Мої практичні міркування наступні:
для живлення циркуляційного насосу необхідні умови це
- тільки змінний струм 180-270 В
- форма сигналу - чиста(*або дуже близька до неї) синусоїда(насос має асинхронний двигун)
Такі інвертори вдвічі дорожчі за ті, які видають апроксимовану синусоїду. Якщо зазначений Вами інвертор виконує ці умови, судячи з того, що насос працює, то питання з інвертором вирішено. Пишу це для тих, хто обирає інвертор. А Вам лишається забезпечити сторону постійного струму(Вашу акумуляторну батарею) поповненням енергії.
Відомі мені комбінації:
1. сонячні панелі (+ контролер(ШІМ/МРРТ) заряду акумулятора)
2. бензо/газо- генератор + зарядний пристрій
3. електромережа + зарядний пристрій
4. автономний інвертор
5. зменшення часу роботи насосу
6. заміна насоса (див. в наступному повідомленні)
1.
Сонячні панелі
З власного досвіду можу запевнити, що в листопаді/грудні 30кВт-на станція за добу генерувала, бувало, лише 5 кВт*годин за добу! Тобто панелі сумарною потужністю 1кВт за добу "накрутили" тільки 180 Вт*годин за світловий день (6-7 годин). Це приблизно 2-2.5 години роботи вашого насоса.
В похмурий день панель виробляє приблизно аж 3% від своєї макс потужності.
Якщо не враховувати ці два традиційно похмурі місяці, то в інший час в нормальний сонячний день панелі працюють зазвичай на 50-80% і за 8 годин 1кВт сгенерує вже приблизно 4-8 кВт і навіть більше.
Контролер заряда батареї (далі - "контролер").
Заряджати акумулятор можна напряму від панелі(ей), але потрібно слідкувати за напругою та струмом. Почитайте статті якою напругою слід заряджати конкретний тип акумуляторів та який струм є допустимим. Не рекомендую використовувати таку схему. Це незручно, небезпечно для здоров'я та нервової системи та може сумно закінчитися для акумулятора якщо не одразу, то згодом вплине на його ресурс. Але в критичний час і такий спосіб має сенс. Я прожив в окупації >8 місяців, зокрема більше місяця без електропостачання, водопостачання та практично без доступу до зв'язку/інтернета. Звичайно, не було змоги придбати в місті або отримати поштою будь-яке обладнання/запчастини. Тож хай пробачає мій акумулятор... контролера в мене ще не було тоді.
Є варіант використовувати контролер. Найдешевший - з принципом дії ШІМ(широко імпульсна модуляція) коштують від 10-20 долларів. При виборі увагу на струм, що може пропускати контролер, ну і враховувати запас(я би брав запас +40%). Одна панель видає приблизно 50-80% від максимального струму, буває і до 95% від максимально заявленого виробником (на шильдику або в паспорті можна дізнатися). Тобто, якщо 10А за паспортом, то в реальності може видавати і 9.5А. Також важливий параметр - напруга. Але всі сучасні контролери зроблені так, що можна приєднувати панелі(якщо більше однієї хочете) тільки паралельно одна одній. При паралельному з'єднанні напруга лишається однаковою, струм сумується. Правильно використовувати тільки панелі з якомога ближче до однакової напругою(або ставити діоди).
Інший тип контролерів - з MPPT-трекером. Коштують втричі дорожче.
Він працює за тим самим принципом, що і в інверторах мережевих/гібридних. ККД їх на ~25% вище від ККД ШІМ-контролера, що дозволяє "знімати" 0.8-0.9 проти 0.65(дані отримані мною імперичним шляхом і можуть бути неточними) від заявленої максимальної потужності панелі. Ще одна перевага перед ШІМ-контролером - діапазон вхідної напруги дозволяє з'єднати вже 3-4 панелі послідовно проти однієї для ШІМ-контролера.
З МРРТ-контролером я ще не мав справу на практиці.
Підсумовуючи, з однієї панельки інвертор (як і MPPT-контролер) може збирати до ~90% від паспортного максимума панелі, а ШІМ-контролер на третину менше(~65%). Тобто в реальних умовах з 320Вт-ної панелі в сонячний день мій ШІМ-контролер "накачував" акумулятор приблизно 5-6 А струмом. Це 6А х 14 В = 84 Вт. Тобто 84/320 = 25% від максимальної паспортної потужності панелі. Такий результат в сонячний день в середині грудня. Кут нахилу площини панелі 30град відносно горизонталі землі(стаціонарне поле). Сонце в зеніті 25 град. Панель закріплена, якби я її рухав, то міг подвоїти потужність.
Для вашої мети живити насос цілодобово потрібно
60 Вт * 24 год = 1.44 кВт*год
і я би ще додав третину, враховуючи ККД(0.85) інвертора, інші втрати тощо, тобто реальна потреба 2 кВт як зазначив Taras в попередньому повідомленні.
Якщо рахувати сумарну потужність панелей, то це потрібно отриати 2000 Вт за 8 годиний день = 250 Вт потужності за кожну годину.
250/0.25 = 1кВт (25% від сумарної максимальної потужності - див трохи вище). Це 3 панельки потужністю 320 Вт або 2 панелі потужністю 500 Вт.
Якщо сонячний день і тривалість не менше 7-8 годин, то має вистачити 1кВт панелей і я би сказав, що навіть 600Вт якщо сонячний день триває ще довше та кут падіння ще ближче до нормалі. Якщо дощ або похмура(сонця зовсім не видно) погода, то не вистачить навіть 15 кВт панелей. І потрібна альтернатива.
2.
