Un sistem de energie solară off-grid (un sistem fotovoltaic autonom) reprezintă o sursă de energie autonomă și este o soluție adecvată pentru multe aplicații pe care nu le avem conectate sau nu dorim să le conectăm la rețeaua de alimentare cu energie electrică (on-grid). Acest sistem, însă, trebuie să fie corespunzător dimensionat pentru a satisface consumul zilnic de energie și pentru a putea înlocui energia utilizată din baterie.

Managerul de produs al SOS electronic, František Ďurišek, va prezenta o soluție cuprinzătoare pentru o aplicație off-grid, pentru alimentarea dispozitivelor electrice cu consum mic de energie, care își poate găsi utilitatea în industrie, în spațiile publice, în gospodării și în aplicații de agrement. 

Cele mai frecvent utilizate aplicații off-grid care utilizează panouri solare cu putere redusă:

• lămpi autonome – parcuri, parcări, stații de autobuz
• alimentarea sistemelor de securitate cu cameră video
• dispozitive de securitate pentru clădiri sau grădini
• surse de alimentare pentru sisteme de irigare
• aerarea apei în iazuri
• măsurarea nivelului pârâielor și râurilor
• teledetecție și măsurare a diferiților parametri – telemetrie

De ce avem nevoie pentru a construi o aplicație off-grid?

„Ne-am extins oferta de produse SOS electronic, adăugând panourile fotovoltaice de la Solarfam. Și pentru a face construcția propriului nostru sistem off-grid foarte simplă și rapidă, am adăugat și toate celelalte componente necesare, cum ar fi conectorii de alimentare, un cablu adecvat, dar și un controler și o baterie“, spune František Ďurišek.

Lista tuturor produselor disponibile pentru un sistem fotovoltaic de mici dimensiuni poate fi găsită în oferta noastră și, de asemenea, direct sub articol. 

Panou solar Solarfam de 20W și 30W

„Din experiența mea, pentru a alimenta dispozitivele cu consum redus, este suficient să folosești un panou solar de 20W-30W. Un panou solar prea mare ocupă mult spațiu, iar stâlpul pe care acesta trebuie amplasat ar trebui să aibă deja o construcție mai robustă, iar soluția pentru utilizarea energiei solare devine inutil de costisitoare, chiar de la început“, continuă František Ďurišek, specialist în produse la SOS electronic.

Prin urmare, am inclus 2 tipuri de panouri solare în oferta noastră de surse alternative de energie:  

• Panou solar monocristalin de 20W de la Solarfam, marcat drept SZ-20-32M, cu un cadru de aluminiu anodizat negru și terminale libere. În acest caz, avem 2 opțiuni de conectare. Prima este de a adăuga conectori și de a conecta un cablu mai lung. În al doilea caz, când vrem să avem controlerul și bateria în carcasă, cât mai aproape posibil de panoul solar, trecem conductorii printr-un manșon, de exemplu, M 12 x 1,5 ECO, direct în carcasă.
• Panoul solar de 30W de la Solarfam, SZ-30-36M, are deja conectorii instalați, deci trebuie doar să achiziționăm omologii corespunzători, pe care îi menționăm în paragraful următor.

Conectori de alimentare din cupru cu secțiune transversală de 2,5 mm²

Am selectat doi conectori de alimentare STÄUBLI DC pentru panouri solare de mică putere, și anume PV-KST4/2.5 PV și PV-KBT4/2.5 PV. 

Ne-am concentrat pe conectori de putere cu o secțiune transversală mică, deoarece piața oferă de obicei conectori cu secțiuni transversale mai mari, și anume de 4 mm² sau 6 mm². Desigur, putem folosi și secțiuni transversale mai mari, dar pentru nevoile noastre, acest lucru nu este necesar. Conectorii cu secțiuni transversale mai mari nu oferă niciun avantaj în cazul nostru și sunt, de obicei, mai scumpi.

Cablu solar

O parte importantă a fiecărui proiect care implică energie solară este un cablu special adecvat pentru celulele fotovoltaice, pentru utilizare în interior și în exterior.  

Pentru conectorii selectați cu secțiune transversală din cupru de 2,5 mm², vă recomandăm să utilizați cablul cu 1 nucleu FLEX-SOL-EVO-TX 2.5 1m (62.7430-91021) de la Stäubli, care este plăcut de flexibil și mai ușor decât cablurile cu secțiune transversală din cupru mai mare. Izolația rezistă bine la radiațiile UV și la efectele fenomenelor meteo.

