Ηλιακά πάνελ για εξοχικές κατοικίες και σπίτια: τύποι, αρχή λειτουργίας και διαδικασία υπολογισμού ηλιακών συστημάτων

Παράδειγμα υπολογισμού της κατανάλωσης ενέργειας των συσκευών

Υπάρχει πάντα ψυγείο, τηλεόραση, υπολογιστής, πλυντήριο ρούχων, μπόιλερ, σίδερο, φούρνος μικροκυμάτων και άλλες οικιακές συσκευές στο σπίτι, χωρίς τις οποίες η ζωή γίνεται άβολη. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται τουλάχιστον 100 λαμπτήρες για φωτισμό (ας είναι ενεργειακά αποδοτικοί). Όλα αυτά πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τον υπολογισμό της ισχύος των ηλιακών συλλεκτών που είναι εγκατεστημένα στο σπίτι.

Ο πίνακας παρέχει δεδομένα για την ισχύ τους, τον χρόνο λειτουργίας, την κατανάλωση ενέργειας κ.λπ. Όλα λειτουργούν όλο το χρόνο:

Έχοντας κάνει έναν απλό υπολογισμό, φτάνουμε στην τελική ημερήσια κατανάλωση ενέργειας - 18,9 kW / h. Εδώ πρέπει να προσθέσετε την ισχύ του πρόσθετου εξοπλισμού, ο οποίος δεν χρησιμοποιείται καθημερινά - ηλεκτρικός βραστήρας, κουζινάκι, αντλία, πιστολάκι μαλλιών κ.λπ. Κατά μέσο όρο, θα λαμβάνονται τουλάχιστον 25 kW / h ανά ημέρα.

Συνιστάται:

• Ηλιακός μετατροπέας: τύποι, επισκόπηση μοντέλων, χαρακτηριστικά σύνδεσης, κριτήρια επιλογής και τιμή
• Οι καλύτεροι υβριδικοί ηλιακοί μετατροπείς: ομοιότητες και διαφορές, τιμή, πού να αγοράσετε - TOP-6
• Φανάρι κάμπινγκ με ηλιακή ενέργεια: χαρακτηριστικά, λειτουργίες, προδιαγραφές, τιμή - TOP-7

Επομένως, η μηνιαία κατανάλωση ενέργειας θα είναι 750 kWh. Για να καλύψει το τρέχον κόστος, η ηλιακή μπαταρία πρέπει να παράγει τουλάχιστον το τελικό μέγεθος, δηλ. 750 kW.

Τι οφέλη αποκομίζει ο ιδιοκτήτης του σπιτιού μετά την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών

Η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών μετατροπέων καθιστά δυνατή τη λήψη ηλεκτρικής ενέργειας ανεξάρτητα από τους παρόχους πόρων. Εάν ένα σύνολο ηλιακών συλλεκτών χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετη πηγή ενέργειας, τότε καθίσταται δυνατή η σημαντική μείωση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας.

Άλλο ένα σημείο που μπορεί σύντομα να γίνει σημαντικό για τους ιδιοκτήτες αυτόνομων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Η κυβέρνηση σχεδιάζει να εισαγάγει μια νέα διαδικασία για την πληρωμή του ρεύματος με τους ιδιοκτήτες αυτόνομων συγκροτημάτων που συνδέονται στο δίκτυο.

Για την ενέργεια που δίνει ένα ιδιωτικό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο, ο ιδιοκτήτης θα λάβει ένα συγκεκριμένο τέλος. Μέχρι στιγμής, αυτό είναι μόνο ένα έργο, αλλά σύντομα θα τεθεί σε ισχύ, τονώνοντας την ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Έτσι, η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών μπορεί να σας επιτρέψει να κερδίσετε κάποια χρήματα, τα οποία δεν είναι ποτέ περιττά.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των ηλιακών συλλεκτών για το σπίτι

Ξεκινώντας να εξετάζετε το θέμα των ηλιακών συλλεκτών, πρώτα απ 'όλα, πρέπει να δώσετε προσοχή στο φωτοβολταϊκό σύστημα τροφοδοσίας. Αυτή η συσκευή μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια.

Για διακόσια χρόνια, η ανθρωπότητα βελτιώνει αυτόν τον εξοπλισμό και μάλιστα με επιτυχία. Γι' αυτό κάθε μέρα όλο και περισσότεροι ενδιαφέρονται να εγκαταστήσουν ηλιακή μπαταρία.

Αλλά ποιο να επιλέξετε Υπάρχουν τρεις τύποι συστημάτων, ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες εναλλακτική πηγή ενέργειας.