бензо/газо- генератор
якщо панелі не впораються(погода завадила), то можна підзаряджати акумулятор бензогенератором або газогенератором через зарядний пристрій.
Зараз повно інформації про те як переробити бензогенератор на газогенератор(значно менша вартість кВт*год). Поставити газовий карбюратор. Або крайній випадок - навіть кустарно через трубочку подавати газ(пропан/метан/бутан) в повітряний фільтр бензокарбюратора. Варіант з трубкою я закликаю не використовувати, бо дуже небезпечний та вимагає спеціальних навичок, але в наших умовах людям довелося йти і на такі кроки, що врізалися в газомережу, щоб живити генератор метаном прямо з домашнього газогону. Бо бензина і газу взагалі не було в місті в продажу більше двох тижнів. Це зараз вже можна придбати газовий карбюратор та заправитись газом.
Ціна - гугл в допомогу...
Зарядний пристрій
Ця штука споживає змінний струм 230В(220В) та заганяє кулони постійним струмом в акумулятор 12/24/48 В.
Звертати увагу на
тип та напругу акумуляторів, що може заряджати,
максимальний вихідний струм,
бажано "розумне", що вміє поділяти процес зарядки на 3 стадії: bulk, absorb та float. Та захищає акум від перезаряду.
Розрахунок споживання енергії зарядним пристроєм:
Якщо, до прикладу: AGM, GEL акумулятор 12В ємністю 100 А*год, то заряджати можна струмом 10-20 А, то це
12 В * 10(20)А = 120-240 Вт , але в реальності зарядне (із мережі або від генератора 230В) споживає на 50% більше, тобто 180-360 Вт
Зазначені вище типи акумуляторів бажано заряджати струмом 10-20% від ємності акумулятора. Виходить тривалість зарядки від 5 до 10 годин, але в критичних умовах дорого ганяти генератор 5-10 годин і доводилося заряджати за 1.5-2 години значно підвищеним струмом.
Якщо є кілька акумуляторів одного типу, то можна складати послідовно/паралельно/мішано - гугл.
Якщо акумулятори LiFePo4 або інші літієві, то для них це практично нормальний режим зарядки, але вони вдвічі(тричі) дорожчі.
Бувають як складніші, так і простіші пристрої.
Реальну кількість енергії акумулятора, якою можна користуватися(брати/віддавати) без зайвого навантаження на акумулятор, я розраховую наступним чином:
кількість енергії = напруга * ємність * 0.5
до прикладу:
12 В * 100 А*годин * 0.5 = 600 ВА або 600 Вт.
Тобто цей акумулятор може віддавати 600 Вт і має заряджатися на 600 Вт відповідно. Тримати 60 Вт навантаження взагалі 9-10 годин.
0.5 - це коефіцієнт, отриманий емпіричним шляхом використанням акумулятора AGM типу. Не варто розряджати його нижче 30%, ще врахувати втрати на інверторі, тип навантаження, інші втрати тощо. Вік акумулятора слід враховувати також, і після 3 років життя(або 500 циклів) акумулятора додатково варто знижувати той коефіцієнт.
Ціна стартує від 40 доларів, а краще 70+, а ще краще придбати одне ще дорожче і надовго. З Китаю замовити виходить вдвічі(втричі) дешевше.
3.
електромережа + зарядний пристрій
Якщо є можливість, то підзаряджати акумулятори через зарядний пристрій(див попередній пункт) від мережі(де вона функціонує), або завітати в гості до автономної станції(але точно не в похмуру погоду!), або в пункти незламності
4. автономний інвертор
Цей варіант не розглядатиму детально, бо вважаю, що Вас він не зацікавить.
Ціна автономного інвертора від 300 дол., якщо з Китаю.
Ще панелей хоча б на 1.5-2 кВт, 800 дол.
Система кріплення, сонячний провід, конектори тощо.
І все це працюватиме в сонячну погоду тільки...
5. зменшення часу роботи насосу
Можливо, робота насоса потрібна не 24 години за добу?
Я поставив термореле на увімкнення/вимкнення насосу. Коли працює котел, то і насос вмикається. Коли теплоносій охолоджується(бо котел вимкнений годинку тому), то і насос зупиняється.
Термореле коштує 20 грн. Якщо цікаво, то проконсультую як зробити. В мене вже другий опалювальний сезон працює справно, забули, що таке вмикати/вимикати насос.
Ще як варіант - вмикати насос за потреби в ручному режимі, економити заряд акумулятора.
Чесно кажучи, я не знаю, який варіант Вам рекомендувати. Кожен з них передбачає витрати. Ви написали, що бюджет обмежений, але не зазначили яким числом обмежений - мільйоном гривень/доларів чи іншим
Але все ж, гадаю, найкраще було б придбати б/в панелі на 0.6-1 кВт та ШІМ-контролер.
Навіть 2 панелі по 320 Вт щодня забезпечуватимуть енергією на добу роботи насоса та можуть перекрити 2/3 періоду опалювального сезона. А в похмурі дні - генератор, в гості або без насосу...
Можна докупити акумуляторів, але це ще дорожче...
Якщо ти, читаче, дочитав до цього рядка, то моя дяка тобі за зацікавленість,час та зусилля!
* зараз в тренді варіант схеми інвертора(дешевого з апроксимованою синусоїдою) і після нього ставиться старий радянський трансформатор для телевізорів(ютуб в допомогу). Трансформатор приймає апроксимовану синусоїду та перетворює її на синусоїду не ідеальну, але достатньої якості для роботи насосів та сучасних котлів. Хоча така схема має ККД нижче від інвертора з чистоє синусоїдою, але досить дієва
