Соларни панели за летње викендице и куће: врсте, принцип рада и поступак прорачуна за соларне системе

Наука нам је дала време када је технологија коришћења соларне енергије постала јавно доступна. Сваки власник има могућност набавити соларне панеле за кућу. Љетни становници нису далеко по том питању. Чешће су далеко од централизованих извора одрживог напајања електричном енергијом.

Предлажемо да се упознате са подацима који представљају уређај, принципима рада и прорачуном радних компоненти Сунчевог система. Упознавање са подацима које смо предложили приближиће стварности снабдевања ваше веб локације природном електричном енергијом.

За јасну перцепцију пружених података, приложени су детаљни дијаграми, илустрације, фото и видео упутства.

Уређај и принцип рада соларне батерије

Једном када су нам радознали умови отворили природне материје које настају под утицајем честица светлости сунца, фотона, електрична енергија. Процес се звао фотоелектрични ефекат. Научници су научили да контролишу микрофизички феномен.

На основу полуводичких материјала направили су компактне електронске уређаје - фотоћелије.

Произвођачи су савладали технологију комбиновања минијатурних претварача у ефикасне соларне панеле. Ефикасност панел соларних модула направљених од силикона који широко производи индустрија износи 18-22%.

Опис шеме јасно показује: све компоненте електране су подједнако важне - координирани рад система зависи од њиховог правилног избора

Из модула се саставља соларна батерија. То је крајње одредиште фотона са Сунца на Земљу.Одавде, ове компоненте светлосног зрачења настављају свој пут већ унутар електричног круга као ДЦ честице.

Они се дистрибуирају батеријама или се претварају у наелектрисање променљиве електричне струје од 220 волти, напајајући све врсте кућних техничких уређаја.

Соларна батерија је комплекс серијски повезаних полуводичких уређаја - фотоћелија који претварају соларну енергију у електричну

Пронаћи ћете више детаља о специфичностима уређаја и принципу рада соларне батерије у другом популарни чланак наше странице.

Врсте модула соларне табле

Соларни панели-модули састављају се из соларних ћелија, у супротном - фотоелектричних претварача. ДЕЦ-ове две врсте нашле су широку употребу.

Разликују се у типовима силиконског полуводича који се користе за њихову производњу, а то су:

• Поликристални. То су соларне ћелије направљене од раствора силицијума дуготрајним хлађењем. Једноставна метода производње одређује приступачност цене, али перформансе поликристалне опције не прелазе 12%.
• Монокристални. То су елементи добијени сечењем танких плоча вештачки узгајаног кристала силицијума. Најпродуктивнија и најскупља опција. Просечна ефикасност у региону од 17%, можете пронаћи монокристалне фотоћелије са већим перформансама.

Поликристалне соларне ћелије равног квадратног облика са нехомогеном површином. Монокристалне сорте изгледају као танки, хомогени квадратни површински слојеви са одсеченим угловима (псеудо квадратима).

Овако изгледају фотонапонски фотоелектрични претварачи: карактеристике соларног модула не зависе од различитих елемената који се користе - то утиче само на величину и цену

Плоче прве верзије исте снаге веће су од друге због мање ефикасности (18% наспрам 22%). Али камате су, у просеку, десет јефтиније и у већој потражњи.

О правилима и нијансама избора соларних панела за снабдевање енергијом за аутономно грејање можете прочитајте овде.

Шема рада соларног напајања

Када погледате тајанствено звучна имена чворова који чине соларни систем напајања, идеја долази до супер-техничке сложености уређаја.

На микро нивоу живота фотона, то је тако. И очигледно је да општи круг електричног круга и принцип његовог деловања изгледају врло једноставно. Од небеске светиљке до „Иљичеве лампе“ постоје само четири корака.

Соларни модули су прва компонента електране. То су танки правоугаони панели састављени од одређеног броја стандардних фотоћелијских плоча. Произвођачи разликују фото панеле по електричној снази и напону, умножени од 12 волти.

Уређаји равних облика повољно се налазе на површинама изложеним директним зрацима. Модуларне јединице су комбиноване повезивањем соларне батерије. Задатак батерије је да претвара примљену енергију сунца, производећи константну струју дате вредности.

