YouTube + Солнечная батарея

Простое и эффективное Зарядное устройство для Аккумуляторов от Солнечных ПАНЕЛЕЙ

Использование солнечной энергии становится всё более популярным среди радиолюбителей и энтузиастов альтернативной энергетики. Солнечные панели позволяют заряжать аккумуляторы в походных условиях, в загородных домах и на дачах без необходимости подключения к электросети. Однако для эффективного заряда необходимо специальное устройство, которое будет регулировать процесс зарядки, предотвращая перезаряд и разряд аккумулятора.

В этой статье рассмотрим простое и надёжное зарядное устройство, которое можно собрать своими руками, используя доступные компоненты. Оно предназначено для зарядки свинцово-кислотных (SLA), гелевых (Gel) и AGM-аккумуляторов, но при желании его можно адаптировать для работы с литий-ионными элементами.

Принцип работы зарядного устройства

На рисунке представлена принципиальная схема зарядное устройство от солнечных панелей.

Зарядное устройство выполняет две основные функции:

1. Регулирует подачу напряжения от солнечной панели к аккумулятору, поддерживая оптимальный зарядный ток.

2. Отключает зарядку при достижении нужного уровня заряда, предотвращая перезаряд и продлевая срок службы аккумулятора.

Для этого в схеме используются следующие ключевые элементы:

• MOSFET-транзистор IRF4905 – управляет подачей тока на аккумулятор.

• Диод Шоттки 80SQ045 – предотвращает разряд аккумулятора в ночное время через солнечную панель.

• Операционный усилитель LM358 – контролирует напряжение на аккумуляторе и включает/отключает зарядку.

• Таймер LM555 – используется для предотвращения ложных срабатываний и стабилизации работы схемы.

Теперь разберёмся, как именно работает схема.

1. Контроль напряжения на аккумуляторе

Основная задача схемы – отслеживать уровень заряда аккумулятора и управлять подачей тока. Для этого используется операционный усилитель LM358.

• Напряжение аккумулятора поступает на вход ОУ через делитель напряжения, состоящий из резисторов.

• Входной сигнал сравнивается с опорным напряжением, которое задаётся стабилитроном.

• Если напряжение на аккумуляторе ниже порогового значения (например, 12,5 В для 12-вольтового аккумулятора), выход ОУ активируется и включает полевой транзистор IRF4905.

Таким образом, транзистор начинает пропускать ток от солнечной панели к аккумулятору, и процесс зарядки начинается.

2. Отключение заряда при достижении полного заряда

Когда аккумулятор заряжен, его напряжение повышается, и в какой-то момент оно превышает заданный порог (например, 14,4 В). В этот момент операционный усилитель изменяет своё состояние, отключая полевой транзистор, и подача тока прекращается.

Чтобы избежать «дребезг» контактов (частого включения и отключения зарядки при переходе порогового уровня), используется таймер LM555. Он создаёт небольшую задержку перед отключением заряда, обеспечивая стабильную работу схемы.

Как сделать Стабилизатор тока на LM317 с плавной регулировкой

3. Защита от разряда через солнечную панель

Ночью, когда солнечная панель не вырабатывает энергию, аккумулятор может начать разряжаться через неё. Чтобы этого не происходило, в схеме используется диод Шоттки 80SQ045.

• Этот диод пропускает ток в одном направлении – от панели к аккумулятору, но не даёт току идти в обратную сторону.

• Благодаря малому падению напряжения (около 0,3–0,5 В) он минимально снижает эффективность зарядки.

Таким образом, аккумулятор остаётся заряженным, даже если солнечная панель не работает.

4. Визуальная индикация

Для удобства в схеме предусмотрен светодиодный индикатор, показывающий процесс зарядки.

• Если зарядка идёт, светодиод горит.

• Если аккумулятор полностью заряжен и зарядка отключена, светодиод гаснет.

Это позволяет контролировать работу устройства без использования мультиметра.

Настройка и тестирование

Перед подключением устройства к реальному аккумулятору рекомендуется проверить его работу:

1. Настроить пороговое напряжение отключения с помощью подстроечного резистора R3.

