Prosty zestaw fotowoltaiczny: recepta na brak prądu

Gdy przygotowujemy się na sytuację, w której zabraknie prądu, w pierwszej kolejności kupujemy świece i zapas baterii do latarek. I to jest zupełnie rozsądne, w ten sposób budujemy sobie niezależność od krótkotrwałego braku prądu (a dokładniej — od braku oświetlenia). Od czegoś trzeba przecież zacząć.

Problem polega na tym, że w niektórych przypadkach można spodziewać się braku prądu nie przez kilka godzin, a przez kilkanaście dni. Wtedy zapas świec i baterii do latarki nam nie wystarczy. Bo jak za ich pomocą naładować telefon komórkowy, czy zasilić radio?

Na łamach tego wpisu chciałem przedstawić Wam bardzo prosty zestaw fotowoltaiczny, który z wykorzystaniem baterii słonecznej pozwoli Wam zasilić kilka małych odbiorników energii elektrycznej.

Podstawowym elementem takiego zestawu jest oczywiście bateria słoneczna, czyli panel fotowoltaiczny. Parametry istotne w tej chwili są dla nas dwa — moc i napięcie, przy którym pracuje. Czy raczej napięcie akumulatora, do którego ją podłączymy. W większości przypadków do naszych survivalowych zastosowań wystarczy bateria pracująca przy napięciu 12 V. Na tym poziomie pracuje cała masa różnego rodzaju urządzeń, które mogą się nam przydać:

  • ładowarki do telefonów komórkowych,
  • ładowarki do akumulatorków AA/AAA,
  • żarówki LED i zwykłe (samochodowe),
  • tanie przetwornice wytwarzające prąd zmienny,
  • radia samochodowe,
  • wyposażenie przyczep i samochodów kempingowych (np. pompki do wody).

A przede wszystkim to takie napięcie właśnie będzie mieć akumulator wyjęty z samochodu, czy dowolny inny akumulator, który będziemy za pomocą tej baterii ładować.

TRU electrical installs solar panels in Mexico

Mniej więcej podobne gabaryty będzie mieć bateria słoneczna o mocy 100 W. Foto: Thompson Rivers University, via Flickr.

Nic nie stoi na przeszkodzie, by zdecydować się na układ o napięciu 24 V. Osiągniemy go łącząc dwie baterie słoneczne 12 V szeregowo, albo po prostu kupując panel na 24 V. Podobnie postąpić można z akumulatorem — albo kupić taki od ciężarówki, albo podłączyć dwa szeregowo.

Baterię o mocy 100 W można kupić już za nieco ponad 400 PLN (wg Allegro). Taka bateria nie wytworzy nam za wiele prądu — w zimie najwyżej 60-80 Wh dziennie. To wystarczy ledwie do pracy jednej żarówki o mocy 60-80 W przez godzinę. Ale przy oszczędnym używaniu energii elektrycznej, powinna wystarczyć do kilku lub kilkunastu godzin pracy żarówki LED, a do tego może na pół godziny pracy laptopa — by puścić dziecku bajkę i pomóc w uspokojeniu się.

Drugim istotnym elementem będzie tzw. regulator ładowania. Jest to urządzenie, które podłącza się do akumulatora, a dopiero do niego podłącza się baterie słoneczne i odbiorniki. Zadaniem tego urządzenia jest:

  • odłączenie baterii słonecznych w sytuacji, gdy jest noc (w przeciwnym wypadku rozładują one akumulator),
  • zabezpieczenie akumulatora przed przeładowaniem (odłączy baterie słoneczne gdy akumulator będzie w pełni naładowany),
  • zabezpieczenie akumulatora przed rozładowaniem (odłączy odbiornik wtedy, gdy napięcie na akumulatorze będzie zbyt niskie).

Regulatory kupujemy dostosowane do odpowiedniego napięcia, ale też natężenia prądu, który będziemy przez niego przepuszczać. Czyli przede wszystkim do natężenia prądu wytwarzanego przez baterię słoneczną.