Pentru sertizarea fiabilă a contactelor conectorilor la cablul solar, vă recomandăm să utilizați clești de sertizare PV-CZMS-BS (32.6025), tot de la Stäubli.

Controler solar MPPT. Cu sau fără afișaj?

O altă parte importantă a sistemului de alimentare cu energie solară off-grid este controlerul. Există 2 tipuri de controlere care sunt foarte cunoscute pe piață. Acestea sunt controlerele PWM și MPPT. Când conectăm un panou solar cu un controler de tip MPPT, obținem cu aproximativ 20% mai multă energie decât în cazul unui controler PWM.

Noi am selectat 2 tipuri de controlere solare MPPT de la Solarfam: 

• MPL15 (12/24 V, 15 A), la care putem conecta numai o baterie cu plumb, și
• SX1045 (12 V, 10 A), în cazul căreia putem alege tipul de baterie - fie plumb, fie LiFePO₄. Mai mult, acest controler are un ecran LCD, pe care putem seta tipul de acumulator menționat mai sus, precum și punctele de deconectare a aparatelor de la acumulator, dar care poate afișa, de asemenea, și tensiunea din sistem, starea bateriei și poate monitoriza starea de încărcare în timpul zilei. Acest controler solar are un port pentru senzorul de temperatură și protecția IP32.

Ambele controlere solare au, de asemenea, și o ieșire de 5V pentru conectarea oricărui dispozitiv. Este adevărat că ambele regulatoare sunt destul de supradimensionate, dar parametrii lor se potrivesc pe deplin și sistemelor noastre mici de alimentare cu energie solară autonome.

Baterii

Ultima și cea mai importantă parte a sistemului nostru solar off-grid este bateria. O alegem în funcție de tipul de aplicație și de modul în care folosim sistemul nostru solar. 

„În orice caz, când vine vorba de baterii, trebuie să ne amintim că, chiar și pentru panourile fotovoltaice cu ieșiri mici, acumulatorul nu trebuie să fie subdimensionat, astfel încât să nu fim luați prin surprindere, de exemplu, de zilele lungi ploioase“, continuă František Ďurišek. 

Ca primă alegere, îți recomandăm aceste două baterii cu plumb:  

• NP12-12 - baterie plumb-acid de 12V, 12 Ah Yuasa, ca o capacitate minimă a bateriei pentru un dispozitiv solar mic.
• Dar dacă în timpul testării dispozitivului îți dai seama că aceasta nu este suficientă, nu îți fie frică să utilizezi o baterie cu o capacitate mai mare. De exemplu, SWL780V, cu o capacitate de până la 28 Ah într-un set cu 2 panouri care pot fi rotite în unghiuri diferite pentru a utiliza energia soarelui pentru o perioadă mai lungă de timp. 

Putem conecta, însă, și baterii LiFePO₄ la controlerul solar SX1045, de exemplu, XCell 12.8-6 (LFP126) sau CE-12/20, ceea ce poate fi mai rentabil, pe termen lung. 

Sfat pentru extinderea sistemului solar off-grid 

Dacă în timpul utilizării sistemului nostru fotovoltaic descoperim că avem în continuare prea puțină energie, putem adăuga cu ușurință un alt panou solar, fie în serie, fie în paralel. În plus, dacă îl conectăm într-un unghi diferit, putem folosi lumina soarelui mai eficient pe tot parcursul zilei.

Controlerele solare pe care le-am selectat pentru acest sistem off-grid permit o astfel de configurație. Putem conecta controlerul MPL15 la 2 panouri solare în serie fără probleme, deoarece tensiunea maximă de intrare de la panouri la regulator este de 75V.

Dacă folosim controlerul SX1045 și panouri solare legate în serie, tensiunea maximă de intrare a regulatorului este de 45V, ceea ce ne aduce deja la limita de tensiune permisă. Am putea proteja intrările cu un varistor sau pur și simplu conecta panourile solare în paralel.

Sperăm că acest articol ți-a oferit inspirația necesară pentru a încerca să îți construiești propriul sistem de alimentare cu energie solară off-grid, util pentru o gamă largă de aplicații. 

Te interesează mai multe informații despre produsele Solarfam sau sfaturi tehnice privind alegerea unei soluții potrivite? Sau poate că ai o altă întrebare sau o altă cerere? Te rugăm să completezi următorul formular, iar noi te vom ajuta cu plăcere.