2. Проверить работу схемы на макетной плате, используя лабораторный блок питания вместо солнечной панели.

3. Убедиться, что при достижении заданного напряжения зарядка действительно прекращается.

4. Проверить защиту от разряда – убедиться, что без солнечного света ток не идёт обратно от аккумулятора.

После этих тестов можно смело подключать устройство к солнечной панели и аккумулятору.

Заключение

Представленное зарядное устройство – это надёжное и простое в сборке решение для зарядки аккумуляторов от солнечных панелей. Оно эффективно управляет процессом зарядки, предотвращая перегрев и перезаряд, а также защищает аккумулятор от разряда через панель в ночное время.

Главные преимущества этой схемы:

✅ Простота сборки и доступность компонентов.

✅ Эффективность работы без сложных микроконтроллеров.

✅ Автоматическое управление зарядкой и защита аккумулятора.

✅ Подходит для питания радиолюбительской аппаратуры, портативных устройств и автономных систем.

Если вы хотите использовать солнечную энергию для питания своих проектов, такое устройство станет отличным решением!

Солнечная генерация благодаря падению цен на солнечные панели стала дешевле ископаемой, что в свою очередь сделало ее самой быстрорастущей.

В Китае продолжают падать цены на солнечные панели

Индийская NHPC подвела итоги тендера на 1,2 ГВт солнечной энергии с системой хранения

Турецкая металлургическая компания Tosyalı объявила о начале реализации второго этапа строительства СЭС мощностью 1,2 ГВт. Первый этап ввода в строй кровельных СЭС достиг мощности 215 МВт. Реализация второго этапа позволит получать 50% всей потребляемой энергии от солнечных электростанций.

Глубина переработки солнечных панелей достигла 99+%

СЭС первого этапа

Компания так же работает над внедрением зеленого Н2 в процесс производства стали.

В Китае стартовало строительство производства зеленого водорода второе за последнюю неделю

Китай подключил к сети больше ветропарков в 2024 году чем Германия за всю историю

По данным EMBER в 2024 году мощность солнечной энергии Турции удвоилась за 2,5 года, превысив показатель 2025 года на полтора года раньше. Почти весь прирост обеспечили СЭС для собственного потребления, это как правило электростанции для промышленного и коммерческого сектора + 94% роста с июля 2022 года, увеличив мощность с 9,7 ГВт до 19 ГВт к концу 2024 года.Что позволило сэкономить 15 миллиардов долларов США на импорт природного газа.

Китай ввел в строй рекордные мощности систем хранения

В Индии построят ветропарк для энергоснабжения сталелитейного производства

Солнечная генерация в Германии продолжает наращивать мощности, напомню в прошлом месяце страна добавила 937 МВт и это не предел цель - достичь в этом году ежемесячного темпа 1,5 ГВт в месяц или 18 ГВт в год! Для сравнения в прошлом году страна ввела в строй 7,2 ГВт новых мощностей солнечной генерации.

Напомню, что порядка 60% всех новых СЭС составляют кровельные электростанции домовладений, покрывающих потребление энергии домовладений что снижает спрос в энергосетях, питающих жилые дома.

Ископаемая генерация апрель к апрелю

Ископаемая генерация продолжает сдавать свои позиции год за годом в апреле заметно упала угольная генерация, каменный уголь – 2 520 ГВч ниже было только в пандемийный 2020 год, для сравнения апрель прошлого года 3 585 ГВч, а в апреле 2015 - 8 285 ГВч. Бурый уголь 6 922 ГВч в апреле 2022 -8 606 ГВч.

Расположение СЭС

На фоне роста генерации возобновляемой энергетики, цены на газ продолжают падать и по данным Комерсанта могут достигнуть ценового дна в 220-280 за 1 тыс. кубометров. По даным портала Profinance цена на газовом хабе в Нидерландах упала ниже 330$ за 1 тыс. кубов. По данным Gas Infrastructure Europe Германия уже заполнила свои хранилища на 71% газом, для прохождения зимы требуется 90% .

