Как сделать освещение в гараже от солнечных батарей я задумался потому, что мой гараж расположен на значительном удалении от жилья и коммуникаций, поэтому подключить к нему электричество теоретически возможно, но практически обойдется в крупную сумму. Первое время обходился без электричества, ходил с фонариком. Однако техническая мысль толкала к тому, чтобы как то обустроить свою мужскую территорию.

Для начала я принес с работы аккумулятор от вышедшего из строя источника бесперебойного питания для компьютера. Он имеет рабочее напряжение 12 В и мощность 7 А/часов. Приобрел автомобильные лампочки, со списанных автомобилей снял плафоны, и провел провода по гаражу.

Аккумулятор, с которого все началось

Для меня основной задачей было сделать свет в подвале, так как там хранились заготовки на зиму, а зимой доставать их оттуда в темноте довольно не удобно. Когда я все смонтировал, щелкнул выключатели и в подвале загорелся свет, пусть даже слабый, тусклый, но это было уже начало!

Аккумулятора хватало дня на три, максимум на неделю, а потом приходилось нести его домой и заряжать.

Но вот появились энергосберегающие светодиодные лампочки, гораздо более экономичные. С ними зарядки аккумулятора могло хватить уже и на месяц. Это уже было кое-что. Но бывали случаи, когда забывал выключить свет в подвале и аккумулятор разряжался. Приходил вечером в подвал без фонаря, щелкал выключателем, а свет не горит. Приходилось искать при свете спички и ругать себя за забывчивость.

Начал задумываться об источнике энергии для зарядки аккумулятора. Вариантов три

  • Солнечная батарея
  • Ветрогенератор.
  • Бензогенератор

Ветрогенератор выгоден тем, что его можно, имея нормальную голову и руки, изготовить из подручных материалов с минимумом покупных деталей.

Сложность я видел в расчете силовых нагрузок на вращающиеся элементы, необходимость защиты их от воздействия атмосферы. Кроме того необходимо периодически обслуживать: осматривать состояние и менять смазку в узлах вращения, для чего ветряк надо, как минимум останавливать, а может и снимать. Хорошо, если к месту установки есть удобный доступ, а чаще всего его устанавливают на мачте и тогда все эти процедуры могут доставить много неудобств.

Кроме того могут возникнуть проблемы с соседями из-за возможного шума от вращающихся редуктора и лопастей, а также эфирных помех.

Примерно те же проблемы с бензогенератором, за исключением того, что надо купить готовый. Но у него большая стоимость, плюс затраты на бензин. К тому же использовать его предполагается очень редко, поэтому большую часть времени он будет стоять мертвым грузом.

Всех перечисленных проблем лишена солнечная батарея. В ней нет движущихся элементов, ее не надо обслуживать, проще установить.

Недостатком является довольно высокая стоимость.

Итак, я сделал выбор в пользу солнечной батареи.

Основа электрооснащения моего гаража уже была: проводка смонтирована, лампочки и выключатели установлены. Осталось приобрести и установить собственно батарею и оборудование для ее нормальной работы.

Решив смонтировать солнечную батарею необходимо определиться, чего мы от нее хотим запитать, иначе говоря какая мощность нужна. От этого зависит подбор проводки и оборудования.

Дело в том, что теоретически можно просто взять солнечную батарею и подключить к ней лампочку. Но поскольку лампочку мы включаем в темное время суток, а солнечная батарея в это время электричество не вырабатывает, то не обойтись без аккумулятора, который бы днем заряжался, а ночью отдавал энергию.

Но аккумулятора тоже недостаточно. Солнечная батарея выдает, в зависимости от освещенности, от 0 до 30 В. И если аккумулятор подключить непосредственно к батарее, то при ярком солнце аккумулятор будет перезаряжаться и быстро выйдет из строя.

Чтобы этого не происходило нужен контроллер. Это прибор, который контролирует напряжение в сети и не дает ему превысить 14 В и опуститься ниже 11 В (в разных марках параметры настраиваются). Также контроллер защищает сеть от короткого замыкания.

