奇客的太陽能日誌

太陽能板自發自用! 多少發電量才夠使用? 想要架設太陽能發電系統來自發自用，但是因該安裝多少的太陽能板，發電量才夠使用呢？ 答案為視 儲能需求量 來決定！ 一般來說，在架設太陽能發電系統時，會先計算需要的儲能需求量，再以此來推算需安裝的太陽能板的數量。常用的場域可分為: 使用場域：一般照明、儲藏、資材室 電器消耗表 (點圖可放大) 從表中可知瞬間最大功率為110W、一天用電量為1.52度電。考慮到儲能電池的 能量轉換與損耗 ，因此需要1.9度電的儲能量 ( 8成 電池的電能使用 )。再來計算需要的太陽能板的功率，一般太陽能板的最佳發電為4小時，因此需要的太陽能板最低總功率為475W。 儲能量: 1.52度電(kWh)÷0.8=1.9度電(kWh) 太陽能板總功率: 1.9度電(kWh)÷4小時=475W 簡單來說，以一片200W的太陽能板來說，只需要3片串聯(600W)即可達到。其餘發的電在電池存飽後，會直接被用來給負載使用，等到板子不發電後，才轉換成電池供電。至於逆變器的規格，則是要參考瞬間最大功率，因此需要一台110W以上的逆變器。 可參考:  1.自發自用 & 電廠投資!! 如何計算需要的發電量? (應用篇) 2.交流電的關鍵 "逆變器" !! (應用篇) 使用場域：個人居家、商務使用 電器消耗表 (點圖可放大) 從表中得知: 儲能量: 4.46度電(kWh)÷0.8=5.575度電(kWh) 太陽能板總功率: 5.575度電(kWh)÷4小時=1395W 瞬間最大功率: 720W 使用場域：住宅型 電器消耗表 (點圖可放大) 從表中得知: 儲能量: 9.68度電(kWh)÷0.8=12.1度電(kWh) 太陽能板總功率: 12.1度電(kWh)÷4小時=3025W 瞬間最大功率: 1590W 如果對自組裝有興趣的 可參考:   萬元以內! 打造自發自用太陽能供電系統! 斷電不再害怕! (應用篇) 延伸閱讀: 太陽能應用篇

挑選高強度太陽能板! 颱風來了不再擔心! 挑選太陽能板時除了要求高功率及保固外 ，還有一個需要考慮的部分，那就是板子的結構強度 ，畢竟太陽能板安裝在戶外 ，是必須經受風吹雨打的，那麼該如何挑選呢?   答案是參考邊框的結構 ! 一般太陽能板的規格書中都會註明板子的負載強度 ，可以先從中得到基本的強度規格 。 規格書中的負載強度 (點圖可放大) 通常看到的正背面荷重都為靜態受力 ，簡單說就是單一方向的負荷 ，承受荷重越大代表強度越高 ，當然不同廠家所製作的板子 ，會有不同的結果 ， 目前基本安裝在戶外使用的法規要求為 2400Pa 。 邊框的結構 規格書中註明的 負載強度都是在一定規範下進行的 ， 不同廠家所製作的板子可能都有相同的規格 ，但不代表彼此的強度是一樣的 ，畢竟只要通過法規的基本要求 ，任何 廠家都能宣告 ，因此這時 邊框的結構 就是很重要的選購關鍵 。 規格書的部分可參考:  新手入門!! 第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! (入門篇) 邊框的結構圖 (點圖可放大) 邊框的結構通常會有兩個方向 ，分別是 X方向 及 Y 方向 ，這通常也代表著力學中的慣性矩方向 。簡單說就是板子會受到這兩個方向的負荷而導致變形 ，因此為了防止永久變形所導致的損壞 ，必須用結構上的設計來克服 。對於使用者而言不需要知道複雜的結構計算 ，只需要知道 X方向及Y 方向的設計值越大 ，結構強度就越高 ，越能抵抗來自外界的荷重 ，從圖中可知:  X、Y 方向都為30的設計值 ，其 結構強度一定高於另一組 ， 而其中 X方向的設計是優先於Y 方向的 。 延伸閱讀: 太陽能進階篇 圖片來源:  1. https://www.longi.com/tw/

