Mēģinu izmantot saules enerģiju  

Šī QSL-kartiņa bija tā , kas pievērsa manu uzmanību saules paneļu izmantošanai radioamatieru praksē.

Ar šādu  vienkāršu aparatūru var sekmīgi strādāt  arī sacensībās  un attālums  Honkonga - Latvija ir pārvarams.

Hong Kong welcomes The USS Nimitz. The US aircraft carrier sailed into Hong Kong on Wednesday despite a Chinese pledge to suspend military exchanges with the United States.
Igor, operates VR2ZQZ/P open air portable station at 45 F CW 10,15, 20, 40, 80 and 160 m from a hill top of Lamma Island during The USS Nimitz visit to Hong Kong.

Station is situated in a sight range from the mooring of The USS Nimitz and uses battery charged by solar panels.

                                                                                                                                      Izskatās , ka vējš to antenu būs paplucinājis

Man patīk vasarā atpūsties pie ūdeņiem .

Parasti tad līdzi ņemu radiostaciju lai pamēģinātu arī radiosakarus nodibināt. 

 

        Uz automobīļa akumulatoru paļauties nevar .

Tādēļ līdzi jāņem speciāla akumulatoru baterija.

Tad nu man nostiprinājās pārliecība , ka saules paneļi būtu tie ,

kas ļautu ilgāku laiku pavadīt pie dabas un

 varbūt mazāk akumulatoru būtu līdz jāņem.

Elektroiekārtas

 

Otrs moments ,kādēļ pievērsos saules paneļiem bija snaudošās ierīces ,

 kas dienu un nakti pieslēgtas elektro tīklam un kaut ko tomēr patērē.

Tad nu saules enerģijai vajadzētu to tēriņu kompensēt.

Sāku ar to , ka izmērīju katrai šai ierīcei patērēto strāvu no elektrotīkla.

Sarēķinot man sanāca gandrīz 100kwh mēnesī .Itkā ļoti daudz attiecībā pret kopējo patēriņu -ap 230kwh.

 Vēlāk gan izrādījās , ka mērījumos ir ieviesusies nolasījumu kļūda un patēriņs ir mazāks.

Zem tabulas to var redzēt.

Bet vilciens bija sācis ripot un apturēt to jau bija par vēlu. 

Tika izveidots 12v DC tīkls  un alternatīvais  AC 220V tīkls.

Tika apzināti visi 12v patērētāji. Tabulā tie ir uzskaitīti.  

 Ziemā , kad saules visai maz , darbojas  pati minimālākā  konfigurācija.

 Vasarā ,kad saules enerģijas būs vairāk , varēs vairāk ierīces darbināt no akumulatoriem .

 Enerģijas pārprodukcija noteikti nebūs !

Īsi par saules paneļiem 

Saules baterija sastāv no silīcija, kadmija sulfīda vai gallija arsenīda (GaAs) fotoelementiem, kuri būtībā ir lielas pusvadītāju fotodiodes ar lielu p-n pārejas laukumu. Lai arī no gallija arsenīda var izgatavot saules baterijas ar visaugstāko lietderības koeficientu, tās sanāk ārkārtīgi (vairākus tūkstošus reižu) dārgākas par silīcija saules baterijām. Lielāko daļu saules bateriju ražo no silīcija. Ir vairākas ražošanas tehnoloģijas:

1. No monokristāliskā silīcija. Šī tehnoloģija tika izstrādāta visātrāk. Šādas saules baterijas sanāk relatīvi dārgas, jo tur ir nepieciešams ļoti tīrs monokristāliskais silīcijs un tādi ražošanas apstākļi kā mikroshēmu ražošanā, taču šīm saules baterijām ir relatīvi liels lietderības koeficients. Līdzīgas saules baterijas izgatavo arī no gallija aresnīda (un citiem pusvadītājiem). Gallija arsenīda saules baterijām ir labāks lietderības koeficients nekā silīcija saules baterijām, taču tās ir daudz dārgākas.

2. No polikristāliskā silīcija. Šī tehnoloģija tika izstrādāta vēlāk, te ir mazākas ražošanas izmaksas, jo nav nepieciešami silīcija monokristāli, taču efektivitāte ir mazāka. Pie šīs grupas parasti pieskaita arī saules baterijas, kuru struktūru veido uz stikla, nogulsnējot silīciju no gāzveida izejvielām.