Но не только кровельные СЭС помогают избавится от ископаемой генерации, в Германии, как и в остальном мире активно развивают плавучие СЭС. Отчасти это решает проблему дефицита пространства и избыточного испарения водоемов в жару. Плавучие СЭС так же показывают большую эффективность за счет охлаждения из-за близости воды.

В Германии компания Leag, приступила к строительству плавучей СЭС в своем бывшем угольном карьере, характеристики СЭС мощность 29 МВт, производительность 29 гигаватт-часов электроэнергии в год. СЭС займет 1% водоема. Ввод в эксплуатацию намечен в 2024 году. Компания Leag добывавшая ранее в карьере уголь провела работы по отчистке, укреплению и созданию гидротехнических сооружений, а также пристани и зоны отдыха водоема.

Доля солнечной генерации в энергобалансе страны в мае достигла 22% а совокупная доля ВИЭ превысила 66% доля газа сжалась до 8%

Напомню что В Европе действует с 2012 года Директива об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) которая требует 80% переработки солнечных панелей.

Германия закрыла АЭС и ввела в строй рекордные мощности солнечной генерации

Ветрогенерация обрушила цены на уголь в Европе

Ставте лайки оставляйте коментарии

Ваша подписка - необходимая поддержка каналу!

Китай идет в авангарде четвёртого энергоперехода в сфере перехода на зеленый водород. Ранее я рассказывал о строительстве в Китае самого крупного в мире завода по производству зеленого Н2.

Часто в комментариях можно увидеть отрицание наступления неизбежной реальности, недостаток образования и неспособность воспринимать реальность, такой какая она есть приводят к печальным последствиям, научно-технический прогресс все больше обходит стороной.

Строительсто завода Н2 в Китае мощность 30 000 в год

Ретрограды и мракобесы не верили в преобладание возобновляемой генерации в энергобалансе стран, развивающих это направление. В саму возможность перехода на электромобили. В возможность возврата первых ступеней ракет. В развитие зеленого водорода.

Напомню, что генерация ВИЭ будет расти по экспоненте и многократно превысит внутренние потребление стран, это делается для нивелирования спадов генерации. Избыточная генерация должна пойти на электролиз Н2, решая тем самым сразу две проблемы, сдерживая цены от падения на биржах до отрицательных величин и снабжая дешёвой энергией электролизеры.

Китайская China Southern Power Grid запустила две электростанции, работающие на Н2 подробностей, как всегда, не много, первая электростанция находится в городе Куньмин, провинции Юньнань на юго-западе Китая, водородная ТЭС может поставлять в сеть 2,3 МВтч в часы пик или недостатка генерации ВИЭ в непрерывном режиме в течение 23 часов.

Н2 электростанция

Вторая электростанция расположена в Гуанчжоу. Хранение водорода осуществляется в твердотельных накопителях, где в пустотах метала при комнатной температуре хранится зеленый Н2 полученный от солнечной энергии. Что позволяет запасать в 20 раз больше Н2 при сопостовимых объемах хранения в сравнении традиционными методами хранения в сосудах под давлением. Открытие нового метода принадлежит американцам. При сжигании Н2 образуется вода которую можно повторно использовать в электролизе.

При этом страна практически не равивает генерацию на ископамом газе. Китай в первом квартале 2023 года снизил импорт ископаемого газа на 3,6%.

Н2 поезд Германия

Как видим никакой фантастики в этом нет, Китай один из первых ввел в эксплуатацию Н2 электростанции для покрытия пикового спроса на электроэнергию. Напомню, что Китай вводит в строй колоссальные мощности солнечной и ветровой генерации в этом году 160 ГВт. Точно такой же стратегии придерживается и страны Европы, например ВИЭ Дании уже достигает 90% в энергобалансе, а в отдельные периоды превышает 110% внутрений спрос.

Китайский энергетический гигант строит самый мощный завод в мире по производству Н2

Китай не оправдал надежд

Германия первой перешла на водородные поезда

Дания достигла рекордной генерации возобновляемой энергетики

Переработка солнечных панелей

Ставте лайки оставляйте коментарии
Ваша подписка - необходимая поддержка каналу!

