Panel solar untuk kotej dan rumah musim panas: jenis, prinsip operasi dan prosedur pengiraan untuk sistem suria

Sains telah memberi kita masa ketika teknologi menggunakan tenaga suria telah tersedia untuk umum. Setiap pemilik berpeluang mendapatkan panel solar untuk rumah tersebut. Penduduk musim panas tidak ketinggalan dalam perkara ini. Selalunya mereka jauh dari sumber bekalan elektrik berkekalan berpusat.

Kami mencadangkan agar anda membiasakan diri dengan maklumat yang mewakili peranti, prinsip operasi dan pengiraan komponen kerja sistem suria. Membiasakan maklumat yang kami ajukan akan menghampiri realiti menyediakan laman web anda dengan elektrik semula jadi.

Untuk persepsi yang jelas mengenai data yang diberikan, gambarajah terperinci, ilustrasi, gambar dan arahan video dilampirkan.

Peranti dan prinsip operasi bateri solar

Setelah minda ingin tahu dibuka bagi kita bahan semula jadi yang dihasilkan di bawah pengaruh zarah cahaya dari matahari, foton, tenaga elektrik. Proses itu dipanggil kesan fotolistrik. Para saintis telah belajar mengawal fenomena mikrofizik.

Berdasarkan bahan semikonduktor, mereka mencipta alat elektronik ringkas - photocells.

Pengilang telah menguasai teknologi menggabungkan penukar miniatur menjadi panel solar yang cekap. Kecekapan modul solar panel yang terbuat dari silikon yang dihasilkan secara meluas oleh industri adalah 18-22%.

Huraian skema menunjukkan dengan jelas: semua komponen loji janakuasa sama pentingnya - operasi sistem yang diselaraskan bergantung pada pemilihannya yang tepat

Bateri solar dipasang dari modul. Ia adalah tujuan akhir foton dari Matahari ke Bumi.Dari sini, komponen sinaran cahaya ini meneruskan jalan mereka di dalam litar elektrik sebagai zarah DC.

Mereka diedarkan melalui bateri, atau diubah menjadi cas arus elektrik bergantian 220 volt, yang membekalkan semua jenis alat teknikal rumah.

Bateri solar adalah kompleks peranti semikonduktor bersambung siri - sel cahaya yang menukar tenaga suria menjadi tenaga elektrik

Anda akan mendapat lebih banyak maklumat mengenai spesifikasi peranti dan prinsip pengoperasian bateri solar yang lain artikel popular laman web kami.

Jenis-jenis Modul Panel Suria

Panel solar-modul dipasang dari sel suria, jika tidak - penukar fotoelektrik. PEC dua jenis didapati penggunaannya meluas.

Mereka berbeza dalam jenis semikonduktor silikon yang digunakan untuk pembuatannya, ini adalah:

• Polikristalin. Ini adalah sel suria yang terbuat dari lebur silikon dengan penyejukan jangka panjang. Kaedah pengeluaran yang sederhana menentukan kemampuan harga, tetapi prestasi pilihan polikristalin tidak melebihi 12%.
• Monokristalin. Ini adalah unsur-unsur yang diperoleh dengan memotong plat nipis kristal silikon yang ditanam secara buatan. Pilihan yang paling produktif dan mahal. Kecekapan rata-rata di wilayah 17%, anda dapat menjumpai satu fotosel kristal tunggal dengan prestasi lebih tinggi.

Sel suria polikristalin dengan bentuk segi empat sama rata dengan permukaan yang tidak homogen. Varieti monokristalin kelihatan seperti kotak struktur permukaan yang tipis dan homogen dengan sudut potong (pseudo-square).

Beginilah rupa penukar fotolistrik fotovoltaik: ciri modul suria tidak bergantung pada pelbagai elemen yang digunakan - ini hanya mempengaruhi ukuran dan harga

Panel versi pertama dengan kekuatan yang sama lebih besar daripada yang kedua kerana kecekapan yang lebih rendah (18% berbanding 22%). Tetapi minat, rata-rata, sepuluh lebih murah dan permintaan utama.

Mengenai peraturan dan nuansa memilih panel solar untuk membekalkan tenaga untuk pemanasan autonomi, anda boleh baca di sini.