   3.   TF saules paneļi                                      

 Polikristāliskie saules paneļi

Alternatīva monokristāliskajam silīcijam ir polikristāliskais silīcijs. Tam ir nedaudz zemāka pašizmaksa. Kristāli tajos vēl ir agregātstāvoklī, taču tiem ir dažāda forma un orientācija. Šis materiāls salīdzinoši ar tumšajiem monokristāliem atšķiras ar spilgti zilu krāsu. Dotā tipa elementu ražošanas procesu uzlabojumi šobrīd atļauj saņemt komponentus, kuru raksturojumi tikai nedaudz atšķiras no monokristāliem pēc elektriskajiem rādītājiem. Polikristālisko paneļu efektivitāte sastāda 10 – 12 %.

Jau 2004. gadā Kyocera Solar bija sasniegusi polikristālisko elementu efektivitātes virsotnes (17,7%), bet 2006. gadā mērījumi laboratorijas apstākļos sasniedza 18,5% atzīmi – pasaulē visaugstāko polikristālisko elementu vērtību.

Monokristāliskie saules paneļi

Monokristāliskiem elementiem ir visaugstākā efektivitāte enerģijas ģenerēšanā. Pamatmateriāls ir ļoti tīrs silīcijs, no kā gatavo monokristāliskos paneļus, kas labi izpētīts un ieviests pusvadītaju ražošanā. Silīcija monokristāliskie kristāli tiek uzkarsēti uz serdes, kas lēni izstiepjas no silīcija kausējuma, kodols, kas ir iegūts tādā veidā, tiek griezts gabalos no 0,2 līdz 0,4 mm biezumam, kam seko:

• apvīlēšana, slīpēšana un attīrīšana;
• aizsargslāņa uzklāšana;
• metalizācija;
• antirefleksīvs pārklājums.

Saules paneļu efektivitate uz monokristālu pamata satāda 14 – 17 %.

Monokristālisko paneļu plusi:

• sākot no 40 C līdz 70 C vasaras karstajos mēnešos krīt jaudas potenciāls par 15 – 20 %, bet polikristāliskajiem par 20 – 25 %;
• aizņem mazāku laukumu (kvm);
• lielāks efektivitātes %;

TF saules paneļi  

Saules baterijām no plānas plēves (TFSC), ko sauc arī par plānās plēves saules šūnu  (TFPV), baterijām, uzklāj vienu vai vairākas plānas kārtas (thin film) fotoelementus no dažādiem materiāla veidiem. Biezuma diapazons šim slānim ir plašs un svārstās no dažiem nanometriem līdz vairākiem desmitiem mikrometru. Ir daudz dažādu fotoelementu materiālu, ko uzklāj ar dažādiem paņēmieniem.Thin film saules paneļu iedala kategorijās, saskaņā ar izmantotiem materiāliem – amorfā silīcija (B) un citu plānas plēves silīcija (TF-B) , kadmija telurīda (CdTe) , vara indija gallija selenīda (NVS), (DSC). Tievplēvju (thin film) tehnoloģijā amorfa silīcija slānim ir augstāka uzņemšanas zona (1.7 eV) nekā kristāliskajam krama slānim (s-si, 1.1 eV). Tas nozīmē, ka tas uzņem neredzamo saules spektra daļu daudz vairāk nekā infrasarkano spektru. No tā izriet, ka racionāli apvienotas šīs tehnoloģijas tievā slānī, izveido kārtainu šūnu, ko sauc par Tandem šūnu. Augšējā šūna uzņem neredzamo gaismu, bet apakšējā šūna uzņem infrasarkano spektra daļu. Pateicoties šai tehnoloģijai summārā izstrādātā jauda palielinās par 10 – 15 % un tieši šo tehnoloģiju veiksmīgi pielieto koorporācija SHARP. Salīdzinot ar citiem tradicionālajiem kristāliskajiem saules paneļiem, TF plēve tiek atzīta par daudz rentablāku ražošanas veidu un pārspēj monokristālus tādās klimatiskajās joslās, kur bieži sastopams apmācies  un miglains laiks, kā arī ražonas zonās ar paaugstinātu  gaisa piesārņojumu vai arī vietās ar augstu mikrodaļu saturu. Thin film ir ļoti labi pielāgot sarežģītā jumta struktūrām, pretstatā  mono-poly kristāliskajiem modeļiem. Kā arī tie veiksmīgi ļauj izmantot dienvidaustrumu un dienvidrietumu virzienu.