Ο πρώτος τύπος χαρακτηρίζεται από ανοιχτά φωτοβολταϊκά συστήματα τροφοδοσίας (PPS). Δεν έχουν μπαταρίες και ο ίδιος ο εξοπλισμός τροφοδοτείται μέσω ειδικού μετατροπέα. Το κύριο δίκτυο δεν θα λειτουργήσει εάν η παραγόμενη ισχύς είναι μεγαλύτερη από την καταναλωμένη.

Ο δεύτερος τύπος χαρακτηρίζεται από αυτόνομα συστήματα που είναι ανεξάρτητα από το κύριο δίκτυο. Το PSE αυτού του είδους λειτουργεί στο περίγραμμα του δικτύου για την άμεση τροφοδοσία όλου του εξοπλισμού. Η καλύτερη απόδοση παρατηρείται όταν υπάρχει μπαταρία που χρησιμοποιεί τη συσσωρευμένη ενέργεια κατά τη φθορά της ηλιακής ενέργειας και επίσης εάν η παραγόμενη ισχύς είναι μεγαλύτερη από την καταναλωμένη.

Οι τρίτοι τύποι περιλαμβάνουν τον συνδυασμό των δύο προηγούμενων κατηγοριών. Τα συνδυασμένα PSE έχουν εξαιρετική λειτουργικότητα.Υπάρχει ακόμη και η δυνατότητα μεταφοράς της αχρησιμοποίητης παραγόμενης ενέργειας στο κεντρικό δίκτυο. Αλλά αυτό το είδος συστήματος είναι το πιο ακριβό.

Πώς να επιλέξετε;

Η εγκατάσταση ενός ηλιακού συστήματος στη δική σας τοποθεσία θα κοστίσει ένα αξιοπρεπές ποσό. Πριν προχωρήσετε στην εγκατάσταση μιας ηλιακής μπαταρίας, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε την απαιτούμενη ισχύ για όλες τις συσκευές. Και πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί το βέλτιστο φορτίο αιχμής σε κιλοβάτ και μια ορθολογική υπό όρους μέση κατανάλωση ενέργειας σε κιλοβάτ / ώρες για την κάλυψη των αναγκών ενός σπιτιού ή μιας τοποθεσίας.

Για την ορθολογική χρήση της ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν:

• φορτίο αιχμής - για να το προσδιορίσετε, είναι απαραίτητο να προσθέσετε την ισχύ όλων των συσκευών που είναι ενεργοποιημένες ταυτόχρονα.
• μέγιστη κατανάλωση ενέργειας - μια παράμετρος που είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό της κατηγορίας συσκευών που πρέπει να λειτουργούν ταυτόχρονα.
• ημερήσια κατανάλωση - προσδιορίζεται πολλαπλασιάζοντας την επιμέρους ισχύ μιας συσκευής με το χρόνο κατά τον οποίο λειτούργησε.
• μέση ημερήσια κατανάλωση - προσδιορίζεται προσθέτοντας την κατανάλωση ενέργειας όλων των ηλεκτρικών συσκευών σε μία ημέρα.

Όλα αυτά τα δεδομένα είναι απαραίτητα για τη συναρμολόγηση και τη σταθερή μετέπειτα λειτουργία της ηλιακής μπαταρίας. Οι πληροφορίες που θα ληφθούν θα επιτρέψουν την επιλογή πιο κατάλληλων παραμέτρων για την μπαταρία, ένα ακριβό στοιχείο του ηλιακού συστήματος.

Για να εκτελέσετε όλους τους υπολογισμούς, θα χρειαστείτε ένα φύλλο σε ένα κλουβί ή, εάν προτιμάτε να εργάζεστε σε υπολογιστή, θα είναι πιο βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα αρχείο Excel. Ετοιμάστε ένα πρότυπο πίνακα με 29 στήλες.

Καταχωρίστε τα ονόματα των στηλών με τη σειρά.

• Το όνομα μιας ηλεκτρικής συσκευής, μιας οικιακής συσκευής ή ενός εργαλείου - οι ειδικοί συνιστούν να αρχίσετε να περιγράφετε τους καταναλωτές ενέργειας από το διάδρομο και στη συνέχεια να μετακινείτε δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα. Εάν το σπίτι έχει περισσότερους από έναν ορόφους, τότε το σημείο εκκίνησης για όλα τα επόμενα επίπεδα είναι η σκάλα. Και υποδεικνύουν επίσης ηλεκτρικές συσκευές δρόμου.
• Ατομική κατανάλωση ρεύματος.
• Ώρα της ημέρας από 00 έως 23 ώρες, δηλαδή, για αυτό χρειάζεστε 24 στήλες. Στις στήλες με την πάροδο του χρόνου, θα χρειαστεί να εισαγάγετε δύο αριθμούς με τη μορφή κλάσματος: τη διάρκεια εργασίας κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης ώρας / ατομική κατανάλωση ενέργειας.
• Στη στήλη 27, εισαγάγετε τον συνολικό χρόνο λειτουργίας της συσκευής ανά ημέρα.
• Για τη στήλη 28, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιαστούν τα δεδομένα από τη στήλη 27 με την ατομική κατανάλωση ενέργειας.
• Μετά τη συμπλήρωση του πίνακα, υπολογίζεται το τελικό φορτίο κάθε συσκευής για κάθε ώρα - τα δεδομένα που λαμβάνονται εισάγονται στην 29η στήλη.