萬元以內! 打造自發自用太陽能供電系統! 斷電不再害怕!  想打造太陽能供電系統自用 ，但應該麼做才好呢?   答案很簡單! 是那就是照著本篇的介紹來進行! 自發自用的太陽能供電系統主要原理為: 太陽能板 (產生電流) → 太陽能控制器 → 蓄電池 → 逆變器 → 家用電器 自發自用太陽能供電系統 (點圖可放大) 安裝工序 1.將 湯淺深循環鉛酸電池 與太陽能控制器對接 ，正極接 正極 、負 極接負 極 2.將100W太陽能板 與PWM太陽能控制器對接 ，正極接 正極 、負 極接負 極 3. 將 湯淺深循環鉛酸電 與 Battery Tender 逆變器 對接 ，正極接 正極 、負 極接負 極 4.接上負載開始使用 依造以上順序簡單完成 ，即可得到一組自發自用的太陽能供電系統 注意: 以上電線及端子都需自行完成 可參考: 1. 太陽能板DIY! 單多芯線與壓接的選擇! (應用篇) 2.太陽能板DIY! 線徑與電流的選用! (應用篇)  3.電池的挑選! 鉛酸 VS. 磷酸鋰鐵! (應用篇) 4.便宜又好用的PWM太陽能控制器! (應用篇) 5.交流電的關鍵 "逆變器" !! (應用篇) 6.太陽能板串聯? 並聯? 怎麼使用系統效益最佳? (應用篇) 100W的太陽能板 ，以一天6小時的日照來計算 ，可以得到0.6kWh的發電量 ，因此選用0.6kWh的 深循環鉛酸電池來當儲能的電池 。當然在使用上因為能量的轉換與損耗 ，實際上只有8成 電池的電能使用 ，即0.6kWh ×0.8=0.48kWh的電能使用，但這只限於計算電池 。如果太陽能板一直不斷發電 ，實際上能使用的總電量是超過0.48度電的，不過要注意逆變器的功率為400W，就是說在使用交流電時的總功率是不可超過400W 。 0.48度電能怎麼用 讓10W的LED燈泡 ，連續使用2天 、60W的風扇 ，連續使用8小時 、25W的手機 ，可充15隻 如果對於使用以上的自發自用系統有心得的 ，也可以把逆電器的功率及電池的容量換成更大的來使用，當然太陽能板也可以，只是要確認好電壓 、電流的上限不可超過PWM控制器的限制 。 可參考: 1. 功率 = 電壓 x 電流! 人人都知道的高功率太陽能板! (入門篇) 2. 串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇) 3. 直流電? 交流電? 太...

交流電的關鍵 "逆變器" !!   太陽能板與電池產生的電都是直流電 ，一般都是對應24V以下的電器產品 ，但如果想要使用110V或220V的電器產品要怎麼辦呢?  答案是使用逆變器 ! 所謂的逆變器 (Inverter) 就是將直流電轉換成具有 正弦 波形的交流電 ，一般會接在電池後面 ，將12V或24V的電壓轉換成110V或220V的輸出 。可參考： 直流電? 交流電? 太陽能板發的電! (進階篇)  這種方式的使用一般還是會需要搭配一組太陽能控制器 ，先將太陽能板的電儲存在電池 ，再將電池的直流電轉換成交流電輸出 。另外 ，使用逆變器時需注意，功率上限要高於使用的負載功率。 逆變器 (點圖可放大) 逆變器的用法 太陽能逆變器 另外一種就是除了逆變器的功能外 ， 本身還內建太陽能控制器。 這種專門設計給太陽能板使用的逆變器 ， 可以減少額外的安裝工序 、使用上也方便 ，缺點是由於通常搭載的是MPPT控制器 ，所以價格上都會較高 (價格破萬元台幣) ， 一般常使用在2kW以上的大型系統。 如果只是小型系統或 初次嘗試的新手 ，都還是建議各別購買太陽能控制器及逆變器 ，購買價格大都可以壓在五千台幣以內 。可參考:  最大功率追蹤太陽能板控制器: MPPT Controller (應用篇) 太陽能逆變器 (點圖可放大) 延伸閱讀:  太陽能應用 篇 圖片來源:  1. https://www.ruten.com.tw/item/show?22047989831889 2.https://www.ruten.com.tw/item/show?22221202714960