Kā arī ražonas zonās ar paaugstinātu  gaisu piesārņojumu vai arī vietās ar augstu mikrodaļu saturu. TF paneļus 95 % gadījumos pielieto „on – grid” sistēmās, ģenerējot elektroenerģiju pa tiešo energotīklā. Priekš šiem paneļiem nepieciešams izmantot augstvērtīgus komponentus un invertorus.    Kaut arī TF paneļu pašizmaksa nav liela, tie aizņem ievērojami lielāku platību, salīdzinot ar mono – polikristāliskajiem paneļiem, kā arī tiem ir mazāks efektivitātes koeficients. TF paneļus viefektīvāk var izmantot sistēmās ar 10 kw un lielākām jaudām.

Priekš nelielām jaudas sistēmām tiek izmantoti mono–polikristāliskie paneļi.

Tomēr TF paneļiem galu galā vajadzētu nomainīt mono–polikristālus tāpēc, ka tie ir vieglāki, plānāki, lētāki un pietiekami elastīgi.

Informācija no     http://www.sharpsolar.lv/products.htm

Šeit var redzēt pētījumus par paneļu efektivitāti

Shēma

Šāds akumulatoru slēgums nav tas labākais .

Nācās to pilnveidot šādu iemeslu dēļ:

Kopēja ietilpība ir 340A/h  un lādēt vajadzētu ar apm. 30A strāvu.

No paneļiem tik daudz reizē nevar iegūt

Lai akumulatorus pilnīgi uzlādētu , lādētāja spriegums var sasniegt pat 16V.

Tas ir kaitīgi priekš patērētājiem, kas pieslēgti pie akumulatora.

 

Zemāk redzamā shēma pieļauj vienlaicīgi  :

 

vienu akumulatoru lādēt no saules paneļiem

otru  - no ext. lādētāja

trešo - pakļaut treniņu ciklam ieslēdzot 10Aslodzi 

ceturtajam  - jāpkalpo patērētāji

Tiktālu jau viss itkā labi.

Manā rīcībā esošie akumulatori pieļauj izlādi līdz 10,0V

Tomēr  izlādes procesā samazinoties akumulatora spriegumam  līdz 11,7 ...11,5V rūteri vairs negrib darboties un dod kļūdu.

Tad nu iznāk , ka akumulatoru var izlādēt tikai apgabalā no 12,7  līdz 11,7V.

Apgabals no 11,7  līdz 10,0V netiek izmantots. Un tur paliek daudz enerģijas. Pietam ir satopami akumulatori ar sliktu atmiņu.

Manējie tādi nav.

Nācās vēlreiz pārtaisīt slēguma shēmu.

Tika iegādāts jaudīgāks  invertors, kurš pie 10V DC vēl izejā dod 210V AC.

Tad nu iespējami visas mazjaudīgās ierīces tiek barotas  no invertora ar oriģināliem barošanas blokiem

Transīveri tiek baroti no Latvenergo tīkla ar barošanas bloku 12V x 50A.

 Akumulatori paliek vien kā rezerves barošana.

                                                                                                                                                                                                     2014.08.12 , J.Brencis

  Oktobra sākumā , pēdējās saulainajās dienās,  uzstādīju abus polikristāliskos paneļus.

Slīpumu izvēlējos vizuāli  ar domu , ka sniegs tur ilgi neuzkavēsies.

 Pēc azimuta  orientēju uz 13:00.

Strāvu no paneļiem saņēmu apmēram 7A .Tas viss ir normāli.

 Tomēr gan 9:00 gan 17:00 strāvas atdeve samazinājās ievērojami , kautgan saule vēl augstu .

Sāku domāt , ka vajadzētu izveidot  paneļu grozīšanu , sekojot saulei .

                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tajā brīdī  man neizmantots bija antenu grozīšanas mehanisms G-5600.

 Nolēmu to likt lietā.