Μετά τη συμπλήρωση της τελευταίας στήλης προσδιορίζεται η μέση ημερήσια κατανάλωση. Για να γίνει αυτό, συνοψίζονται όλα τα δεδομένα στην τελευταία στήλη. Ωστόσο, αυτός ο υπολογισμός δεν λαμβάνει υπόψη την κατανάλωση ολόκληρου του συστήματος ηλιακών συλλεκτών. Για τον υπολογισμό αυτών των δεδομένων, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ο βοηθητικός συντελεστής στους τελικούς υπολογισμούς.

Ένας τόσο προσεκτικός και επίπονος υπολογισμός θα καταστήσει δυνατή την απόκτηση λεπτομερών προδιαγραφών των καταναλωτών ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψη τα ωριαία φορτία. Δεδομένου ότι η ηλιακή ενέργεια είναι πολύ ακριβή, η κατανάλωσή της πρέπει να ελαχιστοποιηθεί και να χρησιμοποιηθεί ορθολογικά για την τροφοδοσία όλων των συσκευών.Για παράδειγμα, εάν ο ηλιακός συλλέκτης χρησιμοποιηθεί ως εφεδρικό τροφοδοτικό για το σπίτι, τότε τα δεδομένα που λαμβάνονται θα καταστήσουν δυνατό τον αποκλεισμό συσκευών έντασης ενέργειας από το δίκτυο έως ότου αποκατασταθεί τελικά η κύρια παροχή ρεύματος.

Προκειμένου να τροφοδοτείται συνεχώς το σπίτι με ενέργεια από την ηλιακή μπαταρία, τα ωριαία φορτία μετακινούνται προς τα εμπρός στους υπολογισμούς. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να ρυθμίζεται κατά τρόπο ώστε να αποκλείονται καταστάσεις έκτακτης ανάγκης κατά τη λειτουργία του συστήματος και να εξισώνονται τα μέγιστα φορτία.

Αυτό το γράφημα δείχνει ξεκάθαρα πώς να χρησιμοποιήσετε ορθολογικά την ενέργεια του ήλιου στο σπίτι. Το αρχικό γράφημα δείχνει ότι το φορτίο κατανεμήθηκε τυχαία κατά τη διάρκεια της ημέρας: ο μέσος ημερήσιος ωριαίος ρυθμός ήταν 750 W και ο ρυθμός κατανάλωσης ήταν 18 kW ανά ώρα. Μετά από ακριβείς υπολογισμούς και ικανό σχεδιασμό, κατέστη δυνατή η μείωση της ημερήσιας κατανάλωσης στα 12 kW / h και του μέσου ημερήσιου ωριαίου φορτίου στα 500 Watt. Αυτή η επιλογή διανομής ισχύος είναι επίσης κατάλληλη για εφεδρική ισχύ.

Η αρχή λειτουργίας της ηλιακής μπαταρίας

Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει απευθείας τις ακτίνες του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η δράση ονομάζεται φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Οι ημιαγωγοί (γκοφρέτες πυριτίου), που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή στοιχείων, έχουν θετικά και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και αποτελούνται από δύο στρώματα, τη στιβάδα n (-) και τη στιβάδα p (+). Τα πλεονάζοντα ηλεκτρόνια υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός εκτινάσσονται από τα στρώματα και καταλαμβάνουν κενές θέσεις σε ένα άλλο στρώμα. Αυτό προκαλεί τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να κινούνται συνεχώς, μετακινώντας από τη μια πλάκα στην άλλη, δημιουργώντας ηλεκτρική ενέργεια που αποθηκεύεται στην μπαταρία.

Το πώς λειτουργεί μια ηλιακή μπαταρία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον σχεδιασμό της.Τα ηλιακά κύτταρα κατασκευάζονταν αρχικά από πυρίτιο. Εξακολουθούν να είναι πολύ δημοφιλή, αλλά επειδή η διαδικασία καθαρισμού του πυριτίου είναι μάλλον επίπονη και δαπανηρή, αναπτύσσονται μοντέλα με εναλλακτικά φωτοκύτταρα από ενώσεις καδμίου, χαλκού, γαλλίου και ινδίου, αλλά είναι λιγότερο παραγωγικά.