便宜又好用的PWM太陽能控制器! 架構太陽能系統時都知道 ，太陽能控制器是一個重要的關鍵 ，但MPPT控制器的價格不低，如果只是一個小型系統或是以新手初次嘗試來說，這個費用又有點過高，那麼有其它的方案嗎?  答案是有的 ，那就是PWM控制器! PWM控制器 PWM又稱作脈衝寬度調節 (pulse-width modulation ，縮寫為PWM ) ，這是一個結構比較簡單的太陽能控制器 。主要是利用強充、均衡充、浮充的三階段方式給儲能系統的電池充電。簡單說就是把太陽能板和電池連接在一起 ， 強制把太陽能板的電壓降低到接近於電池的充電電壓進行充電。 PWM控制器 (點圖可放大) 從圖中可知PWM與MPPT控制器最大的不同點，在於太陽能板的利用效率 。MPPT控制器切斷了太陽能板與電池的直接連結 ，藉由控制太陽能板的電壓 、電流的輸入 ，再轉換成能對電池進行充電的電壓，來達到太陽能板的最大利用率 (功率不變) 。主要的充電方式為限流充電 、恆壓均充 及恆壓浮充三階段方式 。 PWM與MPPT的充電方式 (點圖可放大) 系統搭配方式 為提升太陽能板的利用率 ，使用PWM控制器時會搭配接近的太陽能板的電壓，例如: 12V的電池就搭配15V~23V的太陽能板及控制器 。由於系統結構簡單 、安裝方便 、價格便宜 (不超過千元台幣) ，因此適合2kW以下的小型系統或初次嘗試的新手 。 系統搭配方式 (點圖可放大) 延伸閱讀:  太陽能應用篇 圖片來源:  1. https://www.amazon.com/-/zh_TW/SUYNIMA-%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E5%85%85%E9%9B%BB%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8-%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E9%9B%BB%E6%B1%A0%E6%9D%BF%E5%85%85%E9%9B%BB%E5%99%A8%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8-%E5%A4%9A%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%8F%AF%E8%AA%BF%E5%BC%8F-%E9%80%A3%E6%8E%A5%E5%9F%A0%E5%AE%9A%E6%99%82%E5%99%A8%E8%A8%AD%E5%AE%9A/dp/...

最佳的太陽能板安裝方式～增加你的發電受益！ 太陽能板發電效益與安裝的方式息息相關 ，不適當的安裝方式會讓太陽能板本身的效益發揮不出來 ， 那麼怎樣的安裝方式才是最佳的呢?  答案是考慮遮陰的位置與太陽能板電路設計的關係! 之前介紹過太陽能板是以串聯的方式 ，將電池片串接起來得到最佳的發電功率，但也因串聯的關係，只要有一片電池片被遮擋住，如附近的建築物 、太陽行走的位置 、雲層飄過等 ，造成吸收不到太陽光形成遮陰現象，那麼太陽能板就無法運行發電 。 關於串聯的說明可以參考另一篇:  串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇) 串聯迴路下遮陰發生無法發電 (點圖可放大) 為了解決此現象 ，好的太陽能板都會在接線盒裡安裝二極體電路 ，只要 一片電池片被遮擋 ， 二極體就會啟動讓電流行走通過 ，避開不發電的位置 ， 讓剩下的電池片繼續發電工作 。 太陽能板含二極體電路 因此在安裝太陽能板時 ，需要考慮安裝地點會造成怎樣的遮陰位置 ，依此調整太陽能板是要直擺或橫擺的方式來安裝 ，讓太陽能板的發電效益最大化 。 擺放方式不同的影響 (點圖可放大) 延伸閱讀: 太陽能進階篇 圖片來源: 1.http://www.newsolar.com.tw/zh-tw/product-248165/270W-290W-%E5%96%AE%E6%99%B6%E7%9F%BD%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E6%A8%A1%E7%B5%84-60-6X10-Cells.html

