Ηλιακοί συλλέκτες για εξοχικές κατοικίες και σπίτια: τύποι, αρχή λειτουργίας και διαδικασία υπολογισμού για ηλιακά συστήματα

Η επιστήμη μας έχει δώσει μια στιγμή που η τεχνολογία της χρήσης ηλιακής ενέργειας έχει γίνει διαθέσιμη στο κοινό. Κάθε ιδιοκτήτης έχει την ευκαιρία να πάρει ηλιακούς συλλέκτες για το σπίτι. Οι καλοκαιρινοί κάτοικοι δεν είναι πολύ πίσω σε αυτό το θέμα. Τις περισσότερες φορές απέχουν πολύ από τις κεντρικές πηγές αειφόρου τροφοδοσίας.

Σας προτείνουμε να εξοικειωθείτε με τις πληροφορίες που αντιπροσωπεύουν τη συσκευή, τις αρχές λειτουργίας και τον υπολογισμό των λειτουργικών εξαρτημάτων του ηλιακού συστήματος. Η εξοικείωση με τις πληροφορίες που έχουμε προτείνει θα προσεγγίσει την πραγματικότητα της παροχής φυσικού ηλεκτρικού ρεύματος στον ιστότοπό σας.

Για μια σαφή αντίληψη των παρεχόμενων δεδομένων, επισυνάπτονται λεπτομερή διαγράμματα, εικόνες, φωτογραφίες και βίντεο.

Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας της ηλιακής μπαταρίας

Μόλις ανοίξαμε τα περίεργα μυαλά για εμάς φυσικές ουσίες που παράγονται υπό την επίδραση σωματιδίων φωτός από τον ήλιο, φωτόνια, ηλεκτρική ενέργεια. Η διαδικασία ονομάστηκε φωτοηλεκτρικό εφέ. Οι επιστήμονες έχουν μάθει να ελέγχουν το μικροφυσικό φαινόμενο.

Με βάση υλικά ημιαγωγών, δημιούργησαν συμπαγείς ηλεκτρονικές συσκευές - φωτοκύτταρα.

Οι κατασκευαστές έχουν κατακτήσει την τεχνολογία του συνδυασμού μικρογραφικών μετατροπέων σε αποδοτικά ηλιακά πάνελ. Η αποδοτικότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων από πυρίτιο που παράγεται ευρέως από τη βιομηχανία είναι 18-22%.

Η περιγραφή του σχήματος δείχνει ξεκάθαρα: όλα τα εξαρτήματα του σταθμού παραγωγής ενέργειας είναι εξίσου σημαντικά - η συντονισμένη λειτουργία του συστήματος εξαρτάται από τη σωστή επιλογή τους

Μια ηλιακή μπαταρία συναρμολογείται από τις μονάδες. Είναι ο τελικός προορισμός για φωτόνια από τον Ήλιο στη Γη.Από εδώ, αυτά τα συστατικά της ακτινοβολίας φωτός συνεχίζουν την πορεία τους ήδη μέσα στο ηλεκτρικό κύκλωμα ως σωματίδια DC.

Διανέμονται με μπαταρίες ή μετατρέπονται σε φορτία εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος 220 βολτ, παρέχοντας όλα τα είδη οικιακών τεχνικών συσκευών.

Η ηλιακή μπαταρία είναι ένα σύμπλεγμα συσκευών ημιαγωγών συνδεδεμένων με σειρές - φωτοκύτταρα που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια

Θα βρείτε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις ιδιαιτερότητες της συσκευής και την αρχή λειτουργίας της ηλιακής μπαταρίας σε άλλη δημοφιλές άρθρο ο ιστότοπός μας.

Τύποι ηλιακών πλαισίων

Οι ηλιακοί συλλέκτες-μονάδες συναρμολογούνται από ηλιακά στοιχεία, διαφορετικά - φωτοηλεκτρικοί μετατροπείς. Τα PEC δύο τύπων έχουν ευρεία χρήση.

Διαφέρουν στους τύπους ημιαγωγών πυριτίου που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους, είναι οι εξής:

• Πολυκρυσταλλικό. Πρόκειται για ηλιακά κύτταρα κατασκευασμένα από τήγμα πυριτίου με μακροχρόνια ψύξη. Μια απλή μέθοδος παραγωγής καθορίζει την προσιτή τιμή, αλλά η απόδοση της πολυκρυσταλλικής επιλογής δεν υπερβαίνει το 12%.
• Μονοκρυσταλλικό. Αυτά είναι τα στοιχεία που λαμβάνονται με κοπή λεπτών πλακών από τεχνητά αναπτυγμένο κρύσταλλο πυριτίου. Η πιο παραγωγική και ακριβή επιλογή. Η μέση απόδοση στην περιοχή του 17%, μπορείτε να βρείτε μονόκρυστα φωτοκύτταρα με υψηλότερη απόδοση.

Πολυκρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα επίπεδου τετραγωνικού σχήματος με ανομοιογενή επιφάνεια. Οι μονοκρυσταλλικές ποικιλίες μοιάζουν με λεπτά, ομοιογενή τετράγωνα επιφανειακής δομής με κομμένες γωνίες (ψευδο-τετράγωνα).

Έτσι φαίνονται οι φωτοβολταϊκοί φωτοηλεκτρικοί μετατροπείς: τα χαρακτηριστικά της ηλιακής μονάδας δεν εξαρτώνται από την ποικιλία των στοιχείων που χρησιμοποιούνται - αυτό επηρεάζει μόνο το μέγεθος και την τιμή

Τα πάνελ της πρώτης έκδοσης με την ίδια ισχύ είναι μεγαλύτερα από τη δεύτερη λόγω της χαμηλότερης απόδοσης (18% έναντι 22%). Όμως, το ενδιαφέρον, κατά μέσο όρο, είναι δέκα φθηνότερα και κυριαρχεί στη ζήτηση.

Για τους κανόνες και τις αποχρώσεις της επιλογής ηλιακών συλλεκτών για την παροχή ενέργειας σε αυτόνομη θέρμανση, μπορείτε διαβάστε εδώ.

Σχέδιο εργασιών παροχής ηλιακής ενέργειας

Όταν κοιτάζετε τα μυστηριωδώς ονόματα των κόμβων που αποτελούν το σύστημα παροχής ηλιακής ενέργειας, η ιδέα έρχεται στην υπερ-τεχνική πολυπλοκότητα της συσκευής.

Στο μικρό επίπεδο της ζωής του φωτονίου, αυτό ισχύει. Και σαφώς το γενικό κύκλωμα του ηλεκτρικού κυκλώματος και η αρχή της δράσης του φαίνονται πολύ απλά. Από το φωτιστικό του ουρανού μέχρι τη «λάμπα του Ilyich» υπάρχουν μόνο τέσσερα σκαλοπάτια.

Οι ηλιακές μονάδες είναι το πρώτο συστατικό ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας. Αυτά είναι λεπτά ορθογώνια πάνελ συναρμολογημένα από έναν ορισμένο αριθμό τυποποιημένων πλακών φωτοκυττάρων. Οι κατασκευαστές κάνουν τα φωτογραφικά πάνελ διαφορετικά σε ηλεκτρική ισχύ και τάση, ένα πολλαπλάσιο των 12 βολτ.

Οι επίπεδες συσκευές βρίσκονται σε επιφάνειες που εκτίθενται σε άμεσες ακτίνες. Οι αρθρωτές μονάδες συνδυάζονται με τη διασύνδεση της ηλιακής μπαταρίας. Η αποστολή της μπαταρίας είναι να μετατρέψει τη ληφθείσα ενέργεια του ήλιου, παράγοντας ένα σταθερό ρεύμα μιας δεδομένης τιμής.

Συσκευές αποθήκευσης ηλεκτρικού φορτίου - μπαταρίες για ηλιακούς συλλέκτες γνωστό σε όλους. Ο ρόλος τους στο σύστημα παροχής ενέργειας από τον ήλιο είναι παραδοσιακός. Όταν οι οικιακοί καταναλωτές συνδέονται με ένα κεντρικό δίκτυο, τα καταστήματα ενέργειας αποθηκεύονται σε ηλεκτρική ενέργεια.

Επίσης, συσσωρεύουν την περίσσεια του, εάν το ρεύμα της ηλιακής μονάδας είναι αρκετό για να παρέχει την ισχύ που καταναλώνουν οι ηλεκτρικές συσκευές.

Η μπαταρία δίνει στο κύκλωμα την απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας και διατηρεί μια σταθερή τάση μόλις η κατανάλωσή της αυξηθεί σε αυξημένη τιμή. Το ίδιο συμβαίνει, για παράδειγμα, το βράδυ με αδρανούς πίνακες φωτογραφιών ή όταν ο καιρός είναι ελαφρύς.