                    Oktobra beigās jau šī konstrukcija sāka darboties

          Kādi tad nu ir ieguvumi ?

Tagad iespējams saņemt maksimumu  no enerģijas , ko saule dāvā.

Atklāju , ka pozicijas maiņa pēc azimuta nepieciešama apmēram pēc divām stundām.

 Savukārt elevācijai jābūt apmēram 15 grādi no vertikālā paneļu stāvokļa.

Ņemot to vērā , automatizēta sekošana varētu arī nebūt .

Tā tas ir rudens - ziemas periodā . Pavasarī , kad visskaidrākais gaiss, izdevās iegūt  10A strāvu

Vasarā  saņemtā strāva  galvenokārt bija robežās 7 ... 8 A

Pēdējos mēnešus saule mums maz pievērš uzmanību.

 Mēģināju noskaidrot ko tad tie paneļi dod dienās , kad saule aiz mākoņiem slēpjās .

Izrādās ,ka paneļi jāsagriež tā , lai skatās zenitā.

Tad var saņemt 0.5A  pie 12v. Ar to jau var mobīlo telefonu uzlādēt!

Viens lietotājs man teica , ka monokristāliskie paneļi elektrību ražojot arī no saules radiācijas ,

 kas iet caur mākoņiem.

Tam gan neesmu atradis pierādījumus. Pagaidām to dara TF paneļi.

 

 

 

 

Paneļu tehniskie dati

                 Tādi man ir divi gabali

 

Telpā ienākošā kabeļa galā jābūt slēdzim , lai varētu pārtraukt strāvas plūsmu.

No sākuma to biju iedomājies un arī realizēju zemāk redzamā kastītē.

 Mērinstruments paredzēts  kā indikators paneļu orientācijai.

Izrādījas , ka pēc max sprieguma orientēšana nesanāk un

tagad tas ir tikai voltmetrs ar skalu 0 - 30V

Tas brūnais klucītis ir īsslēgts štepselis , kurš tēlo slēdzi vajadzības gadījumā.

Vienkāršāk būtu lietot šāda tipa slēdzi

Pēc slēdža  strāva caur redzamo ampermetru  0 - 10A  nonāk regulatorā.

Šis ampermetrs  tad arī ir indikators paneļu orientācijai pēc max strāvas.

20A Solar Charge Controller Solar regulator 12V 24V Solar panel charge regulator    

Normāli lādējot uzlādes - atpūtas ciklu attiecība ir 9s/0,2s

 

Akumulatoru baterija

Iekš akumulatora mājo snaudošs zvērs ,

 kas īsslēguma gadījumā spēj briesmu lietas pastrādāt,

 tādēļ to vajadzētu visādi aizsargāt.

Es izvēlējos automātiskos atslēdzējus.

Pēc rekonstrukcijas akumulatori vairs nav slēgti paraleli. J.B.

 

Pēc shēmas  redzams , ka akumulatora  "mīnus"

pieslēgts pie kopējās zemes caur mērīšanas šuntu.

Ar tā palīdzību var veikt daždus mērījumus.

sk.zemāk :Tehniskie dati

40V 100A DC Battery Monitor System Volt Amp Hour Power AH with 6 Protection   

Tehniskie dati

Sistēmas monitors ir ļoti vajadzīga ierīce.

Es to galvenokārt izmantoju uzlādes strāvas (no atsevišķa lādētāja)

un akumulatora sprieguma mērīšanai.

Kalkulators

Mērīšanas šunts

 

12v patērētāju sanāca daudz , tādēļ bija vajadzīga sadales kaste.

Mazas strāvas patērētāju pievienošanai ieliku dažas RCA ligzdas.

Ļoti nestabila būšana. Mainīšu uz ligzdām , kur 5,5mm spraudnis tiek lietots

Pēc rekonstrukcijas pieprasījums pēc 12V   izejām ir būtiski samazinājies. J.B.

Tagad izmantoju šādu 1500w 12/220v AC invertoru

Invertora tehniskie dati

Ekonomiskas apgaismošanas lampas

 

Nolēmu pamēģināt apgaismošanas lampas ,sastāvošas no gaismu izstarojošām diodēm.

Galvenā doma bija sagādāt ekonomiskas lampas darbam no akumulatoriem.