Skim kerja bekalan tenaga solar

Apabila anda melihat nama-nama nod yang misterius yang membentuk sistem bekalan kuasa solar, idea ini datang kepada kerumitan super-teknikal peranti.

Pada tahap mikro kehidupan foton, demikian. Dan jelas litar umum litar elektrik dan prinsip tindakannya kelihatan sangat mudah. Dari cahaya langit ke "lampu Ilyich" hanya ada empat langkah.

Modul solar adalah komponen pertama loji janakuasa. Ini adalah panel segi empat tepat nipis yang dipasang dari sebilangan plat fotosel standard. Pengilang membuat panel foto berbeza dalam kuasa elektrik dan voltan, gandaan 12 volt.

Peranti berbentuk rata terletak di permukaan yang terdedah kepada sinar langsung. Unit modular digabungkan dengan menghubungkan bateri solar. Tugas bateri adalah untuk menukar tenaga matahari yang diterima, menghasilkan arus tetap dari nilai tertentu.

Peranti Penyimpanan Caj Elektrik - bateri untuk panel solar diketahui oleh semua. Peranan mereka dalam sistem bekalan tenaga dari matahari adalah tradisional. Apabila pengguna rumah disambungkan ke rangkaian terpusat, kedai tenaga disimpan dalam elektrik.

Mereka juga mengumpulkan kelebihannya, jika arus modul suria cukup untuk memberikan daya yang digunakan oleh peralatan elektrik.

Pek bateri memberikan litar jumlah tenaga yang diperlukan dan mengekalkan voltan stabil sebaik sahaja penggunaannya meningkat ke nilai yang meningkat. Perkara yang sama berlaku, misalnya, pada waktu malam dengan panel foto terbiar atau semasa cuaca cerah.

Skim bekalan tenaga rumah yang menggunakan panel suria berbeza dengan pilihan dengan pengumpul dalam kemampuan untuk mengumpulkan tenaga dalam bateri

Pengawal adalah perantara elektronik antara modul solar dan bateri. Peranannya adalah untuk mengatur tahap bateri. Peranti ini tidak membenarkan mendidihnya dari pengisian semula atau jatuh keupayaan elektrik di bawah norma tertentu, yang diperlukan untuk operasi stabil seluruh sistem suria.

Balikkan, bunyi istilah itu dijelaskan secara harfiah penyongsang solar. Ya, kerana pada hakikatnya, unit ini menjalankan fungsi yang seolah-olah fiksyen kepada jurutera elektrik.

Ia mengubah arus terus modul suria dan bateri menjadi arus bolak dengan perbezaan potensi 220 volt. Voltan inilah yang berfungsi untuk sebahagian besar peralatan elektrik isi rumah.

Aliran tenaga suria sebanding dengan kedudukan bintang: memasang modul, lebih baik untuk menyediakan penyesuaian sudut kecenderungan bergantung pada waktu tahun

Beban puncak dan penggunaan kuasa purata harian

Keseronokan untuk memiliki stesen solar anda sendiri masih banyak. Langkah pertama untuk mendapatkan kekuatan tenaga suria adalah menentukan beban puncak optimum dalam kilowatt dan penggunaan tenaga harian rasional rata-rata dalam kilowatt jam rumah atau kediaman musim panas.

Beban puncak diciptakan oleh keperluan untuk menghidupkan beberapa alat elektrik sekaligus dan ditentukan oleh jumlah daya maksimumnya, dengan mengambil kira ciri-ciri permulaan yang berlebihan dari beberapa daripadanya.

Pengiraan penggunaan tenaga maksimum membolehkan anda mengenal pasti keperluan penting untuk operasi serentak mana peralatan elektrik, dan yang mana tidak begitu. Penunjuk ini mematuhi ciri kuasa nod loji janakuasa, iaitu jumlah kos peranti.

Penggunaan tenaga harian alat elektrik diukur berdasarkan produk dari kekuatan peribadinya untuk masa ia bekerja dari rangkaian (penggunaan elektrik) selama sehari. Jumlah purata penggunaan tenaga harian dikira sebagai jumlah tenaga elektrik yang digunakan oleh setiap pengguna untuk tempoh harian.