Το σχήμα παροχής ενέργειας του σπιτιού που χρησιμοποιεί ηλιακούς συλλέκτες διαφέρει από τις επιλογές με τους συλλέκτες στην ικανότητα συσσώρευσης ενέργειας στην μπαταρία

Ο ελεγκτής είναι ένας ηλεκτρονικός ενδιάμεσος μεταξύ της ηλιακής μονάδας και των μπαταριών. Ο ρόλος του είναι να ρυθμίζει το επίπεδο της μπαταρίας. Η συσκευή δεν επιτρέπει το βρασμό τους από επαναφόρτιση ή πτώση ηλεκτρικού δυναμικού κάτω από ένα συγκεκριμένο κανόνα, απαραίτητο για τη σταθερή λειτουργία ολόκληρου του ηλιακού συστήματος.

Flip, ο ήχος του όρου εξηγείται κυριολεκτικά ηλιακός μετατροπέας. Ναι, επειδή στην πραγματικότητα, αυτή η μονάδα εκτελεί μια λειτουργία που κάποτε φάνηκε μυθοπλασία στους ηλεκτρολόγους μηχανικούς.

Μετατρέπει το συνεχές ρεύμα της ηλιακής μονάδας και των μπαταριών σε εναλλασσόμενο ρεύμα με πιθανή διαφορά 220 βολτ. Αυτή η τάση λειτουργεί για τη συντριπτική πλειονότητα των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών.

Η ροή της ηλιακής ενέργειας είναι ανάλογη με τη θέση του άστρου: εγκατάσταση μονάδων, θα ήταν ωραίο να προβλεφθεί η ρύθμιση της γωνίας κλίσης ανάλογα με την εποχή του έτους

Μέγιστο φορτίο και μέση ημερήσια κατανάλωση ισχύος

Η απόλαυση να έχετε τον δικό σας ηλιακό σταθμό εξακολουθεί να είναι πολύ. Το πρώτο βήμα στην πορεία προς την ισχύ της ηλιακής ενέργειας είναι να προσδιοριστεί το βέλτιστο μέγιστο φορτίο σε κιλοβάτ και η ορθολογική μέση ημερήσια κατανάλωση ενέργειας σε κιλοβάτ ώρες ενός σπιτιού ή καλοκαιριού εξοχικής κατοικίας.

Το μέγιστο φορτίο δημιουργείται από την ανάγκη ενεργοποίησης πολλών ηλεκτρικών συσκευών ταυτόχρονα και καθορίζεται από τη μέγιστη συνολική ισχύ τους, λαμβάνοντας υπόψη τα υπερβολικά χαρακτηριστικά έναρξης ορισμένων από αυτά.

Ο υπολογισμός της μέγιστης κατανάλωσης ενέργειας σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τη ζωτική ανάγκη για την ταυτόχρονη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών και ποιες όχι. Αυτός ο δείκτης υπακούει στα χαρακτηριστικά ισχύος των κόμβων του σταθμού παραγωγής ενέργειας, δηλαδή στο συνολικό κόστος της συσκευής.

Η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας μιας συσκευής μετριέται από το προϊόν της ατομικής του ισχύος για το χρόνο που εργάστηκε από το δίκτυο (κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας) για μια ημέρα. Η συνολική μέση ημερήσια κατανάλωση ενέργειας υπολογίζεται ως το άθροισμα της καταναλισκόμενης ενέργειας ηλεκτρικής ενέργειας από κάθε καταναλωτή για την καθημερινή περίοδο.

Η επακόλουθη ανάλυση και βελτιστοποίηση των ληφθέντων δεδομένων σχετικά με τα φορτία και την κατανάλωση ενέργειας θα παρέχει στον απαραίτητο εξοπλισμό και την επακόλουθη λειτουργία του συστήματος ηλιακής ενέργειας με ελάχιστο κόστος

Το αποτέλεσμα της κατανάλωσης ενέργειας βοηθά στον εξορθολογισμό της κατανάλωσης ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας. Το αποτέλεσμα των υπολογισμών είναι σημαντικό για τον περαιτέρω υπολογισμό της χωρητικότητας της μπαταρίας. Από αυτήν την παράμετρο, η τιμή της μπαταρίας, ένα πολύ σημαντικό στοιχείο του συστήματος, εξαρτάται ακόμη περισσότερο.

Η διαδικασία υπολογισμού των δεικτών ενέργειας

Η διαδικασία των υπολογισμών ξεκινά κυριολεκτικά με μια οριζόντια διευθετημένη, σε ένα κελί, διευρυμένο φύλλο σημειωματάριου. Με ελαφρές γραμμές μολυβιού από ένα φύλλο λαμβάνετε μια φόρμα με τριάντα μετρήσεις και γραμμές με τον αριθμό των οικιακών συσκευών.