Уређаји за складиштење електричне енергије - батерије за соларне панеле свима позната. Њихова улога у систему за опскрбу енергијом од сунца је традиционална. Када су кућни потрошачи повезани у централизовану мрежу, складишта енергије се складиште у струји.

Они такође накупљају њен вишак, ако је струја соларног модула довољна да обезбеди снагу коју електрични уређаји троше.

Пакет батерија даје кругу потребну количину енергије и одржава стабилан напон чим његова потрошња порасте до повећане вредности. Иста ствар се дешава, на пример, ноћу са празним фото паноима или за време сунчаног времена.

Шема напајања куће помоћу соларних панела разликује се од опција са колекторима у могућности акумулирања енергије у батерији

Регулатор је електронски посредник између соларног модула и батерија. Његова улога је да регулише ниво батерије. Уређај не дозвољава њихово врење из пуњења или пада електричног потенцијала испод одређене норме, неопходне за стабилан рад целог Сунчевог система.

Флип, звук термина је тако буквално објасњен соларни претварач. Да, зато што у ствари ова јединица обавља функцију која је некад изгледала као фикција електроинжењерима.

Претвара директну струју соларног модула и батерија у наизменичну струју са потенцијалном разликом од 220 волти. Управо овај напон делује за велику већину електричних уређаја у домаћинству.

Ток соларне енергије пропорционалан је положају звезде: инсталирањем модула било би лепо обезбедити подешавање угла нагиба у зависности од доба године

Највеће оптерећење и просечна дневна потрошња енергије

Задовољство имати сопствену соларну станицу још увек је пуно. Први корак на путу ка поседовању снаге соларне енергије је утврђивање оптималног вршног оптерећења у киловатима и рационална просечна дневна потрошња енергије у киловатским сатима куће или летње кућице.

Врхунско оптерећење настаје потребом за укључивањем неколико електричних уређаја одједном и одређује се њиховом максималном укупном снагом, узимајући у обзир прецијењене почетне карактеристике неких од њих.

Прорачун максималне потрошње енергије омогућава вам да идентификујете виталну потребу за истовременим радом електричних уређаја, а који не баш. Овај индикатор поштује енергетске карактеристике чворова електране, односно укупне трошкове уређаја.

Дневна потрошња електричне енергије у електричном уређају мјери се производом његове појединачне снаге за вријеме у којем је радио из мреже (трошио електричну енергију) током дана. Укупна просечна дневна потрошња енергије израчунава се као збир потрошене енергије електричне енергије од стране сваког потрошача у дневном периоду.

Накнадна анализа и оптимизација добијених података о оптерећењима и потрошњи енергије обезбедиће потребну опрему и наредни рад соларног система уз минималне трошкове

Резултат потрошње енергије помаже рационализацији потрошње соларне електричне енергије. Резултат израчуна важан је за даљи прорачун капацитета батерије. Од овог параметра још више зависи цена батерије, која је много вредна компонента система.

Поступак израчунавања енергетских показатеља

Процес израчуна буквално почиње водоравно распоређеним, у ћелији, проширеним листом свеске. Лаганим линијама оловке са листа добијате образац са тридесет бројања и линија по броју кућанских апарата.

Припрема за аритметичке прорачуне

Прва колона се црта традиционалним - серијским бројем. Друга колона је назив апарата. Трећа је појединачна потрошња електричне енергије.

Ступци од четврте до двадесет седме су сати дана од 00 до 24. Следеће се уносе кроз њих хоризонталном фракционом линијом:

• у бројачу - време рада уређаја у периоду одређеног сата у децималном облику (0,0);
• називник је поново његова појединачна потрошња енергије (ово понављање је потребно за израчунавање сатног оптерећења).

Двадесет осма колона је укупно вријеме рада кућанског апарата у току дана. У двадесет деветој се лична потрошња енергије бележи као резултат множења појединачне потрошње енергије са радним временом у дневном периоду.

Састављање детаљних спецификација потрошача узимајући у обзир сатно оптерећење помоћи ће да се оставе познатији уређаји због њихове рационалне употребе.