Analisis seterusnya dan pengoptimuman data yang diperoleh mengenai beban dan penggunaan tenaga akan menyediakan peralatan yang diperlukan dan operasi seterusnya sistem tenaga suria dengan kos minimum

Hasil penggunaan tenaga membantu merasionalisasi penggunaan elektrik solar. Hasil pengiraan adalah penting untuk pengiraan kapasiti bateri selanjutnya. Dari parameter ini, harga pek bateri, banyak komponen sistem yang bermanfaat, lebih bergantung lagi.

Prosedur untuk mengira petunjuk tenaga

Proses pengiraan secara harfiah dimulai dengan susunan mendatar, dalam sel, lembaran buku nota yang diperluas. Dengan garis pensil ringan dari helaian, anda mendapat borang dengan jumlah tiga puluh, dan garis dengan bilangan perkakas rumah.

Penyediaan untuk pengiraan aritmetik

Lajur pertama dilukis secara tradisional - nombor siri. Lajur kedua adalah nama perkakas. Yang ketiga adalah penggunaan kuasa individu.

Lajur dari keempat hingga ke dua puluh tujuh adalah jam dalam sehari dari 00 hingga 24. Yang berikut dimasukkan di dalamnya melalui garis pecahan mendatar:

• dalam pengangka - masa operasi peranti dalam jangka masa tertentu dalam bentuk perpuluhan (0,0);
• penyebutnya sekali lagi adalah penggunaan daya individu (pengulangan ini diperlukan untuk mengira beban setiap jam).

Lajur kedua puluh lapan adalah jumlah masa perkakas rumah berfungsi pada siang hari. Pada hari kedua puluh sembilan, penggunaan tenaga peribadi peranti direkodkan sebagai hasil penggandaan penggunaan kuasa individu dengan masa operasi untuk tempoh harian.

Menyusun spesifikasi pengguna terperinci dengan mengambil kira beban setiap jam akan membantu meninggalkan peranti yang lebih biasa kerana penggunaannya yang rasional.

Lajur ketiga puluh juga standard - nota. Ia berguna untuk pengiraan pertengahan.

Spesifikasi pengguna

Tahap pengiraan seterusnya adalah transformasi bentuk buku nota menjadi spesifikasi pengguna elektrik isi rumah. Lajur pertama jelas. Berikut adalah nombor garis.

Lajur kedua mengandungi nama pengguna tenaga. Dianjurkan untuk mula mengisi ruang masuk dengan peralatan elektrik. Berikut ini menerangkan ruangan lain mengikut arah lawan jam atau mengikut arah jam (mengikut kehendak anda).

Sekiranya terdapat lantai kedua (dsb.), Prosedurnya sama: dari tangga - bulatan. Pada masa yang sama, seseorang tidak boleh melupakan alat tangga dan lampu jalan.

Lebih baik mengisi lajur ketiga dengan kekuatan yang bertentangan dengan nama setiap peranti elektrik sepanjang dengan yang kedua.

Lajur empat hingga dua puluh tujuh sesuai dengan setiap jam dalam sehari. Untuk kemudahan, mereka dapat segera dicoret dengan garis mendatar di tengah garis. Bahagian atas garis yang dihasilkan adalah seperti pengangka, bahagian bawah adalah penyebut.

Lajur ini diisi mengikut baris. Numerator diformat secara selektif sebagai selang waktu dari format perpuluhan (0,0), yang mencerminkan masa operasi perkakas elektrik tertentu dalam jangka masa setiap jam. Selari dengan pembilang, penyebut dimasukkan dengan penunjuk daya peranti yang diambil dari lajur ketiga.

Setelah semua lajur setiap jam penuh, mereka terus mengira waktu kerja harian setiap hari bagi peralatan elektrik, bergerak sepanjang garis.Hasilnya dicatat di sel yang sesuai dari lajur kedua puluh delapan.

Sekiranya loji tenaga suria memainkan peranan tambahan sehingga sistem tidak berfungsi dalam keadaan terbiar, sebahagian dari beban dapat dihubungkan dengannya untuk daya berterusan

Berdasarkan kuasa dan masa bekerja, penggunaan tenaga harian semua pengguna dikira secara berurutan. Ia dicatat dalam sel lajur kedua puluh sembilan.