Προετοιμασία για αριθμητικούς υπολογισμούς

Η πρώτη στήλη σχεδιάζεται παραδοσιακά - σειριακός αριθμός. Η δεύτερη στήλη είναι το όνομα της συσκευής. Το τρίτο είναι η ατομική του κατανάλωση ενέργειας.

Οι στήλες από το τέταρτο έως το εικοστό έβδομο είναι οι ώρες της ημέρας από 00 έως 24. Τα παρακάτω εισάγονται μέσω της οριζόντιας κλασματικής γραμμής:

• στον αριθμητή - ο χρόνος λειτουργίας της συσκευής κατά την περίοδο μιας συγκεκριμένης ώρας σε δεκαδική μορφή (0,0) ·
• ο παρονομαστής είναι και πάλι η ατομική του κατανάλωση ισχύος (αυτή η επανάληψη απαιτείται για τον υπολογισμό των ωριαίων φορτίων).

Η εικοστή όγδοη στήλη είναι ο συνολικός χρόνος που λειτουργεί η οικιακή συσκευή κατά τη διάρκεια της ημέρας. Στο εικοστό ένατο, η προσωπική κατανάλωση ενέργειας της συσκευής καταγράφεται ως αποτέλεσμα του πολλαπλασιασμού της ατομικής κατανάλωσης ενέργειας με το χρόνο λειτουργίας για την καθημερινή περίοδο.

Η συλλογή λεπτομερών προδιαγραφών καταναλωτών λαμβάνοντας υπόψη τις ωριαίες φορτίσεις θα βοηθήσει να αφήσετε πιο οικείες συσκευές λόγω της ορθολογικής χρήσης τους.

Η τριακοστή στήλη είναι επίσης τυπική - σημείωση. Είναι χρήσιμο για ενδιάμεσους υπολογισμούς.

Προδιαγραφές καταναλωτή

Το επόμενο στάδιο των υπολογισμών είναι η μετατροπή μιας φόρμας φορητού υπολογιστή σε μια προδιαγραφή των οικιακών καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας. Η πρώτη στήλη είναι σαφής. Εδώ είναι οι αριθμοί γραμμής.

Η δεύτερη στήλη περιέχει τα ονόματα των καταναλωτών ενέργειας. Συνιστάται να αρχίσετε να γεμίζετε την είσοδο με ηλεκτρικές συσκευές. Το παρακάτω περιγράφει άλλα δωμάτια αριστερόστροφα ή δεξιόστροφα (όπως θέλετε).

Εάν υπάρχει ένα δεύτερο δάπεδο (κ.λπ.), η διαδικασία είναι η ίδια: από τις σκάλες - κυκλική. Ταυτόχρονα, δεν πρέπει να ξεχνάμε συσκευές σκάλας και φωτισμό δρόμου.

Είναι καλύτερα να γεμίσετε την τρίτη στήλη με τη δύναμη απέναντι από το όνομα κάθε ηλεκτρικής συσκευής στο δρόμο με τη δεύτερη.

Οι στήλες τέσσερις έως είκοσι επτά αντιστοιχούν σε κάθε ώρα της ημέρας. Για ευκολία, μπορούν να διαγραφούν αμέσως με οριζόντιες γραμμές στη μέση των γραμμών. Τα προκύπτοντα άνω μισά των γραμμών είναι σαν αριθμητές, τα κάτω μισά είναι παρονομαστές.

Αυτές οι στήλες συμπληρώνονται γραμμή προς γραμμή. Οι αριθμητές μορφοποιούνται επιλεκτικά ως χρονικά διαστήματα σε δεκαδική μορφή (0,0), αντικατοπτρίζοντας τον χρόνο λειτουργίας μιας δεδομένης ηλεκτρικής συσκευής σε μια συγκεκριμένη ωριαία περίοδο. Παράλληλα με τους αριθμητές, οι παρονομαστές εισάγονται με την ένδειξη ισχύος της συσκευής που έχει ληφθεί από την τρίτη στήλη.

Αφού όλες οι ωριαίες στήλες είναι γεμάτες, προχωρούν στη μέτρηση του μεμονωμένου ημερήσιου χρόνου εργασίας των ηλεκτρικών συσκευών, κινούνται κατά μήκος της γραμμής.Τα αποτελέσματα καταγράφονται στα αντίστοιχα κελιά της εικοστής όγδοης στήλης.

Στην περίπτωση που ο ηλιακός σταθμός παίζει βοηθητικό ρόλο έτσι ώστε το σύστημα να μην λειτουργεί σε αδράνεια, μέρος του φορτίου μπορεί να συνδεθεί σε αυτό για σταθερή ισχύ

Με βάση την ισχύ και το χρόνο εργασίας, υπολογίζεται διαδοχικά η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας όλων των καταναλωτών. Σημειώνεται στα κελιά της εικοστής ένατης στήλης.