Если мы хотим иметь сеть переменного напряжения 220 В, то необходим еще инвертор — это прибор, преобразующий постоянный ток, напряжением 12 В в переменный ток, напряжением 220 В.

Цена на солнечные батареи

Итак, я остановил выбор на солнечной батарее для электрификации своего гаража. Теперь надо выбрать мощность и тип батареи.

Поскольку мои требования к мощности весьма скромные: мне необходимо гараж осветить и включить музыку, мне достаточно батареи на 100 Вт.

Хотя изначально я хотел, чтобы можно было включать какой-либо инструмент, хотя бы дрель или болгарку, но тогда нужны батареи и инвертор мощностью не менее 1 кВт, для них нужна большая площадь для монтажа — это дополнительные проблемы и расходы. Подумав, я решил остановиться на скромном варианте. Для сравнения я приведу расчеты для двух вариантов.

Я приобрел солнечную батарею JF Solar 100 Вт 12 В стоимостью 4500 руб. Она имеет защиту от атмосферных воздействий, а также от града до 5 мм. Выписал из Китая самый дешевый контроллер за 500 рублей и кабель для соединения батареи от мачты до контроллера. В качестве мачты использовал трубу, диаметром 2 дюйма, которую приобрел в пункте приема металлолома за 500 рублей. Все остальное у меня уже имелось.

Надо иметь в виду, что при низком напряжении (12 В) надо использовать исключительно медные провода большого сечения. Для расчета используем закон Ома, который учили когда-то в школе

P = U*I

где Р – мощность, ватт,

U – напряжение, вольт.

I – ток, ампер.

Так при потребляемой мощности 100 Вт ток в проводнике будет

I = P/U = 100 / 12 = 8.3 А

Далее по таблицам находим, что для медного провода при токе 8,3 А требуемое сечение составит 1,5 мм2

Для сравнения при мощности потребителей 1 кВт

Для такой мощности, как правило, используются солнечные панели на 24 В. Поэтому

I = 1000 Вт / 24В =41 А

Соответственно потребуется провод, сечением 4 мм2, а это уже совсем другое дело и деньги.

Кроме того надо очень тщательно производить соединения проводников, желательно, чтобы их было как можно меньше, потому, что при некачественном соединении при большом токе на соединении будет выделяться тепло от которого возможно, как минимум разрушение соединения, а как максимум возгорание и пожар.

Монтаж солнечной батареи

Самое основное и трудное дело — установить солнечную батарею. Может было бы несложно поставить ее на крыше, такая мысль у меня была, но у нас бывает, что по крышам гаражей бегают пацаны (сам таким был), поэтому сохранность и целостность батареи не гарантируется.

Поэтому решил ставить на мачту.

Как уже говорилось, в качестве мачты я решил использовать б/ушную двухдюймовую трубу. Для ее установки была выкопана яма глубиной примерно 0,7 метра и диаметром около 0,5 метра.

Монтаж солнечной батареи

Опустил в нее конец предварительно окрашенной трубы и залил бетоном. Бетон замесил тоже сам — отсев с цементом в пропорции 2 к 1. Бетон должен застывать не менее суток, лучше двое.

Самое сложное было прикрепить батарею к мачте. Крепление продумал и изготовил тоже сам из пластикового уголка. Как я поднимал и крепил батарею описывать не буду, помучиться пришлось изрядно, поскольку устанавливал ее я один. Но справился и теперь осталось только все подключить.

Подключение контроллера проблем не вызывает — на нем все нарисовано.

Остальное: проводка, лампочки, аккумулятор у меня уже готовы и работают.

Поэтому щелкаю выключателем и – да будет свет!

Так как я отказался от использования электроприборов на 220 вольт, инвертор я не покупал. Однако у меня есть источник бесперебойного питания для компьютеров, который я пробовал подключать и включал в него разную нагрузку. К примеру телевизор от него вполне работает, а вот из инструментов он потянул только небольшую маломощную дрель. Но я и этому рад.

