Instalaţia electrică fotovoltaică - partea I

Ce vreau să fac?

Planul meu este să realizez o instalaţie electrică bazată pe energie solară pentru o căsuţă, fără cheltuieli exagerate. Trebuie spus de la bun început că:

1. nu sunt electrician de meserie
2. asta e prima instalaţie electrică pe care o fac

Ei, şi acum astea fiind spuse, o să prezint puţin situaţia casei... E vorba de o casă locuită de un bătrânel. Nici o casă din acel cătun nu este racordată la reţeaua de energie electrică. Costul racordarii este prea mare, cătunul aflându-se la aproximativ 5 km de cel mai apropiat sat, unde ar fi electricitate. Prin urmare, singura soluţie a fost să facem curent cum putem. În jurul casei nu este nici un curs de apă permanent, aşa că nu se poate folosi energia apei. La fel e şi cu energia eoliană, pentru că zona respectivă e înconjurată de dealuri şi nu prea bate vântul. Nu rămâne decât energia soarelui. 

Scurt istoric...

N-am ştiut de la început dacă şi cum  o funcţioneze instalaţia, aşa că am făcut paşi foarte mici. Iniţial am reuşit să luminăm o încăpere din casă cu un bec făcut din Led-uri, alimentat de la o baterie de maşină (am prezentat într-un alt articol cum am făcut acel bec cu led-uri). Bateria a ţinut cam două luni, de la sfârşitul lui decembrie până pe la mijlocul lui februarie. În acest timp în care m-am interesat cum se poate face un panou solar. 

Realizarea panoului s-a dovedit mai uşoară decât crezusem iniţial. Bateria s-a încărcat imediat după instalarea panoului, iar cu bateria încărcată, lumina dată de bec a fost mai mare. Neavând alt consumator decât becul, l-am sfătuit pe bătrânel să ţină zilnic cel puţin 4 ore lumina aprinsă, ca să nu se supraîncarce bateria. 

Aici o să dau nişte explicaţii legate de încarcarea bateriei... Frumos ar fi fost să folosesc un controller de încărcare cu MPPT ("urmărirea punctului de putere maximă") sau măcar unul care să întrerupă legătura între panoul şi baterie în momentul în care tensiunea de pe baterie ajunge la 14-14.5 V. Motivele pentru care am ales abordarea asta simplă au fost urmatoarele:

• panoul scoate o tensiune de aproximativ 15V în sarcină, adică aproximativ tensiunea la care lucrează şi circuitul de încărcare dintr-un autoturism (14.7V)...
• curentul dat de panou e relativ mic (3A în scurt-circuit) comparativ cu capacitatea bateriei (100Ah)
• bateria era primită, şi nu ştiam cât de bună este (ulterior am văzut că era destul de veche)
• bugetul a fost unul destul de auster (a fost an de criză...)

După alte două luni am pus un al doilea panou şi o altă baterie de auto (tot veche). Tot atunci am crescut puţin şi numărul de consumatori, adăugând alte două becuri (cu led-uri) şi un televizor ce se poate alimenta la 12V. (n-am mai desenat şi minusul la consumatori :P)

Instalaţia a funcţionat bine, cu singura obiecţie că după cateva săptămâni ploioase cu cer înorat, televizorul nu putea fi folosit mai mult de 2 ore în continuu. Aici, pe de-o parte, problema era de la panouri, care au un randament foarte mic dacă cerul e înorat, pe de altă parte, bateriile nu făceau faţă consumului, probabil din cauză că erau prea vechi.

Cu toate că bateriile erau aşa cum erau, m-am hotărât să montez şi un mic frigider (cu un compresor de 76W). A trebuit să mai adaug un invertor (pentru tensiunea de 220V curent alternativ) şi să mai trag nişte cabluri pentru reţeaua de 220V. Pentru a nu avea pierderi prea mari pe cabluri, am fixat invertorul lângă baterii, dar cu toate acestea, frigiderul nu a mers decât cu întreruperi. Invertorul are protecţie la tensiune de intrare mică, aşa că aproximativ la o secundă după pornirea frigiderului, invertorul tăia tensiunea de 220V, urmând să cupleze după aproximativ o secundă, iar apoi, din nou să decupleze şi tot aşa...

Am verificat tensiunea şi curentul de pe baterii în timpul "funcţionării" frigiderului, dar nu prea am putut afla multe. Din cauză că aveam un multimetru digital (care are o mică întârziere în afişarea valorii măsurate), n-am văzut decât că tensiunea scade când frigiderul porneşte şi că revine la valoarea iniţială după ce decuplează invertorul. Valoarea la care ar trebui să decupleze invertorul nu o ştiu, iar valoarea la care decuplează nu o pot măsura cu multimetrul meu. Poate un aparat cu afişaj analogic (cu ac indicator) ar fi mai util.

La pornire, curentul luat de compresor e mai mare decăt cel nominal. Asta explică de ce frigiderul nu merge, iar televizorul merge, deşi ambele sunt cam de aceeaşi putere. (Televizorul se poate alimenta şi de la 220VAC, aşa am testat că invertorul merge).

Concluzia...

Deocamdată nu pot spune nimic. Urmează să mai fac o investiţie şi să cumpăr o baterie nouă de 100Ah, pentru că bănuiesc că asta e problema: bateriile sunt prea vechi.

O să mai postez pe tema asta două articole în care o să prezint nişte calcule şi ceva date tehince pentru instalaţia finală.