отопление на солнечных батареях

Как летнюю жару превратить в тепло зимой. Автономное отопление на солнечных батареях.

В этом материале постараемся теоретически решить задачу автономное отопление на солнечных батареях. Посчитать сколько энергии нам надо «закачать» в литиевые аккумуляторы. Сколько аккумуляторов нужно использовать. Ну и какие размеры и стоимость такой конструкции.

Почему литиевые аккумуляторы?

  • В наших расчетах будем использовать литиевые аккумуляторы типа 18650.
  • Литиевые аккумуляторы очень хорошо сохраняют заряд длительное время. Для нашей задачи это важнейший фактор.
  • Из минусов — есть некоторые существенные требования по их правильной эксплуатации, не выполнение которых может привести даже к самовозгоранию. Об этом подробнее напишем ниже.
  • Малый вес и габариты на единицу емкости. Так аккумулятор 12В емкостью 50Ah будет иметь размеры 110х170х70 и вес около 2,5кг. Для сравнения автомобильный на 52Ah — 175х207х190 весом 13кг.
аккумуляторы для автономное отопление на солнечных батареях

Возможно для наших целей накопления и сохранения энергии существуют и более подходящие варианты. Типа суперконденсаторов либо проточных аккумуляторов — напишите пожалуйста если знаете вариант лучше, желательно с ценами и ссылками где купить.

Литиевые аккумуляторы 18650 будем использовать такие. В них лично я уверен. Покупал, испытывал. Они соответствуют заявленной мощности 3400 mAh. И хорошо себя показывают в различных устройствах с током потребления до 5А на один аккумулятор.

О зарядке литиевых аккумуляторов на прямую от солнечной панели можете прочитать здесь — зарядка 18650 от солнечной батареи

Сколько энергии съест наше автономное отопление на солнечных батареях.

Возьмем средний частный дом площадью 60м² Обязательно хорошо утепленный. И предположим что для его обогрева на протяжении трех холодных месяцев понадобится 3000 Wt круглосуточно. А на протяжении еще трех не очень холодных месяцев 2000 Wt круглосуточно. Итого, в среднем нам понадобится 2500 Wt на протяжении 6 месяцев.

Считаем. 2,5 kWt * 24 часа * 30 дней * 6 месяцев = 10 800 KWt*h. На автономное отопление в холодное время года в нашем теоретическом домике уйдет почти 11000 киловатт*часов энергии.

Литий-ионный аккумулятор на десять миллионов ватт-часов.

Что же. Давайте в теории создадим из элементов 18650 аккумулятор, общей емкостью 10 800 kWt*h (10 800 000 Wt*h )

Напряжение. Поскольку формируя различные варианты сборки 18650 мы можем выбрать любое напряжение, давайте выберем безопасное для человека. Если соединить последовательно 15шт литиевых аккумуляторов то получим 15*3,7 = 55,5В.

Емкость Теперь давайте посчитаем количество таких сборок, чтобы набрать нужные 10 800 kWt*h. 10 800 000 / 55,5 = 195 000 Ah — емкость нашего мега аккумулятора в ампер-часах. Поскольку одна «ячейка» из 15-ти последовательных Li-ion аккумуляторов имеет емкость 3,4 Ah, то нам нужно получить 195 000 / 3,4 = 5700 параллельно соединенных таких ячеек.

Габариты и масса аккумулятора

литиевый аккумулятор 18650 для аккумулирования солнечной энергии при отоплении на солнечных батареях

Размер одного литиевого элемента 18560 зашифрован в его названии. 18 мм в диаметре. 65 мм высота.

У нас 15 последовательных элементов в одной ячейке, их общая высота 975 мм. Плюс разные монтажные отступы. Получим приблизительно 1 метр.

Таких ячеек необходимо 5700. Это 75х76 ячеек. Значит общий размер аккумулятора это бокс размером 1 х 1,5 х 1,6 метра.