Тридесета колона је такође стандардна - напомена. Корисно је за средње израчуне.

Спецификација потрошача

Следећа фаза израчуна је трансформација форме преносника у спецификацију потрошача електричне енергије. Прва колона је јасна. Ево бројева линија.

У другој колони налазе се називи потрошача енергије. Препоручује се почетак пуњења предсобља електричним апаратима. Следеће описују остале просторије у смеру супротном од казаљке на сату (или по жељи).

Ако постоји други (итд.) Спрат, поступак је исти: од степеница - кружни ток. Истовремено, не треба заборавити на степенишне уређаје и уличну расвету.

Треће је ступац напунити снагом супротном од назива сваког електричног уређаја уз пут заједно са другим.

Ступци од четири до двадесет и седам одговарају сваком њиховом сату дана. Ради практичности, они се могу одмах прецртати хоризонталним линијама у средини линија. Горње половине линија су попут бројева, а доње половине су називници.

Ови ступци се попуњавају ред по ред. Бројеви се селективно форматирају као временски интервали у децималном формату (0,0), одражавајући време рада одређеног електричног уређаја у одређеном сату. Паралелно са бројачима, у називнике се уноси индикатор снаге уређаја узет из треће колоне.

Након што су сви ступци на сату напуњени, настављају се са рачунањем појединачног дневног радног времена електричних уређаја, крећући се дуж линија.Резултати се бележе у одговарајућим ћелијама двадесет осме колоне.

У случају када соларна електрана игра помоћну улогу тако да систем не ради у празном ходу, део оптерећења може се на њу прикључити за константну снагу

На основу снаге и радног времена дневно се израчунава дневна потрошња свих потрошача. Примећен је у ћелијама двадесет девете колоне.

Када се попуне све линије и ступци спецификације, они израчунавају збројеве. Додавањем графичке снаге из називника сатних колона, добија се оптерећење сваког сата. Сумирајући појединачну дневну потрошњу двадесет деветог ступца од врха до дна, они проналазе укупни дневни просек.

У прорачун се не укључује сопствена потрошња будућег система. Овај фактор се у каснијим завршним прорачунима узима у обзир помоћним коефицијентом.

Анализа и оптимизација података

Ако се соларна енергија планира као резервна, подаци о сатној потрошњи електричне енергије и укупној просјечној дневној потрошњи енергије помажу умањити потрошњу скупе соларне електричне енергије.

То се постиже елиминацијом енергетски интензивних потрошача од коришћења до обнове централизованог напајања, посебно у вријеме највећих сати.

Ако је соларни систем електричне енергије конструисан као извор сталног напајања, тада се резултати временских оптерећења гурају напријед. Важно је расподелити потрошњу електричне енергије током дана на такав начин да се уклоне много преовлађујући врхунци и врло неуспешни падови.

Изузетак вршних вредности, изједначавања максималних оптерећења, елиминисања оштрих падова у потрошњи енергије током времена омогућава вам да одаберете најекономичније опције за чворове Сунчевог система и обезбедите стабилан, најважнији, несметани дугорочни рад соларне станице.

Табела ће открити неуједначеност потрошње енергије: наш задатак је да померимо максимуме у време највеће сунчеве активности и смањимо укупну дневну потрошњу, посебно ноћу.

На представљеном цртежу приказана је оптимална трансформација добијена на основу састављених спецификација ирационалног распореда. Показатељ дневне потрошње смањен је са 18 на 12 кВ / х, просечно сатно оптерећење са 750 на 500 вата.

Исти принцип оптималности користан је када користите опцију напајања од сунца као резервну копију. Непотребно је трошити новац на повећање снаге соларних модула и батерија ради неких привремених непријатности.

Избор чворова соларних електрана

Да бисмо поједноставили израчунавање, размотрићемо верзију коришћења соларне батерије као главног извора за снабдевање електричном енергијом. Потрошач ће бити условна сеоска кућа у региону Риазан, у којој стално бораве од марта до септембра.