Όταν συμπληρωθούν όλες οι γραμμές και οι στήλες των προδιαγραφών, υπολογίζουν τα σύνολα. Προσθέτοντας τη γραφική ισχύ από τους παρονομαστές των ωριαίων στηλών, λαμβάνονται τα φορτία κάθε ώρας. Συνοψίζοντας την ατομική ημερήσια κατανάλωση ενέργειας της εικοστής ένατης στήλης από πάνω προς τα κάτω, βρίσκουν τον συνολικό ημερήσιο μέσο όρο.

Ο υπολογισμός δεν περιλαμβάνει την ίδια κατανάλωση του μελλοντικού συστήματος. Αυτός ο παράγοντας λαμβάνεται υπόψη από έναν βοηθητικό συντελεστή στους επόμενους τελικούς υπολογισμούς.

Ανάλυση και βελτιστοποίηση των δεδομένων

Εάν η ηλιακή ενέργεια σχεδιάζεται ως εφεδρική, τα δεδομένα για την ωριαία κατανάλωση ενέργειας και τη συνολική μέση ημερήσια κατανάλωση ενέργειας βοηθούν στην ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ακριβού ηλιακού ηλεκτρισμού.

Αυτό επιτυγχάνεται με την εξάλειψη των καταναλωτών υψηλής κατανάλωσης ενέργειας από τη χρήση έως την αποκατάσταση της κεντρικής παροχής ενέργειας, ειδικά κατά τις ώρες αιχμής.

Εάν το σύστημα ηλιακής ενέργειας έχει σχεδιαστεί ως πηγή συνεχούς τροφοδοσίας, τότε τα αποτελέσματα των ωριαίων φορτίων ωθούνται προς τα εμπρός. Είναι σημαντικό να κατανείμετε την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της ημέρας με τέτοιο τρόπο ώστε να αφαιρείτε τα πολύ πιο επικρατούσα υψηλά και τα πολύ χαμηλά επίπεδα.

Η εξάλειψη της κορυφής, η εξίσωση των μέγιστων φορτίων, η εξάλειψη των απότομων μειώσεων στην κατανάλωση ενέργειας με την πάροδο του χρόνου σας επιτρέπει να επιλέξετε τις πιο οικονομικές επιλογές για κόμβους του ηλιακού συστήματος και να εξασφαλίσετε σταθερή, πιο σημαντική, χωρίς προβλήματα μακροπρόθεσμη λειτουργία του ηλιακού σταθμού.

Το γράφημα θα αποκαλύψει την ανομοιογένεια της κατανάλωσης ενέργειας: στόχος μας είναι να αλλάξουμε τα μέγιστα τη στιγμή της μεγαλύτερης δραστηριότητας του ήλιου και να μειώσουμε τη συνολική ημερήσια κατανάλωση, ειδικά τη νύχτα.

Το σχέδιο που παρουσιάζεται δείχνει τον μετασχηματισμό που λαμβάνεται με βάση τις συγκεντρωμένες προδιαγραφές ενός παράλογου χρονοδιαγράμματος στο βέλτιστο. Ο δείκτης ημερήσιας κατανάλωσης μειώθηκε από 18 σε 12 kW / h, το μέσο ωριαίο φορτίο από 750 σε 500 watt.

Η ίδια αρχή της βελτιστοποίησης είναι χρήσιμη όταν χρησιμοποιείτε την επιλογή ισχύος από τον ήλιο ως αντίγραφο ασφαλείας. Δεν είναι απαραίτητο να ξοδεύουμε χρήματα για την αύξηση της ισχύος των ηλιακών μονάδων και των μπαταριών χάρη σε κάποια προσωρινή ταλαιπωρία.

Επιλογή κόμβων ηλιακών σταθμών

Για να απλοποιήσουμε τους υπολογισμούς, θα εξετάσουμε την έκδοση της χρήσης μιας ηλιακής μπαταρίας ως κύρια πηγή παροχής ηλεκτρικής ενέργειας. Ο καταναλωτής θα είναι υπό όρους εξοχική κατοικία στην περιοχή Ryazan, όπου διαμένουν συνεχώς από τον Μάρτιο έως τον Σεπτέμβριο.

Πρακτικοί υπολογισμοί με βάση τα δεδομένα του ορθολογικού ωριαίου χρονοδιαγράμματος κατανάλωσης ενέργειας που δημοσιεύονται παραπάνω θα δώσουν σαφήνεια στη συλλογιστική:

• Συνολική μέση ημερήσια κατανάλωση ισχύος = 12.000 βατ / ώρα.
• Μέση κατανάλωση φορτίου = 500 watt.
• Μέγιστο φορτίο 1200 watt.
• Μέγιστο φορτίο 1200 x 1,25 = 1500 watt (+ 25%).