Apabila semua baris dan lajur spesifikasi diisi, mereka mengira jumlahnya. Menambah daya grafik dari penyebut lajur setiap jam, beban setiap jam diperoleh. Dengan merumuskan penggunaan tenaga harian lajur kedua puluh sembilan dari atas ke bawah, mereka mendapati jumlah purata harian.

Pengiraannya tidak termasuk penggunaan sistem masa depan sendiri. Faktor ini diambil kira oleh pekali tambahan dalam pengiraan akhir seterusnya.

Analisis dan pengoptimuman data

Sekiranya tenaga suria dirancang sebagai sandaran, data mengenai penggunaan tenaga setiap jam dan penggunaan tenaga harian purata keseluruhan membantu meminimumkan penggunaan elektrik solar yang mahal.

Ini dicapai dengan menghilangkan pengguna berintensifkan tenaga dari penggunaan hingga pemulihan bekalan elektrik terpusat, terutama pada waktu puncak.

Sekiranya sistem tenaga suria dirancang sebagai sumber bekalan kuasa berterusan, maka hasil beban setiap jam didorong ke depan. Adalah mustahak untuk mengagihkan penggunaan elektrik pada siang hari dengan cara untuk menghilangkan ketinggian yang jauh lebih banyak berlaku dan yang paling rendah.

Pengecualian puncak, penyamaan beban maksimum, penghapusan penurunan tajam dalam penggunaan tenaga dari masa ke masa membolehkan anda memilih pilihan paling ekonomik untuk nod sistem suria dan memastikan operasi jangka panjang stabil, paling penting dan bebas masalah dari stesen solar.

Carta ini akan memperlihatkan ketidakseragaman penggunaan tenaga: tugas kita adalah mengubah maksimum pada waktu aktiviti matahari paling besar dan mengurangkan jumlah penggunaan harian, terutama pada waktu malam.

Lukisan yang dibentangkan menunjukkan transformasi yang diperoleh berdasarkan spesifikasi yang disusun dari jadual tidak rasional secara optimum. Petunjuk penggunaan harian dikurangkan dari 18 hingga 12 kW / j, muatan purata setiap jam dari 750 hingga 500 watt.

Prinsip optimum yang sama berguna ketika menggunakan pilihan kuasa dari matahari sebagai sandaran. Tidak perlu membelanjakan wang untuk meningkatkan kekuatan modul dan bateri solar demi kesulitan sementara.

Pemilihan nod loji tenaga solar

Untuk mempermudah pengiraan, kami akan mempertimbangkan versi penggunaan bateri solar sebagai sumber utama untuk membekalkan tenaga elektrik. Pengguna akan menjadi rumah negara bersyarat di wilayah Ryazan, di mana mereka selalu tinggal dari bulan Mac hingga September.

Pengiraan praktikal berdasarkan data jadual penggunaan tenaga per jam yang diterbitkan di atas akan memberi penjelasan mengenai alasan:

• Jumlah purata penggunaan tenaga harian = 12,000 watt / jam.
• Penggunaan beban purata = 500 watt.
• Beban maksimum 1200 watt.
• Beban puncak 1200 x 1,25 = 1500 watt (+ 25%).

Nilai akan diperlukan dalam pengiraan jumlah kapasiti peranti suria dan parameter operasi lain.

Penentuan voltan operasi sistem suria

Voltan operasi dalaman mana-mana sistem solar didasarkan pada darab 12 volt, sebagai penarafan bateri yang paling biasa. Nod stesen solar yang paling banyak: modul suria, pengawal, penyongsang - dihasilkan di bawah voltan popular 12, 24, 48 volt.

Voltan yang lebih tinggi membolehkan penggunaan wayar bekalan yang lebih kecil - dan ini meningkatkan kebolehpercayaan hubungan. Sebaliknya, bateri rangkaian 12V yang rosak dapat diganti satu demi satu.

Dalam rangkaian 24 volt, dengan mempertimbangkan spesifik operasi bateri, hanya perlu mengganti pasangan sahaja. Rangkaian 48V memerlukan penggantian keempat-empat bateri cawangan yang sama. Di samping itu, pada 48 volt sudah ada bahaya kejutan elektrik.