Практични прорачуни на основу података рационалног сатног распореда потрошње енергије објављеног горе ће дати јасност у решењу:

• Укупна просечна дневна потрошња енергије = 12.000 вати / сат.
• Просечна потрошња = 500 вата.
• Максимално оптерећење 1200 вата.
• Максимално оптерећење 1200 к 1,25 = 1500 вата (+ 25%).

Вредности ће бити потребне у прорачунима укупног капацитета соларних уређаја и других радних параметара.

Одређивање радног напона соларног система

Унутрашњи радни напон било ког соларног система заснован је на множини од 12 волти, што је најчешћа карактеристика батерије. Најшире чворови соларних станица: соларни модули, контролери, претварачи - производе се под популарним напоном од 12, 24, 48 волта.

Већи напон омогућава употребу мањих опскрбних жица - а то повећава поузданост контакта. С друге стране, неисправне 12В мрежне батерије могу се заменити једна по једна.

У мрежи од 24 волта, имајући у виду специфичности рада батерије, биће потребно заменити само парове. За 48В мрежу потребна је замена свих четири батерије исте гране. Поред тога, при 48 волти већ постоји опасност од електричног удара.

Са истим капацитетом и приближно једнаком ценом требало би да купите батерије са највећом дозвољеном дубином пражњења и већом максималном струјом

Главни избор називне вредности унутрашње разлике потенцијала система повезан је са енергетским карактеристикама претварача које производи модерна индустрија и треба да узме у обзир вршно оптерећење:

• од 3 до 6 кВ - 48 волти,
• од 1,5 до 3 кВ - једнако 24 или 48В,
• до 1,5 кВ - 12, 24, 48В.

Бирајући између поузданости ожичења и непријатности замене батерија, за наш пример ћемо се фокусирати на поузданост. У будућности ћемо надоградити на радни напон израчунатог система 24 волта.

Соларни модули батерије

Формула за израчунавање снаге потребне од соларне батерије изгледа овако:

Рцм = (1000 * Иесут) / (к * Син),

где:

• Рцм = снага соларне батерије = укупна снага соларних модула (панели, В),
• 1000 = прихваћена фотосензибилност фотоелектричних претварача (кВ / м²)
• Једите = потреба за дневном потрошњом енергије (кВ * х, у нашем примеру = 18),
• к = сезонски коефицијент узимајући у обзир све губитке (лето = 0,7; зима = 0,5),
• Син = табеларна вредност инсолације (флукс сунчевог зрачења) на оптималном нагибу плоча (кВ * х / м²).

Вредност инсолације можете сазнати од регионалне метеоролошке службе.

Оптимални угао нагиба соларних панела једнак је земљописној ширини:

• у пролеће и јесен,
• плус 15 степени - зими,
• минус 15 степени током лета.

Регија Рјазан која се сматра нашим примером налази се на 55. географској ширини.

Највећа снага соларних панела постиже се системима за праћење, сезонским променама угла нагиба панела, употребом мешовитих трим модула

За време од марта до септембра, најбољи нерегулирани нагиб соларне батерије једнак је летњем углу од 40⁰ према површини земље. Овом инсталацијом модула просечна дневна инсолација Риазана у овом периоду износи 4,73. Сви бројеви су ту, направимо израчун:

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

Ако узмемо 100-ватне модуле за основу соларне батерије, тада ће бити потребно 36 њих. Тежи ће 300 килограма и заузимаће површину величине око 5 к 5 м.

Програми ожичења и опције за повезивање соларних панела са доказаном струјом дато овде.

Распоред акумулатора

Приликом одабира батерија треба да се водите постулатима:

1. Конвенционалне аутомобилске батерије НИСУ погодне за ову сврху. Батерије за соларну енергију су означене са "СОЛАР".
2. Набавите батерије морају бити идентичне у сваком погледу, по могућности из једне фабричке серије.
3. Простор у коме се налази батерија треба да буде топао. Оптимална температура када батерије дају пуну снагу = 25 ° Ц. Када се смањи на -5 ° Ц, капацитет батерије смањује се за 50%.