Solar Charge Controller

Regulator ładowania o dość zaawansowanych funkcjach. Na dole obudowy widoczne trzy komplety przyłączy: od baterii słonecznych, akumulatora i odbiorników.

Przykładowo, jeśli zdecydujemy się na baterię o mocy 100 W i znajdziemy w jej opisie informację, że jej prąd ładowania przy maksymalnym napięciu jest rzędu 5,6 A, to spokojnie wystarczy nam regulator 12V/10A. Ja raczej kupiłbym taki 12V/20A,  bo on pozwoli nam na podłączenie w przyszłości jeszcze 2 takich samych baterii (a więc na trzykrotne zwiększenie ilości wytwarzanego dziennie prądu). Najtańszy taki regulator znalazłem na Allegro za 135 PLN.

Aby to wszystko miało ręce i nogi, potrzebujemy jeszcze akumulator. Przyjmując, że ta wspomniana bateria słoneczna wytworzy dziennie 60 Wh energii elektrycznej, potrzebujemy do zmagazynowania tej energii akumulatora o pojemności 5 Ah. Jeśli chcemy mieć prądu na tydzień, potrzebujemy akumulatora o pojemności 35 Ah. Myślę, że to rozsądne minimum.

Zależy nam na tym, by akumulator był żelowy lub AGM (z elektrolitem w macie z wełny szklanej), przystosowany do częstego głębokiego rozładowywania małym prądem. Akumulatory samochodowe nadają się tylko awaryjnie — one są zoptymalizowane pod kątem wysokiej wydajności prądowej (dla rozrusznika), nie pojemności czy żywotności.

Akumulatory sprzedawane są w najróżniejszych pojemnościach, łącząc je równolegle zwiększymy pojemność nie zwiększając napięcia. W każdym razie te 35 Ah to wydatek rzędu 200 PLN.

I w zasadzie na tym można byłoby poprzestać. Potrzeba nam jeszcze tylko kabli do połączenia tego w całość, może paru gniazdek zapalniczki do zasilania ładowarek. I ewentualnie przetwornicy 12/230, jeśli chcemy zasilać urządzenia takie, jak np. laptop. Za ok. 1 000 PLN mamy źródło energii elektrycznej, które przy odpowiednim używaniu akumulatora posłuży nam przez kilka lat.

Takim zestawem oczywiście nie zasilimy całego domu, kuchenki, klimatyzatora, ani nawet pompki centralnego ogrzewania (tzn. zasilimy, ale nie więcej niż przez kilka godzin, a to może być za mało). Ale z powodzeniem naładujemy telefon, zasilimy parę żarówek LED, radio, itd.

Survivalista (admin)

Artur Kwiatkowski. Magister inżynier, posiadacz licencjatu z zarządzania. Samouk w wielu dziedzinach, ale nie czuje się ekspertem w żadnej. Interesuje się zdrowym życiem i podróżami. I przygotowaniami na trudne czasy, rzecz jasna!

Mogą Cię zainteresować także...

42 komentarze

  1. Gotard pisze:

    Jedna uwaga, zamiast zestawu przetwornica/zasilacz lepiej sprawdza się zasilacz bezpośrednio z 12V. Nie każdy notebook to potwor ważący pół tony i żrący 21V 4,7A:) A przetwornica to zawsze straty 🙁

    Taki mini zestaw akuratnie nadaje się do zasilania oświetlenia led mojej szklarenki w celu stymulacji wzrostu w zestawie akwaponicznym.

    • panika2008 pisze:

      Większość lapków, jakie widziałem, wymaga wyższego napięcia, niż 12V, najczęściej jest to chyba coś w granicach 16-19V.

      Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie żeby sobie zestawić panel na takie napięcie, ale wtedy jest dylemat – czy robić specyficzny na zamówienie (albo samemu kleić z pojedynczych cel) dający np. 20V, czy przepłacać za standardowy 24V i zrzucać niewykorzystaną różnicę na grzałkę…

      • Gotard pisze:

        Pierwszy z brzegu w moim bałaganie: Asus 9,5V/2,3A drugi: Acer 11V/3,7A wiem, że to może nie sa demony wydajności. Ale jednak pełnoprawne komputerki.