Dengan kapasiti yang sama dan harga yang hampir sama, anda harus membeli bateri dengan kedalaman pelepasan yang dibenarkan dan arus maksimum yang maksimum

Pilihan utama nilai nominal perbezaan potensi dalaman sistem berkaitan dengan ciri daya penyongsang yang dihasilkan oleh industri moden dan harus mengambil kira beban puncak:

• dari 3 hingga 6 kW - 48 volt,
• dari 1.5 hingga 3 kW - sama dengan 24 atau 48V,
• hingga 1.5 kW - 12, 24, 48V.

Memilih antara kebolehpercayaan pendawaian dan ketidakselesaan penggantian bateri, sebagai contoh kami akan menumpukan pada kebolehpercayaan. Pada masa akan datang, kami akan menggunakan voltan operasi sistem yang dikira 24 volt.

Modul Solar Pek Bateri

Formula untuk mengira kuasa yang diperlukan dari bateri solar kelihatan seperti ini:

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

di mana:

• Rcm = kuasa bateri solar = kuasa total modul suria (panel, W),
• 1000 = kepekaan fotosensitik penukar foto yang diterima (kW / m²)
• Makan = keperluan penggunaan tenaga harian (kW * h, dalam contoh kita = 18),
• k = pekali bermusim dengan mengambil kira semua kerugian (musim panas = 0.7; musim sejuk = 0.5),
• Sin = nilai jadual insolasi (fluks sinaran suria) pada cerun panel optimum (kW * h / m²).

Anda dapat mengetahui nilai insolasi dari perkhidmatan meteorologi wilayah.

Sudut kecenderungan panel suria yang optimum adalah sama dengan garis lintang kawasan:

• pada musim bunga dan musim luruh,
• ditambah 15 darjah - pada musim sejuk,
• minus 15 darjah pada musim panas.

Kawasan Ryazan yang dipertimbangkan dalam contoh kita terletak pada garis lintang ke-55.

Kekuatan tertinggi panel suria dicapai menggunakan sistem penjejakan, perubahan musim dalam sudut kecenderungan panel, penggunaan modul trim campuran

Untuk jangka masa yang diambil dari bulan Mac hingga September, kecondongan bateri solar yang tidak terkawal adalah sama dengan sudut musim panas 40⁰ ke permukaan bumi. Dengan pemasangan modul ini, rata-rata insolasi harian Ryazan dalam tempoh ini adalah 4.73. Semua nombor ada di sana, mari buat pengiraan:

Pcm = 1000 * 12 / (0.7 * 4.73) ≈ 3 600 watt.

Sekiranya kita mengambil modul 100 watt sebagai asas bateri solar, maka 36 daripadanya akan diperlukan. Beratnya 300 kilogram dan menempati kawasan seluas kira-kira 5 x 5 m.

Gambar rajah pendawaian yang terbukti di lapangan dan pilihan untuk menyambungkan panel solar diberikan di sini.

Susunan unit kuasa bateri

Semasa memilih bateri, anda perlu dipandu oleh postulat:

1. Bateri kereta konvensional TIDAK sesuai untuk tujuan ini. Bateri tenaga suria dilabel "SOLAR".
2. Bateri yang diperoleh hendaklah sama dari semua aspek, lebih baik dari satu kumpulan kilang.
3. Bilik tempat bateri berada mestilah hangat. Suhu optimum apabila bateri mengeluarkan kuasa penuh = 25⁰C. Apabila ia berkurang hingga -5⁰C, kapasiti bateri menurun sebanyak 50%.

Sekiranya kita mengambil pengiraan bateri eksponensial dengan voltan 12 volt dan kapasiti 100 ampere / jam, tidak sukar untuk dikira, selama satu jam ia dapat memberi pengguna kekuatan total 1200 watt. Tetapi ini adalah dengan pembuangan sepenuhnya, yang sangat tidak diingini.

Untuk jangka hayat bateri yang lama, TIDAK disyorkan untuk mengurangkan casnya di bawah 70%. Angka had = 50%. Mengambil 60% sebagai jalan tengah, kami meletakkan simpanan tenaga 720 W / jam untuk setiap 100 A * j komponen kapasitif bateri (1200 W / j x 60%) sebagai asas untuk pengiraan berikutnya.