Производство солнечных панелей быстро растет и скоро достигнет тераваттного масштаба в год. Солнечные панели быстро расширяют ареал своего обитания, кровли и фасады домовладений и административных зданий, пешеходные дорожки и автотрассы, кузова электромобилей и фонарные столбы.

Окружающее нас пространство все больше втягивается в процесс генерации, масштабируется производство, падает цена, растет сбыт и процесс только набирает обороты. напомню солнечная генерация самая быстрорастущая генерация в Китае, Европе и США и при этом самая дешовая.

Солнечные панели достигают мирового рекорда эффективности и приближаются к тераваттному масштабу производства.

И вместе с ростом внедрения встает вопрос об утилизации солнечных панелей и не просто об утилизации, а о повторном использовании всех возможных материалов составляющих СП. Пока объемы отработавших и неисправных панелей относительно невелики, но со временем объемы возрастут и лучше заранее подготовится к неизбежному.

Солнечные панели первого поколения

Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) провела исследование и пришла к выводу что в США к 2050 году солнечные отходы составят порядка 10 миллионов тонн, для сравнения ежегодно Америка производит 140 миллионов тонн мусора.

При расчетах агентство исходило из данных преждевременного выхода из строя и срока эксплуатации панелей в 30 лет, а также выхода из строя 99% панелей к 40 годам эксплуатации хотя на практике панели продолжают выработку и после 40 лет эксплуатации. Напомню, что гарантийныйный срок эксплуатации, устанавливаемый производителем состовляет от 25 до 35 лет на современные модели.

Предприятие рециклинга Техас США

Быстрый рост эффективности СП и развитие новых технологий также может привести к досрочной замене исправных панелей на более результативные, это касается крупных коммерческих СЭС. К примеру, американский переработчик солнечных панелей SolarCycle строит в Техасе СЭС из таких панелей. При этом рост эффективности идет параллельно и со снижением веса СП.

Сам процесс переработки солнечных панелей гораздо проще чем лопастей ветрогенератора, СП состоит в среднем на 75% из стекла, полимера 10% и алюминия 8%, олова, серебра, свинца, меди и др. металлов.

Переработаное стекло от СП

Основных способов приработки три, механический, когда панель измельчается и составляющие отделяются друг от друга. Термический, когда путем нагрева достигается расслаивание на составляющие и химический, где процесс идет с помощью химических реагентов.

В зависимости от состава панели применяют свой определённый или смешанный процесс переработки для панелей содержащих теллурид кадмия.

Современные технологии позволяют перерабатывать и возвращать в оборот 95% материалов, используемых в панели. Согласно данным отчета к 2030 году стоимость извлечённого сырья для повторного использования составит 450 миллионов $, сравнения — это стоимость 60 миллионов новых солнечных панелей, и превысить 15 миллиардов долларов к 2050 году.

Развите солнечной генерации в Европе

В Европе действует с 2012 года Директива об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) которая требует 80% переработки солнечных панелей. Но и здесь объемы переработки пока не велики, к примеру французский производитель сумел собрать за год всего 5 000 тонн солнечных отходов для переработки, переработчик ожидает что к 2030 году объем возрастет до 50 000 тонн.

Что касается стоимости преработки то по оценкам иследователей она состовляет в США от 15 до 45 $ по другим оценкам от 10 до 30, стоимость извлекаемых материалов варьируется в зависимость от стоимости материалов на рынке в среднем от 10 до 20 доларов, механизм работает так - часть стоимости переработки, оплачивает сам произодитель солнечной панели, внося средства в специальные фонды утилизации, часть средств вносит владелец оплачивая вывоз и утилизацию солнечных отходов, остальное получает прозводство рециклинга от продажи переработанных материалов.

Собака-робот следит за солнечной электростанцией

Австрия отказалась от угля и сократила использование газа

Ставте лайки оставляйте коментарии

Ваша подписка - необходимая поддержка каналу!