Οι τιμές θα απαιτηθούν στους υπολογισμούς της συνολικής χωρητικότητας των ηλιακών συσκευών και άλλων παραμέτρων λειτουργίας.

Προσδιορισμός της τάσης λειτουργίας του ηλιακού συστήματος

Η εσωτερική τάση λειτουργίας οποιουδήποτε ηλιακού συστήματος βασίζεται σε πολλαπλότητα 12 βολτ, ως η πιο κοινή βαθμολογία μπαταρίας. Οι πιο ευρέως κόμβοι ηλιακών σταθμών: ηλιακοί συλλέκτες, ελεγκτές, μετατροπείς - παράγονται με τη δημοφιλή τάση 12, 24, 48 βολτ.

Η υψηλότερη τάση επιτρέπει τη χρήση μικρότερων καλωδίων τροφοδοσίας - και αυτό είναι αυξημένη αξιοπιστία επαφής. Από την άλλη πλευρά, οι ελαττωματικές μπαταρίες δικτύου 12V μπορούν να αντικατασταθούν μία κάθε φορά.

Σε ένα δίκτυο 24 volt, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες της λειτουργίας της μπαταρίας, θα χρειαστεί να αντικαταστήσετε μόνο ζεύγη. Ένα δίκτυο 48V θα απαιτήσει την αλλαγή και των τεσσάρων μπαταριών του ίδιου κλάδου. Επιπλέον, στα 48 βολτ υπάρχει ήδη κίνδυνος ηλεκτροπληξίας.

Με την ίδια χωρητικότητα και περίπου ίση τιμή, θα πρέπει να αγοράσετε μπαταρίες με το μεγαλύτερο επιτρεπόμενο βάθος εκφόρτισης και περισσότερο μέγιστο ρεύμα

Η κύρια επιλογή της ονομαστικής τιμής της εσωτερικής διαφοράς δυναμικού του συστήματος συνδέεται με τα χαρακτηριστικά ισχύος των μετατροπέων που παράγονται από τη σύγχρονη βιομηχανία και πρέπει να λαμβάνει υπόψη το μέγιστο φορτίο:

• από 3 έως 6 kW - 48 βολτ,
• από 1,5 έως 3 kW - ίση με 24 ή 48V,
• έως 1,5 kW - 12, 24, 48V.

Επιλέγοντας μεταξύ της αξιοπιστίας της καλωδίωσης και της ταλαιπωρίας της αντικατάστασης των μπαταριών, για παράδειγμα θα επικεντρωθούμε στην αξιοπιστία. Στο μέλλον, θα βασιστούμε στην τάση λειτουργίας του υπολογισμένου συστήματος 24 βολτ.

Ηλιακές μονάδες μπαταρίας

Ο τύπος για τον υπολογισμό της ισχύος που απαιτείται από μια ηλιακή μπαταρία μοιάζει με αυτό:

Rcm = (1000 * Yesut) / (k * Sin),

όπου:

• Rcm = ισχύς της ηλιακής μπαταρίας = συνολική ισχύς ηλιακών μονάδων (πάνελ, W),
• 1000 = αποδεκτή φωτοευαισθησία φωτοηλεκτρικών μετατροπέων (kW / m²)
• Φάτε = η ανάγκη για καθημερινή κατανάλωση ενέργειας (kW * h, στο παράδειγμά μας = 18),
• k = εποχιακός συντελεστής λαμβάνοντας υπόψη όλες τις απώλειες (καλοκαίρι = 0,7 · χειμώνας = 0,5),
• Sin = τιμή πίνακα της ηλιακής μόνωσης (ροή ηλιακής ακτινοβολίας) στη βέλτιστη κλίση των πάνελ (kW * h / m²).

Μπορείτε να μάθετε την αξία της ηλιακής ακτινοβολίας από την περιφερειακή μετεωρολογική υπηρεσία.

Η βέλτιστη γωνία κλίσης των ηλιακών συλλεκτών είναι ίση με το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής:

• την άνοιξη και το φθινόπωρο,
• συν 15 βαθμούς - το χειμώνα,
• μείον 15 βαθμούς το καλοκαίρι.

Η περιοχή Ryazan που εξετάζεται στο παράδειγμά μας βρίσκεται στο 55ο γεωγραφικό πλάτος.