      • godot pisze:

        Napięcie do laptopa nie musi być takie same jak zestawu zasilającego.

        Zasilacze mają przetwornice i faktycznie większy sen ma podłączyć do akumulatora specjalną ładowarkę na 12V i zrobić z tego np. 19V, niż podłączać dużą przetwornice, która część energii będzie marnotrawić, a z reszty zrobi 230V, żeby z 230V kolejnym zasilaczem obniżać do 19V.

  2. Mc pisze:

    Krótkie pytanie – testowałeś to?
    Bo ja mam panel o rozmiarach podobnych jak na zdjęciu
    i w zimie praktycznie nie daje w ogóle prądu.
    Jak słońce zaświeci, to daje te 20V, ale jakiekolwiek obciążenie (kilka razy mniejsze niż nominalne) redukuje napięcie do zera.
    Gdy są chmury, to nawet napięcia nie ma, nie mówiąc o prądzie.
    W lecie owszem, jak świeci słońce, to coś tam można zasilić.

    • Ja mam kilka mniejszych baterii i używam ich od paru lat w swoim kamperze. Latem działa super.

      Te 60-80 Wh to średnia produkcja prądu w grudniu-styczniu z baterii 100 W, uwzględnia dni słoneczne i pochmurne.

      • panika2008 pisze:

        Rozumiem że masz ogniwa ustawione na stałe, a nie śledzące słońce?

        60-80 Wh średnio w grudniu-styczniu to i tak więcej, niż bym się spodziewał.

        Chyba zacznę myśleć o założeniu czegoś takiego i u siebie 🙂

        • Ja swoje baterie wożę w samochodzie i wyciągam na dach tylko jak jestem na wyjeździe, ale 60-80 Wh odnosiło się do ogniw zamontowanych na stałe. Zimą niewiele zyskamy przy śledzeniu, bo dzień krótki.

    • Piotr Lisiecki pisze:

      Dobrze postawione pytanie 🙂
      Ja użytkuję zestaw Velleman-a bateria słoneczna + regulator. Koszty instalacji podobne jak w artykule. Niestety, z trudem radzi sobie nawet z ładowaniem komórki. Za takie pieniądze bez trudu kupimy agregat prądotwórczy, który zasili nie tylko laptop, ale lodówkę, zasilanie pieca CO, zagotuje wodę i zupę, itp. Oczywiście w tej cenie nie kupimy agregatu, który zrobi to wszystko jednocześnie!
      Jeśli nie stać Was i na solar i na agregat spalinowy – kupcie agregat!

  3. Johnny pisze:

    Warto zaopatrzyć się w zasilacze samochodowe do większości używanych sprzętów. Raz, że może przydać się w trasie a dwa – właśnie gdy mamy taki zestaw. Wtedy nie potrzeba przetwornicy.

  4. Pozyskiwacz pisze:

    Dwie uwagi:
    -akumulatory do ciężarówek też mają po 12V. Jeżeli w ciężarówce jest instalacja 24V (przeważnie tak jest, nie dotyczy nawet największych ciężarówek z USA, tam jest nadal 12V), to są łączone szeregowo 2 zwykłe akumulatory 12V.
    -uwaga na wszelkie zasilacze 12/24V. Powinno się je używać przy zgaszonym silniku. Nie radzą sobie ze stabilizacją napięcia w większym zakresie. Oczywiście przy zasilaniu panelem słonecznym będzie to bez znaczenia.
    Ostatnia uwaga dotyczy taniego Chińskiego sprzętu. Być może jakieś lepsze/droższe ładowarki nie mają tych problemów. Jednak zdecydowana większość kierowców TIR-ów używa przetwornic 12/24 na 230V , a nie zasilaczy do ładowania laptopów itp.

  5. panika2008 pisze:

    W naszym klimacie do uzupełnienia braków energii słonecznej w sezonie „ciemnym” idealnie nadaje się turbina wiatrowa – bo tak się składa że zimą najlepiej wieje 🙂 Niestety jest to dość drogie rozwiązanie – ale taka jest cena wysokiego bezpieczeństwa.