電池的挑選! 鉛酸 VS. 磷酸鋰鐵! 說到太陽能自發自用時 ， 最關鍵的就 是 儲能系統，其中的核心關鍵就是 電池 ，那麼該如何挑選合適的呢 ?  答案是視 儲能系統的應用! 常應用在太陽能儲能系統的電池，主要為 鉛酸電池 及 磷酸鋰鐵電池 這兩種，工作電壓為12V 、24V及 48V 。 電池比較 (點圖可放大) 從表中可知道同樣是12V的 鉛酸電池 及 磷酸鋰鐵電池 ， 磷酸鋰鐵電池在各方面都具有較優異的表現 ，不論是在能量的效率 、壽命及使用的放電功率來看 ， 磷酸鋰鐵電池 是非常適合使用在長效型的自發自用的系統 ，如家庭用電 、需要穩定供電的負載系統 。 基本規格比較 (點圖可放大) 除此之外 ， 磷酸鋰鐵電池還具有體積小 、重量輕的優點 ，也適合使用在戶外露營中 。 鉛酸電池雖然使用壽命 、重量等比不過 磷酸鋰鐵電池 ，但在價格上是非常便宜的 ，這個價格差足以彌補本身的缺點 ，因此目前 鉛酸電池還是被大量使用 ，對於一些戶外的照明設備 、監視器 、資材室 、DIY玩樂 或小型的自發自用系統中 。 近年來因為 儲能系統的廣泛需求增加 ，但因 磷酸鋰鐵電池太過昂貴 ，而推出了一種 深循環 鉛酸電池 ，具有 良好的放電性能、壽命 長 、 高安全性及 優越的放電循環使用特性 等特點 ，使得 深循環 鉛酸電池成為另一種非家庭用電儲能的電池選擇 。 深循環鉛酸電池的比較 (點圖可放大) 延伸閱讀:  太陽能應用篇 圖片來源:  1.https://shopee.tw/product/65520817/22729031885?gclid=CjwKCAjwm4ukBhAuEiwA0zQxkyV8rGRrcx8Wu1YfTcgRrQw5gcrCc2O9HZyJXaGkGRbBitnxi1-umRoCYs8QAvD_BwE 2.https://shopee.tw/%E6%B9%AF%E6%B7%BAYUASA-UXH100AH-NPL100AH-12V-100AH-%E6%B7%B1%E5%BE%AA%E7%92%B0%E9%9B%BB%E6%B1%A0-%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E9%9B%BB%E7%93%B6-%E6%BC%81%E8%88%B9-%E9%9C%B2%E7%87%9F-%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%...

最大功率追蹤太陽能板控制器: MPPT Controller 組裝太陽能系統時 ， 要 如何讓太陽能板與發電系統或儲能系統有效運行呢?  答案是太陽能板控制器! 太陽能板控制器是讓太陽能板在發電系統或儲能系統中，能自動控制多個太陽能板的設備，並協調及監控太陽能板與發電系統、儲能系統、負載設備之間的狀態，以此確保整個太陽能系統的穩定作動，可即時顯示太陽能板的電流、電壓狀態；在有儲能的系統中，能同時給電池充電並具有防止電池過充及防短路等功能，目前市面上主流的太陽能板控制器為MPPT 控制器。 MPPT 控制器 MPPT為 Maximum power point tracking的縮寫 ，意思為 最大功率點追蹤 。簡單來說由於太陽光的強度是一直在變化的 ，再加上其它 環境 等外界因素，因此其輸出功率是不斷在變化的 。而 MPPT控制器 能讓太陽能板的輸出功率運行在最大功率點，對於發電系統來說 ， MPPT控制器能夠及時偵測太陽能板 ， 並追踪最高電壓及電流的狀態，使系統以最大功率輸出。 就儲能系統來說 ，因為太陽能板都是以 最大功率輸出 ， 在充電期間能保證其充電的效率。 另外 ，由於 MPPT控制器對系統的電壓操作空間大，因此具有較高的適用性，也適合2kw以上的大型發電系統。 MPPT太陽能板控制器 延伸閱讀:  太陽能應用 篇 圖片來源:  https://www.amazon.com/-/zh_TW/INVT-MPPT-%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E5%85%85%E9%9B%BB%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E9%9D%A2%E6%9D%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8-MPPT-60A/dp/B0827DWCL6?th=1