Η υψηλότερη ισχύς των ηλιακών συλλεκτών επιτυγχάνεται με τη χρήση συστημάτων παρακολούθησης, εποχιακών αλλαγών στη γωνία κλίσης των πάνελ, τη χρήση μικτών πλαισίων επένδυσης

Για το χρονικό διάστημα που απαιτείται από τον Μάρτιο έως τον Σεπτέμβριο, η καλύτερη μη ρυθμιζόμενη κλίση της ηλιακής μπαταρίας είναι ίση με τη θερινή γωνία 40⁰ προς την επιφάνεια της γης. Με αυτήν την εγκατάσταση των ενοτήτων, η μέση ημερήσια απομόνωση του Ryazan κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου είναι 4,73. Όλοι οι αριθμοί είναι εκεί, ας κάνουμε τον υπολογισμό:

Pcm = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3 600 Watt.

Εάν λάβουμε τις μονάδες 100 watt ως βάση της ηλιακής μπαταρίας, τότε θα απαιτηθούν 36 από αυτές. Ζυγίζουν 300 κιλά και καταλαμβάνουν έκταση περίπου 5 x 5 μέτρα σε μέγεθος.

Διαγράμματα καλωδίωσης που έχουν δοκιμαστεί στο πεδίο και επιλογές για τη σύνδεση ηλιακών συλλεκτών δίνεται εδώ.

Διάταξη μονάδας ισχύος μπαταρίας

Όταν επιλέγετε μπαταρίες, πρέπει να καθοδηγείτε τα αξιώματα:

1. Οι συμβατικές μπαταρίες αυτοκινήτων ΔΕΝ είναι κατάλληλες για το σκοπό αυτό. Οι μπαταρίες ηλιακής ενέργειας φέρουν την ένδειξη "SOLAR".
2. Οι μπαταρίες απόκτησης θα πρέπει να είναι πανομοιότυπες από όλες τις απόψεις, κατά προτίμηση από μία εργοστασιακή παρτίδα.
3. Ο χώρος όπου βρίσκεται η μπαταρία πρέπει να είναι ζεστός. Η βέλτιστη θερμοκρασία όταν οι μπαταρίες αποδίδουν πλήρη ισχύ = 25⁰C. Όταν μειώνεται στους -5⁰C, η χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται κατά 50%.

Εάν λάβουμε για τον υπολογισμό μια εκθετική μπαταρία με τάση 12 βολτ και χωρητικότητα 100 αμπέρ / ώρα, δεν είναι δύσκολο να υπολογιστεί, για μια ολόκληρη ώρα θα είναι σε θέση να παρέχει στους καταναλωτές συνολική ισχύ 1200 watt. Αυτό συμβαίνει όμως με την πλήρη απαλλαγή, κάτι που είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητο.

Για μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, ΔΕΝ συνιστάται η μείωση της φόρτισης κάτω από 70%. Όριο = 50%. Λαμβάνοντας το 60% ως μεσαίο έδαφος, θέτουμε το ενεργειακό απόθεμα 720 W / h για κάθε 100 A * h της χωρητικής συνιστώσας της μπαταρίας (1200 W / h x 60%) ως βάση για τους επόμενους υπολογισμούς.

Ίσως η αγορά μιας μπαταρίας χωρητικότητας 200 Ah θα κοστίσει λιγότερο από την αγορά δύο για 100 και ο αριθμός επαφών μπαταρίας θα μειωθεί

Αρχικά, οι μπαταρίες πρέπει να εγκατασταθούν 100% φορτισμένες από μια σταθερή πηγή ρεύματος. Οι μπαταρίες πρέπει να καλύπτουν πλήρως το φορτίο του σκότους. Εάν δεν είστε τυχεροί με τον καιρό, διατηρήστε τις απαραίτητες παραμέτρους συστήματος κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι η υπερβολική ποσότητα μπαταριών θα οδηγήσει στη συνεχή υπερφόρτιση τους. Αυτό θα μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής. Η πιο λογική λύση είναι να εξοπλίσετε τη μονάδα με μπαταρίες με ένα ενεργειακό απόθεμα επαρκές για την κάλυψη μιας καθημερινής κατανάλωσης ενέργειας.

Για να μάθουμε την απαιτούμενη συνολική χωρητικότητα μπαταρίας, διαιρούμε τη συνολική ημερήσια κατανάλωση ενέργειας 12.000 W / h επί 720 W / h και πολλαπλασιάζουμε επί 100 A * h:

12 000/720 * 100 = 2500 A * h ≈ 1600 A * h

Συνολικά, για παράδειγμα, χρειαζόμαστε 16 μπαταρίες χωρητικότητας 100 ή 8 στα 200 Ah *, συνδεδεμένες σε σειρά παράλληλες.