  6. HansKlos pisze:

    Proszę zerknąć na http://4.bp.blogspot.com/-ROVLg9_xsYo/TxMZ86w-3fI/AAAAAAAAAqI/0c_YkUZw61U/s1600/modul+fotowoltaiczny+charakterystyka+pr%25C4%2585dowo+napi%25C4%2599ciowa.png

    http://solaris18.blogspot.com/2012/01/panel-fotowoltaiczny-punkt-mocy.html

    Z tego wykresów wynika, że systemy 24V mają większą moc wykorzystaną (a tym samym sprawność) niż systemy 12V. Dla podwyższenia sprawności można za pomocą urządzeń step down, a takim jest między innymi regulator ładowania,-) obniżać napięcie i ładować akumulatory 12V. Optymalnym jest zastosowanie przełącznika i ładowania przy wysokim napięciu bloku akumulatorów 24V, a przy małym napięciu akumulatorów 12V.

    • Te wykresy są dla paneli o napięciu 24 V, które (co nie dziwi) będą gorzej pracować w układzie 12 V.

      Powody, dla którego proponuję układ 12 V a nie 24 V, są dwa: łatwość korzystania z ładowarek 12V, i potrzeba podłączenia dowolnej liczby akumulatorów (jednego, 3 różnych, itd.). Ale w układzie 24 V też można korzystać z urządzeń 12 V, jeśli się zrobi go jako „dwufazowy”.

      • Pawel Pierzchalski pisze:

        W/G mojego doswiadczenia i przemyslen znacznie lepiej zdadza egzamin instalacje 12v.
        WIekszy dostep do akcesoriow a co najwazniejsze w przypadku kryzysu (cokolwiek to znaczy) znacznie latwiejszy dostep do aku z odzysku(tu klania sie zbieractwo z tego co pozostanie np. po wojnie).
        Ja mam instalacje skladajaca sie z trzech paneli 130w kazdy dwa aku zwykle samochodowe po 145 ah pracuje mi to juz trzy lata i mam spory zapas energii na moje potrzeby.
        Nie zapominajmy iz najlepsze krotkofalowki bez pradu beda zwykla cegla.

  7. HansKlos pisze:

    „Te wykresy są dla paneli o napięciu 24 V, które (co nie dziwi) będą gorzej pracować w układzie 12 V.”

    Nie zrozumiałeś mnie. Przy słabszym świetle panel 12V będzie dawał napięcie PONIZEJ poziomu ładowania akumulatora 12V. Przy takim samym oświetleniu panel 24V też będzie dawał napięcie poniżej poziomu ładowania akumulatora 24V, ale POWYZEJ poziomu ładowania akumulatora 12V. Tym samym układ 24V przy automagicznym przełączaniu 24/12V będzie miał WIĘKSZĄ sprawność

    • Nie wiem, czy dobrze czytam te wykresy, ale tam niezależnie od natężenia promieniowania (1000 W/m2 czy 200 W/m2) charakterystyka jest podobna — płaski przebieg natężenia prądu w funkcji zmian napięcia. Czyli jednak chyba napięcie ładowania osiągnie, tylko nie osiągnie odpowiedniego prądu.

  8. panika2008 pisze:

    A tak w ogóle to jakie napięcie 4 real dają te panele „12V”? Bo do ładowania aku Pb to generalnie potrzeba jakieś 13-13,5 (w pełni naładowana ma 12,5-12,6V).