размер литий ионного аккумулятора сборка для отопления на солнечных батареях

 

Срок службы аккумулятора. Емкость 3,4 Ah получится при полном разряде аккумулятора с 4,2 до 2,8В. А если мы хотим продлить срок службы аккумулятора то разряжать мы его будем не менее чем до 3,3В. В таком случае расчетная емкость одной ячейки упадет приблизительно до 2,5 Ah. Но, поскольку в расчете солнечных панелей мы будем учитывать только шесть теплых месяцев. До давайте будем полагать что энергия генерируемая солнечными панелями в холодные шесть месяцев уйдет на компенсацию саморазряда. И на компенсацию вынужденного уменьшения ёмкости. То есть оставим принятые ранее 3,4 Ah.

Время службы литиевых аккумуляторов принято измерять в количествах циклов заряд-разряд. При глубине разряда в 100% это примерно 500 циклов.

В нашем случае, один цикл заряд-разряд по длительности будет равен одному году. Значит в теории аккумулятор будет способен отработать до 500 лет.

Думаю это вряд-ли возможно в виду ряда химических, коррозионных и прочих моментов. Но углубляться в дебри не будем. Нам достаточно принять что эта сборка проработает более 50 лет.

Цена аккумулятора 171 000 $

5700 ячеек умножаем на 15 элементов в одной, получаем 85 500 литий ионных аккумуляторов типа 18650 необходимо для изготовления аккумуляторной батареи для автономного отопления на солнечных батареях. Ее энергии хватит на круглый год.

Заходим на AliExpress и видим цену за 1 шт 2$ Ссылка здесь Думаю, узнав про объемы, продавец легко сможет снизить цену. Но давайте остановимся на 2$. Получаем 171 000 $

Цена и параметры солнечной электростанции Автономное отопление на солнечных батареях

Для моего региона (Киев), принято условно считать, что солнце «работает» в сутки по 3 часа. Это среднее значение за год. Мощность солнечного излучения при этом берется 1000 Вт/м². При КПД солнечной батареи 19% …


Эндоскоп с Aliexpress. Обзор, примеры фото и видео.
Эндоскоп с Aliexpress. Обзор, примеры фото и видео.

Эндоскоп представляет из себя шнур диаметром 5мм , на конце которого размещена видеокамера со светодиодной п…

Как летнюю жару превратить в тепло зимой. Автономное отопление на солнечных батареях.
Как летнюю жару превратить в тепло зимой. Автономное отопление на солнечных батареях.

В этом материале постараемся теоретически решить задачу автономное отопление на солнечных батареях. Посчит…

Трехфазный регулятор мощности на тиристорах
Трехфазный регулятор мощности на тиристорах

Данный трехфазный регулятор мощности был разработан для управления током нагревателя  в вакуумной печ…

Садовый пруд на солнечных батареях. Биоплато, экопруд.
Садовый пруд на солнечных батареях. Биоплато, экопруд.

Чтобы очистить садовый пруд нужно организовать биоплато. Чем больше солнца тем больший объем воды солнечные…

Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы напрямую от солнечных батарей
Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы напрямую от солнечных батарей

Возможно ли использовать солнечную панель как зарядное для литиевых аккумуляторов li ion типа 18650.  Мы реш…

Aiek M-5 телефон-кредитка. Обзор

Aiek M5 из магазина AliExpress. Начну с главного. Телефончик действительно хорош, вызывает много положительных эмоци…

Комментариев: 2 на “Как летнюю жару превратить в тепло зимой. Автономное отопление на солнечных батареях.

  1. Продолжу расчёты: 5300 ячеек по 15 аккум, это 79500 штук. 79500 умножим на 3$, это 238500 долларов. И зачем мне такое тепло за 240000 долларов. А если сюда прибавить стоимость зарядки на 180200 Ач, то от такого тепла можно поджариться. А так сама идея хорошая, но расходная.
    • Да, почти все верно. но умножать давайте на 2$ (на Али ≈такая цена -там выше есть ссылочка где я заказываю) получим ≈150’000 (думаю если брать оптом то можно и дешевле договориться, но статья не об этом) По поводу стоимости зарядки — подключать солнечные модули к аккумуляторам будем так, чтобы обеспечить прямой заряд с балансировкой. Чуть позже дам схему(все руки не доходят). Так что для заряда-разряда можем использовать самодельный контроллер на Arduino с мощными ключами. Это не дорого. Или Вы имели ввиду стоимость панелей? Их чуть позже посчитаю. Спасибо

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.