Mungkin pembelian satu bateri dengan kapasiti 200 Ah akan lebih murah daripada pembelian dua untuk 100, dan jumlah kenalan bateri akan berkurang

Pada mulanya, bateri mesti dipasang 100% dicas dari sumber arus pegun. Bateri mesti menampung beban gelap sepenuhnya. Sekiranya anda tidak bernasib baik dengan cuaca, pertahankan parameter sistem yang diperlukan pada siang hari.

Penting untuk dipertimbangkan bahawa jumlah bateri yang berlebihan akan menyebabkan pengisian berterusan berterusan. Ini akan mengurangkan hayat perkhidmatan dengan ketara. Penyelesaian yang paling rasional adalah melengkapkan unit dengan bateri dengan rizab tenaga yang mencukupi untuk menampung penggunaan tenaga setiap hari.

Untuk mengetahui jumlah kapasiti bateri yang diperlukan, kami membahagikan jumlah penggunaan tenaga harian 12,000 W / j dengan 720 W / j dan kalikan dengan 100 A * j:

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

Sebagai contoh, kita memerlukan 16 bateri dengan kapasiti 100 atau 8 pada 200 Ah *, dihubungkan secara siri-selari.

Memilih pengawal yang baik

Pemilihan yang kompeten pengawal cas bateri (Bateri) - tugas yang sangat spesifik. Parameter inputnya harus sesuai dengan modul suria yang dipilih, dan voltan keluaran harus sesuai dengan perbezaan potensi dalaman sistem suria (dalam contoh kita, 24 volt).

Pengawal yang baik mesti memastikan:

1. Cas bateri berbilang peringkat yang memanjangkan hayat efektif mereka dengan gandaan.
2. Bateri automatik, bateri dan solar automatik, sambungan-pemutusan hubungan dengan pelepasan caj.
3. Menyambungkan semula beban dari bateri ke bateri solar dan sebaliknya.

Simpulan kecil ini adalah komponen yang sangat penting.

Sekiranya beberapa pengguna (misalnya, pencahayaan) dipindahkan ke bekalan kuasa 12 volt langsung dari pengawal, penyongsang yang kurang kuat akan diperlukan, yang bermaksud lebih murah

Pilihan pengawal yang betul bergantung pada operasi bebas masalah dari pek bateri yang mahal dan keseimbangan keseluruhan sistem.

Pemilihan penyongsang terbaik

Penyongsang dipilih supaya dapat memberikan beban puncak jangka panjang. Voltan inputnya mesti sesuai dengan perbezaan potensi dalaman sistem suria.

Untuk pilihan terbaik, disarankan untuk memperhatikan parameter:

1. Bentuk dan kekerapan arus ulang alik yang dihasilkan. Semakin hampir dengan gelombang sinus 50 Hz, semakin baik.
2. Kecekapan peranti. Semakin tinggi 90% - semakin indah.
3. Penggunaan peranti sendiri. Harus sepadan dengan penggunaan kuasa keseluruhan sistem. Sebaik-baiknya - sehingga 1%.
4. Keupayaan unit menahan beban ganda jangka pendek.

Reka bentuk yang paling khas adalah penyongsang dengan fungsi pengawal terbina dalam.

Pemasangan sistem solar isi rumah

Kami membuat anda pilihan foto yang menunjukkan dengan jelas proses pemasangan sistem suria rumah tangga dari modul yang dihasilkan di kilang:

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Klip # 1. Pemasangan panel solar DIY di bumbung rumah:

Klip # 2. Pilihan bateri untuk sistem suria, jenis, perbezaan:

Klip # 3. Stesen kuasa solar negara untuk mereka yang melakukan semuanya sendiri:

Kaedah pengiraan langkah demi langkah yang dipertimbangkan, prinsip asas pengoperasian bateri panel solar moden yang berkesan sebagai sebahagian daripada stesen solar autonomi rumah akan membantu pemilik sebuah rumah besar di kawasan berpenduduk padat dan rumah negara di padang belantara untuk mendapatkan kedaulatan tenaga.

Adakah anda ingin berkongsi pengalaman peribadi yang anda peroleh semasa pembinaan sistem solar mini atau hanya bateri? Adakah anda mempunyai soalan yang ingin anda terima jawapannya, terdapat kekurangan dalam teks? Sila tinggalkan komen di blok di bawah.