  9. Niewiem pisze:

    Nikt tu nie pisze o temperaturze pracy tych ogniw. Producent podaje 25*C a taką wartość uzyskujemy przy -20*C otoczenia przy słonecznej pogodzie. W upalne lato gdy na zewnątrz jest 30*C na panelu temperatura dochodzi do 100*C i tego prądu jest co kot napłakał.
    Nie zgadzam się że akumulatory samochodowe się nie nadają do takich systemów. Używam 3 starych nie nadających się do uruchomienia samochodu akumulatorów(już 4 rok, kupionych po 30 zł na złomie) z panelem 100W. Zasila to alarm lampę z czujka ruchu na 100W/12v, odstraszacz kotów i kamerę przemysłową. W zimę gdy na panel nasypie śniegu i nie chce mi się odśnieżać na tych akumulatorach chodzi trzy tygodnie.
    Co do wiatraków mają dziwne upodobanie w nocy brakuje wiatru przestają dawać prąd

  10. Brambi pisze:

    Witam,
    Czytam bloga od dawna a teraz w końcu się wypowiem. Całkiem niedawno złożyłem sobie mały zestaw PV Panele 120W + Akumulatory 300 Ah + przetwornica 1000W. Mieszkam w Irlandii i przy nasłonecznieniu w tym okresie roku muszę czekać ponad tydzień aby akumulatory się w pełni naładowały. Instalację złożyłem w lecie i wtedy w ciągu 2-3 dni udawało mi się doładowywać akumulatory do pełna i przez weekend korzystać z nich jako zasilania do komputera, zestawu głośników, 26″ monitora małej biurkowej lampki z energooszczędną żarówką i modemu do internetu. Taki zestaw pobiera pomiędzy 170 a 200 Watów. Jestem zupełnym laikiem i zestaw składałem według tego co wyczytałem w necie (łącznie z nauką obsługi miernika 🙂 Taki zestaw pozwala mi pracować na komputerze przez około 11-15 godzin czyli do zejścia napięcia akumulatorów do bezpiecznego minimum. Testowo udało mi się na tym zestawie nawet upiec chleb w maszynce do chleba 🙂 (wiem, że bez sensu ale chciałem sprawdzić czy da radę ) Załączam link do filmiku z moim zestawem http://youtu.be/pYY1NHi0Xq4

    Pozdrawiam Michał

  11. zohen pisze:

    Bardzo lubię baterie słoneczne – eleganckie to i wygodne, ale moim zdaniem nie do pogardzenia jest energia wiatru – zwłaszcza we współpracy z bateriami i kolektorami słonecznymi.
    Gdyby kogoś interesowało, to zapraszam na mojego bloga, gdzie w miarę wyczerpująco (tak mi się wydaje) problematykę tę naświetlam.

    http://spiritusmovens.blogspot.com/

    Serdecznie wszystkich pozdrawiam i życzę dużo sukcesów w temacie!

  12. Paweł pisze:

    W najgorszym wypadku do oświetlenia można wykorzystać lampkę ogrodową solarną koszt ok 5 zł, a w prawie każdej znajduje się akumulatorek 1,2v który można wykorzystać wedle uznania w nocy a w słoneczny dzień znów ładować…

  13. Koen pisze:

    Jest jeszcze sporo wynalazków działających na zasadzie dynama i diod LED (na tych diodach opierałbym jakiekolwiek konstrukcje „awaryjne” – pobierają mało prądu i są długowieczne). Na rynku są Latarki ładowane poprzez ruch ręką czy latarenki na korbkę, a latarki z diodami LED potrafią świecić bardzo długo itp. Co do zapasu prądu to warto nie wyrzucać/sprzedawać komórek szczególnie tych starych z monochromatycznym wyświetlaczem- w odróżnieniu od obecnych w stanie czuwania wytrzymują nawet dwa – trzy tygodnie (możemy ja trzymać wyłączoną to wytrzyma dłużej). Podobnie zwykłe baterie wymieniłem już dawno na akumulatorki o dużej pojemności – w latarce wytrzymają dużo dłużej niż zwykłe paluszki.

  14. romaniano pisze:

    a ja mam zamiar kupic za 266.50 110W i uzyskac z tego w styczniu 11 W ładowania akumulatora 12V
    co wy n a to wiecej nie bedzie laptopa tym nie zasile musze kupic tablet

    • Survivalista (admin) pisze:

      Powinieneś z tej baterii słonecznej dostawać w styczniu średnio ok. 100-110 Wh, jeśli ustawisz ją pod kątem ok. 60 stopni do poziomu, rzecz jasna skierowaną na południe.