Позже мне по случаю достались старые, но рабочие катушечный магнитофон Ростов 102 с большой коллекцией бобин и акустические колонки S50-020, которым потребовался ремонт подвесов акустических динамиков. Звучание магнитофона не очень хорошее – стерлись головки, да лента уже размагничивается. А вот у этих старых колонок звук оказался очень хорошим – сделано в СССР! Поэтому для оборудования мужской территории купил самый дешевый автомобильный приемник, подключил – и вот я уже наслаждаюсь любимой музыкой, слушаю новости.

Вот, собственно, и все. Использую все это уже 4 года, проблем не было никаких. Единственно, иногда забываю выключить свет в подвале, и зимой за ночь садится аккумулятор. Если раньше у меня были маломощные лампочки, то сейчас я поставил весьма мощные автомобильные светодиодные лампы для ближнего света фар. Если летом можно было не выключать свет хоть круглые сутки — ночи короткие, а днем солнечная батарея все питает и заряжает, то зимой аккумулятора на ночь не хватает. Но это не проблема. Утром все заряжается и снова работает.

Еще бывает зимой батарею сверху припорашивает снегом и тогда она выдает мало энергии. Но, как правило, снег там долго не держится: или тает, или сдувается ветром.

Цена вопроса

Для мощности 100 Вт

Если посчитать, сколько мне стоило все это предприятие, получается примерно так.

  • Солнечная батарея – 4500 руб.
  • Контроллер – 500 руб.
  • Провода — примерно 700 руб.
  • Лампочки — около 1500 руб.
  • Мачта – 500 руб.
  • Приемник – 700 руб.

Все остальное самодельное из того, что найдено на свалках.

Итого получается около 9 тысяч рублей – это по максимуму. По факту, я думаю, было меньше. Думаю, что это не так много.

Планирую все-таки для возможности включения и использования электроинструмента приобрести бензиновый электрогенератор (если появятся лишние деньги :-).

Об окупаемости здесь речь не идет, поскольку, во-первых, других вариантов у меня нет, а во вторых использую я все это редко, только когда посещаю гараж

Для мощности 1 кВт

Солнечная батарея

Для такой мощности выбираем 2 батареи SilaSolar 500Вт PERC (Twin Power) по 500 Вт стоимостью 19 600 руб. каждая. Всего 39 200 руб.

Аккумулятор

Считаем, что аккумулятор должен держать нагрузку 1 000 Вт в течение 2 минут. При напряжении 24 В мы посчитали, что ток составит 41 А, поэтому нам нужен аккумулятор емкостью: 2 час х 41 А =  82 А.час.

Выбираем 2 гелиевых аккумулятора SunStonePower MLG12-50 емкостью 50 Ахч каждый и стоимостью по 7 920 руб. Всего 15840 руб.

Инвентор

Для выбранных солнечной панели и аккумулятора выбираем гибридный солнечный инвертор SILA V 2000P стоимостью 20 460 руб.

Контролер заряда

Для принятых условий выбираем контроллер заряда JUTA CM5024Z с током заряда 50 А и стоимостью 4 100 руб.

Провод

Как мы уже посчитали, провод нам понадобится сечением 4 мм кв. Понадобится как минимум 10 м. Цена такого провода составит 150 – 200 руб. за метр. Всего получается 1,5 – 2 тысячи рублей.

Итого

Посчитаем, во сколько обойдется набор самого необходимого оборудования для монтажа и использования солнечных батарей.

39200 + 15840 + 20460 + 4100 + 2000 = 81600 руб.

В этот расчет не входит оборудование на 220 вольт, которое мы собираемся использовать.

Расчет, конечно, ориентировочный, поскольку цены могут отличаться.

Вывод

  1. Если включить мозги и задействовать руки, то можно решить любую проблему.
  2. Если ставить задачу скромную – только освещение и музыка, и не использовать электроинструмент (хотя дрель непродолжительное время у меня тянет), то можно обойтись весьма скромными расходами.
  3. Если что-то не получается – смотри пункт первый.

Спасибо за уделенное время и внимание. Если возникли вопросы — готов ответить.