Ако за прорачун узмемо експоненцијалну батерију напона од 12 волти и капацитета 100 ампера / сат, није тешко израчунати, током читавог сата моћи ће да обезбеди потрошачима укупну снагу од 1200 вати. Али то је са потпуним пражњењем, што је крајње непожељно.

Дуго трајање батерије НЕ препоручује се да се њихово трошење смањи на испод 70%. Гранична вредност = 50%. Узимајући 60% за средину, као основу за накнадне прорачуне стављамо резерву енергије од 720 В / х на сваких 100 А * х капацитивне компоненте батерије (1200 В / х к 60%).

Можда ће куповина једне батерије капацитета 200 Ах коштати мање од куповине две за 100, а број контаката на батерији ће се смањити

У почетку се батерије морају постављати 100% напуњене из стационарног извора струје. Батерије морају у потпуности да прекрију оптерећење мрака. Ако немате среће са временским приликама, одржавајте потребне параметре система током дана.

Важно је узети у обзир да ће превелика количина батерија довести до њиховог сталног пуњења. То ће значајно смањити радни век. Најрационалније решење је да уређај опремите батеријама с резервом енергије довољном да покрије једну дневну потрошњу енергије.

Да бисмо сазнали потребан укупни капацитет батерије, делимо укупну дневну потрошњу енергије од 12 000 В / х на 720 В / х и помножимо са 100 А * х:

12 000/720 * 100 = 2500 А * х ≈ 1600 А * х

Укупно за наш пример, потребно нам је 16 батерија капацитета 100 или 8 на 200 Ах *, спојених у низу паралелно.

Одабир доброг контролера

Компетентна селекција контролер напуњености батерије (Батерија) - врло специфичан задатак. Његови улазни параметри треба да одговарају одабраним соларним модулима, а излазни напон треба да одговара унутрашњој разлици потенцијала Сунчевог система (у нашем примеру 24 волта).

Добар контролер мора да осигура:

1. Напуњење батерија у више фаза је за вишеструко продужило њихов ефикасни век.
2. Аутоматска међусобна, батеријска и соларна батерија, искључење везе у корелацији са наелектрисањем.
3. Поновно повезивање оптерећења са батерије на соларну батерију и обрнуто.

Овај мали чвор је веома важна компонента.

Ако се неки потрошачи (на пример расвета) пребаце на директно напајање од 12 волти из регулатора, претварачу ће требати мање моћно, што значи јефтиније

Исправан избор регулатора зависи од несметаног рада скупог акумулатора и равнотеже целог система.

Избор најбољег претварача

Претварач је одабран тако да може осигурати дуготрајно вршно оптерећење. Његов улазни напон мора одговарати унутрашњој разлици потенцијала Сунчевог система.

За најбољи избор, препоручује се обратити пажњу на параметре:

1. Облик и учесталост генерисане наизменичне струје. Што је ближе синусном таласу од 50 Хз, то је боље.
2. Ефикасност уређаја Што је више од 90% - то је предивно.
3. Властита потрошња уређаја. Мора да је сразмерна са укупном потрошњом енергије у систему. Идеално - до 1%.
4. Способност јединице да издржи краткотрајна двострука преоптерећења.

Најкарактеристичнији дизајн је претварач са уграђеном функцијом контролера.

Монтажа соларног система у домаћинству

Направили смо вам избор фотографија који јасно показује поступак склапања соларног система за домаћинство из модула произведених у фабрици:

Закључци и корисни видео о овој теми

Клип # 1. Учините сами инсталирање соларних панела на крову куће:

Клип # 2. Избор батерија за соларни систем, врсте, разлике:

Клип # 3. Цоунтри соларна електрана за оне који све раде сами:

Разматране поступне методе израчуна, основни принцип ефикасног рада модерне батерије соларног панела као дела кућне аутономне соларне станице помоћи ће власницима велике куће у густо насељеном подручју и сеоске куће у пустињи да стекну енергетски сувереност.

Да ли желите да поделите лично искуство које сте стекли током изградње мини соларног система или само батерије? Да ли имате било каквих питања на која бисте желели да добијете одговор, да ли сте пронашли недостатке у тексту? Молимо оставите коментаре у доњем блоку.