      Uwzględniając sprawność ładowania akumulatora — da Ci to ok. 60 Wh, czyli naładujesz akumulator o pojemności 5 Ah.

  15. Witam,

    O ile podchodząc do tematu opłacalności baterii słonecznych ładujących akumulator to sprawa jest mocno jednoznaczna – takie rozwiązania się kompletnie nie opłacają (na moim blogu opisałem taki przypadek:
    https://solarid.pl/blog/oplacalnosc-inwestycji-fotowoltaicznych)
    Jednak podejście jakie jest zaprezentowane tutaj bardzo mi się podoba.
    Słowa uznania dla autora artykułu za podawanie uzysków zimą a nie latem – to właśnie w tym okresie najczęściej zdarzają się zaniki zasilania i uaktywnia się potrzeba domowego survivalu 🙂
    Przy czym budując instalację fotowoltaiczną która ma działać zimą należy ją wykorzystywać do krytycznych obwodów w domu czyli: oświetlenie, zasilanie telefonu, lodówka i pompa CO. Niestety żeby uciągnąć takie zapotrzebowanie nie wystarczy 120W – należy zastosować minimum 2 kW i stosowny do tej mocy bank akumulatorów. Na uwagę zasługuje fakt że taka instalacja ma być od wiosny 2015 roku dofinansowywana (dofinansowanie 40% – realnie 30% – szczegółu również na moim blogu).
    W ten sposób można zbudować system rezerwowego zasilania do domu z dofinansowaniem 30% – zwłaszcza że mamy techniczne możliwości aby instalacja fotowoltaiczna kiedy jest zasilanie sieciowe pracowała jako system podłączony do sieci a w chwili zaniku zasilania instalacja przełączy się na zasilanie akumulatorów które podtrzymują najważniejsze obwodu w domu.

  16. Cutyz klakul pisze:

    Mam pytanie czy z zasilacza komputerowego i akumulatora zrobię gniazdko 230v?

  17. WujekDobraRada pisze:

    Czy komuś udało się zainstalować panele na balkonie bloku spółdzielczego?

  18. august pisze:

    Witam , jeżeli jeszcze ktoś tu zagląda chciałem spytać o zestaw na wakacje do ładowania akumulatora 55Ah do pontonu . Co polecacie ? Jaki panel czy ewentualnie agregat ?

    • Survivalista (admin) pisze:

      Zaglądamy tu.

      Co się ma dziać z prądem z tego akumulatora? Jak często trzeba go ładować od zera do pełna?

  19. august pisze:

    Nie mogę inaczej to przez tę stronę … Akumulator ładowany co drugi dzień (dzień pływania ,dzień ładowania). Panele wystawiane w najlepsze możliwe miejsce do ładowania . Zastanawiam się co lepsze .

    • Krzysztof Lis pisze:

      55 Ah to 660 Wh. Z uwzględnieniem sprawności ładowania potrzebowałbyś pewnie ok. 0,8-1 kWh energii w czasie 1 dnia ładowania.

      Przy uśrednionych warunkach pogodowych potrzebowałbyś panela o mocy ok. 280 W, by naładować akumulator w ciągu 1 dnia w okresie kwiecień-sierpień.

      • august pisze:

        Czyli rzeczywiście lepszy agregat np 900W , niezależny od pogody ? Kosztuje porównywalnie i uniezależnia od pogody ?

  20. Dragon Katowice pisze:

    Opiszcie co zasilacie swoimi zestawami solarnymi do.owymi.

  21. Elwira pisze:

    Super ! Wezmę przykład

  22. Suntrack.pl pisze:

    Bardzo ważne jest, by wybrać wielkość zestawu paneli odpowiedni dla naszego zapotrzebowania. Wiele osób wykorzystuje panele fotowoltaiczne jako wsparcie do zużycia prądu z elektrowni. Jest to na pewno dobry sposób na oszczędność na rachunkach, możemy je skutecznie obniżyć. Szczególnie, że stawki z zakładów energetycznych ciągle idą w górę. Warto zabezpieczyć się na przyszłość.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Notify me of followup comments via e-mail. You can also subscribe without commenting.

banner