Varu teikt , ka ar šo izvēli esmu apmierināts.

Diamond LED cool white energy saving lamp E27 DC-12V 5W  

Šīs izmantoju galda lampās. Laba , normāla gaisma

Diamond open LED white energy saving lamp E27 220V 7W 

Baltā gaisma  , atgādina dienas gaismas lampas , izmantoju virtuvē.

Konstrukcija tāda , ka abažura nav vajadzīga

Rectangle LED Yellow energy saving lamp E27 220V 6W

Šī lampa dod siltu , dzeltenīgu gaismu . Izmantoju vannas istabā.

Cylinder 90 LED cold white light lamp E27 5_5W 100-250V

Šī dod auksti baltu gaismu. Ja uzmauc krāsainu abažuru , tad priekštelpā tīri labi sanāk

Pasūtot lampas no ķīnas tirgotājiem drusku jau risks bija .

Vispirms - vai būs aprakstā minētā gaismas krāsa.

Jāsaka , ka viss atbilst pasūtītajam .

Otrs risks tomēr paliek. Un tas ir lampas mūžs. Vietām lasu , ka varētu būt pat 20gadi.

Zinātāji man ir teikuši  , ka diodes tiek barotas pēc vienkāršotas shēmas un tas var būt par iemeslu priekšlaicīgai nāvei.

Pagaidām jau gadu darbojās .Esmu apmierināts.  / 26.09.2013 /

Un tomēr, gada beigās 12v lampas , kā sarunājušas , sāka mirgot vairāk un vairāk , līdz vairs nebija lietojamas. Nācās pasūtīt jaunas diodes  un remontēt. Kā tas notika , var redzēt Šeit

 

Vēlos vēl piebilst , ka pašlaik dzīvoklī ir 9 lampas ar kopējo uzstādīto jaudu   -  100w.

Parasti lietoju vienu vai , retāk ,divas  LED  lampas.

Atceros , ka ne visai sen jutos aizvainots par to,  ka vairs nevarēšu nopirkt savas iemīļotās 100w spuldzītes.

Parasti pirmais jautājums ,ko man uzdod, ir par to cik ilgā laikā atmaksāsies. Jāsaka , ka tā ir ļoti individuāla būšana.

Ja man nebūtu bijuši pieejami akumulatori , tad es vispār šo projektu nebūtu sācis.

 Individuāla lieta ir elektroinstalācija. Manā gadījumā bija jāizveido 12v DC tīkls un alternatīvais 220V AC tīkls.

Tāpat bija jāiegādājas LED lampas , kurām itkā ar sākotnējo domu nav tieša sakara.

Tā nenopietni sakot, atmaksāsies ātrāk, ja elektribas cena palielināsies  ....

Ja vasara būs saulaina , tad arī vairāk iekārtas varēšu darbināt no akumulatoriem .

 Tomēr augstāk par vienu vietu neuzleksi ! Paneļu kopējā uzstādītā jauda ir 160w .

 Nav grūti izrēķināt cik enerģijas var iegūt pa kādām 14  ... 16 stundām..

Toties ir izveidots 12v tīkls ,kam varu pieslēgt visus ikdienā lietotos  aparātus .

Arī apgaismošanas ziņā  ir pilnīga neatkarība no Latvenergo iestādēm.

 Pēdējiem nu jau vairākus gadus  ir ļoti nejauki , tādi īsi ap 0,5s ,elektrības pārtraukumi. 

Pēdējos mēnešos minētie pārtraukumi ir mazinājušies . / 26.09.2013 /

Protams, ka lielākas jaudas ierīces kā veļas mašīna , karstā gaisa krāsns , mikroviļņu krāsns un

radiostacijas jaudas pastiprinātājs no akumulatora nevar tikt darbināti.

 

Tātad manā gadījumā saules enerģija būs tikai kā tāds papildu  akumulatoru uzlādēšanas avots

Daži praktiski risinājumi

SINENERGO Online 1kw  sistēma

SINENERGO  2012.gada otrā pusē uzstādītie

SINENERGO  uzstādītie paneļi ar sekošanas sistēmu

Alternatīva ierīce. Var enerģiju ražot arī pa naktīm.

300W Vertical Axis Wind turbine

Back to Top