Επιλέγοντας έναν καλό ελεγκτή

Αρμόδια επιλογή ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας (Μπαταρία) - μια πολύ συγκεκριμένη εργασία. Οι παράμετροι εισόδου του πρέπει να αντιστοιχούν στις επιλεγμένες ηλιακές μονάδες και η τάση εξόδου να αντιστοιχεί στην εσωτερική διαφορά δυναμικού του ηλιακού συστήματος (στο παράδειγμά μας, 24 βολτ).

Ένας καλός ελεγκτής πρέπει να διασφαλίζει:

1. Φόρτιση μπαταρίας πολλαπλών σταδίων που επεκτείνει την πραγματική διάρκεια ζωής τους με πολλαπλάσια.
2. Αυτόματη αμοιβαία, μπαταρία και ηλιακή μπαταρία, σύνδεση-αποσύνδεση σε συνδυασμό με φόρτιση-εκφόρτιση.
3. Επανασύνδεση του φορτίου από την μπαταρία στην ηλιακή μπαταρία και αντίστροφα.

Αυτός ο μικρός κόμπος είναι ένα πολύ σημαντικό συστατικό.

Εάν ορισμένοι καταναλωτές (για παράδειγμα, φωτισμός) μεταφερθούν σε απευθείας τροφοδοσία 12 volt από τον ελεγκτή, θα χρειαστεί ένας λιγότερο ισχυρός μετατροπέας, πράγμα που σημαίνει φθηνότερο

Η σωστή επιλογή του ελεγκτή εξαρτάται από την απρόσκοπτη λειτουργία της ακριβής μπαταρίας και την ισορροπία ολόκληρου του συστήματος.

Επιλογή του καλύτερου μετατροπέα

Ο μετατροπέας έχει επιλεγεί έτσι ώστε να μπορεί να παρέχει ένα μακροπρόθεσμο μέγιστο φορτίο. Η τάση εισόδου του πρέπει να αντιστοιχεί στην εσωτερική διαφορά δυναμικού του ηλιακού συστήματος.

Για την καλύτερη επιλογή, συνιστάται να προσέχετε τις παραμέτρους:

1. Το σχήμα και η συχνότητα του παραγόμενου εναλλασσόμενου ρεύματος. Όσο πιο κοντά σε ημιτονοειδές κύμα 50 Hz, τόσο το καλύτερο.
2. Απόδοση συσκευής. Το υψηλότερο 90% - το πιο υπέροχο.
3. Ίδια κατανάλωση της συσκευής. Πρέπει να είναι ανάλογο με τη συνολική κατανάλωση ισχύος του συστήματος. Ιδανικά - έως 1%.
4. Η ικανότητα της μονάδας να αντέχει σε βραχυπρόθεσμες διπλές υπερφορτώσεις.

Η πιο χαρακτηριστική σχεδίαση είναι ένας μετατροπέας με ενσωματωμένη λειτουργία ελεγκτή.

Συναρμολόγηση οικιακού ηλιακού συστήματος

Σας κάναμε μια επιλογή φωτογραφιών που δείχνει ξεκάθαρα τη διαδικασία συναρμολόγησης ενός οικιακού ηλιακού συστήματος από μονάδες που κατασκευάζονται στο εργοστάσιο:

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα

Κλιπ # 1. DIY εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή ενός σπιτιού:

Κλιπ # 2. Η επιλογή των μπαταριών για το ηλιακό σύστημα, τύποι, διαφορές:

Κλιπ # 3. Σταθμός ηλιακής ενέργειας χώρας για όσους κάνουν τα πάντα:

Οι εξεταζόμενες μέθοδοι υπολογισμού βήμα προς βήμα, η βασική αρχή της αποτελεσματικής λειτουργίας μιας σύγχρονης μπαταρίας ηλιακού πλαισίου ως μέρος ενός οικιακού αυτόνομου ηλιακού σταθμού θα βοηθήσει τους ιδιοκτήτες ενός μεγάλου σπιτιού σε μια πυκνοκατοικημένη περιοχή και μια εξοχική κατοικία στην έρημο να αποκτήσουν ενεργειακή κυριαρχία.

Θέλετε να μοιραστείτε την προσωπική εμπειρία που αποκτήσατε κατά την κατασκευή ενός μίνι ηλιακού συστήματος ή απλώς μπαταριών; Έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις για τις οποίες θα θέλατε να λάβετε απάντηση, βρήκατε κάποια ελαττώματα στο κείμενο; Αφήστε τα σχόλια στο παρακάτω μπλοκ.