Вати, Ампери, Вольти: все, що вартує згадати про електроенергію

Проєктування домашньої СЕС вимагає розуміння основних електротехнічних понять. Розібратися у властивостях струму, потужності, ємності та енергії — перший крок до створення надійної системи. Ось базові терміни та показники, які обов’язково потрібно знати для збору сонячної електростанції.

Напруга показує різницю потенціалів між двома точками електричного кола. У сонячних електростанціях важливо знати робочу напругу панелей, інвертора та акумуляторів, щоб їх правильно узгодити. Стандартні рівні напруги для автономних систем — 12V, 24V, 48V

Сила струму показує кількість електронів, що проходять через провідник за одиницю часу.

Для проводів та захисного обладнання важливо враховувати максимальну силу струму, щоб уникнути перегріву та коротких замикань.

Потужність визначає, скільки енергії виробляє, споживає або передає пристрій за одиницю часу. У випадку сонячних панелей потужність вказує на максимальну кількість енергії, яку панель може генерувати при ідеальних умовах.

Формула:
Потужність (W)=Напруга (V)×Сила струму (A)

У ватах на годину обліковують використану чи вироблену електроенергію.

Рахується як добуток потужності пристрою до часу роботи. Одна кіловат-година — це кількість електроенергії, яку споживає пристрій потужністю 1 Вт протягом однієї години. 

Приклади:

• Якщо лампочка 60 Вт працює 2 години, вона споживає:
  60 Вт×2 год=120 Вт·год
• Акумулятор ємністю 1000 Вт·год може живити лампочку потужністю 100 Вт протягом 10 годин.

Отже, вати показують, наскільки “сильним” є струм у конкретний момент. КВт·год показують, скільки енергії використано або збережено за певний час.

Також в Вт·год та кВт·год позначають енергоємність акумулятора — скільки енергії акумулятор може зберігати.

Показує, наскільки ефективно система перетворює енергію. Чим вищий ККД, тим ефективнішим є прилад.

• Для сонячних панелей типовий ККД: 15-22%.
• Для інверторів: 90-98%.

Це потужність, яку сонячна панель може виробити за ідеальних умов (сонячне світло = 1000 Вт/м², температура = 25°C).

Це показник, який визначає, скільки енергії може зберігатися в певному об’ємі або вазі акумулятора (батареї).

Виділяють два види щільності:

• Об’ємна (Вт·год/л) – важлива для компактності.
• Масова (Вт·год/кг) – впливає на вагу системи.

У сучасних літій-іонних батарей щільність значно вища, ніж у літій-залізо-фосфатних.

Це кількість енергії, яку система може згенерувати за рік. Визначається на основі:

• Потужності панелей.
• Сонячного ресурсу (кількості сонячних годин для вашого регіону).

Приклад:
Сонячна електростанція на 1 кВт панелей в помірному кліматі може генерувати приблизно 1200-1400 кВт·год/рік.

Показує, скільки енергії можна безпечно “витягнути” з акумулятора, без шкоди обладнанню.

• Свинцево-кислотні акумулятори – до 50%.
• Літій-іонні – до 80-90%.

Детальніше читайте в статті «Види акумуляторів для автономної системи».

Показує захищеність обладнання від пилу та вологи.

• Наприклад, IP65: повний захист від пилу та струменів води.

Вказує, як змінюється потужність сонячної панелі при підвищенні температури. Чим нижчий коефіцієнт, тим краще панель працює в спеку.

Струм — це потік заряджених частинок (електронів чи іонів), що рухаються через провідник під дією електричного поля. Він буває постійний та змінний. 

Постійний струм (DC):

• Тече в одному напрямку.
• Має постійну напругу.
• Використовується в батареях, сонячних панелях, електроніці.

Змінний струм (AC):

• Змінює напрямок і величину з певною частотою (наприклад, 50 Гц).
• Поширений у побутовій електромережі.
• Легше передається на великі відстані.

DC — стабільний, для накопичення й живлення пристроїв.
AC — універсальний, для транспортування й побутового використання.