Η απόδοση των ηλιακών συλλεκτών έχει αυξηθεί με την ανάπτυξη της τεχνολογίας. Σήμερα, το ποσοστό αυτό έχει αυξηθεί από ένα τοις εκατό, που καταγράφηκε στις αρχές του αιώνα, σε περισσότερο από είκοσι τοις εκατό. Αυτό μας επιτρέπει να χρησιμοποιούμε πάνελ σήμερα όχι μόνο για οικιακές ανάγκες, αλλά και για παραγωγή.

Προδιαγραφές

Η συσκευή ηλιακής μπαταρίας είναι αρκετά απλή και αποτελείται από πολλά εξαρτήματα:

Άμεσα ηλιακά κύτταρα / ηλιακό πάνελ.

Ένας μετατροπέας που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα.

Ελεγκτής στάθμης μπαταρίας.

Μπαταρίες για ηλιακούς συλλέκτες αγορά πρέπει να βασίζεται στις απαραίτητες λειτουργίες. Αποθηκεύουν και διανέμουν ηλεκτρική ενέργεια. Η αποθήκευση και η κατανάλωση πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια της ημέρας και τη νύχτα η συσσωρευμένη χρέωση καταναλώνεται μόνο. Έτσι, υπάρχει συνεχής και συνεχής παροχή ενέργειας.

Η υπερβολική φόρτιση και αποφόρτιση της μπαταρίας θα μειώσει τη διάρκεια ζωής της. Ελεγκτής φόρτιση ηλιακής μπαταρίας διακόπτει αυτόματα τη συσσώρευση ενέργειας στην μπαταρία όταν έχει φτάσει τις μέγιστες παραμέτρους και απενεργοποιεί το φορτίο της συσκευής σε περίπτωση ισχυρής εκφόρτισης.

(Tesla Powerwall - μια μπαταρία ηλιακού πάνελ 7 kW - και οικιακή φόρτιση για ηλεκτρικά οχήματα)

δίκτυο μετατροπέας για ηλιακό Η μπαταρία είναι το πιο σημαντικό στοιχείο σχεδιασμού. Μετατρέπει την ενέργεια που λαμβάνεται από τις ακτίνες του ήλιου σε εναλλασσόμενο ρεύμα διαφόρων χωρητικοτήτων.Ως σύγχρονος μετατροπέας, συνδυάζει την τάση εξόδου του ηλεκτρικού ρεύματος σε συχνότητα και φάση με ένα σταθερό δίκτυο.

Τα φωτοκύτταρα μπορούν να συνδεθούν τόσο σε σειρά όσο και παράλληλα. Η τελευταία επιλογή αυξάνει τις παραμέτρους ισχύος, τάσης και ρεύματος και επιτρέπει στη συσκευή να λειτουργεί ακόμα κι αν ένα στοιχείο χάσει τη λειτουργικότητα. Τα συνδυασμένα μοντέλα κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας και τα δύο σχήματα. Η διάρκεια ζωής των πλακών είναι περίπου 25 χρόνια.

Σχέδιο παροχής ηλιακής ενέργειας

Όταν κοιτάτε τα μυστηριώδη ονόματα των κόμβων που απαρτίζουν το ηλιακό σύστημα ενέργειας, έρχεται η σκέψη στην υπερ-τεχνική πολυπλοκότητα της συσκευής. Στο μικροεπίπεδο της ζωής ενός φωτονίου, αυτό είναι έτσι. Και οπτικά το γενικό σχήμα του ηλεκτρικού κυκλώματος και η αρχή της λειτουργίας του φαίνονται πολύ απλά. Υπάρχουν μόνο τέσσερα βήματα από το φωτιστικό του ουρανού μέχρι τον «βολβό του Ilyich».

Οι ηλιακές μονάδες είναι το πρώτο συστατικό ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας. Αυτά είναι λεπτά ορθογώνια πάνελ συναρμολογημένα από έναν ορισμένο αριθμό τυπικών πλακών φωτοκυττάρων. Οι κατασκευαστές κατασκευάζουν φωτοπάνελ διαφορετικούς σε ηλεκτρική ισχύ και τάση, πολλαπλάσιο των 12 βολτ.

Συλλογή εικόνων
Φωτογραφία από
Οι ηλιακοί συλλέκτες χρησιμοποιούνται σε περιοχές με χαμηλό αριθμό συννεφιασμένων ημερών, λειτουργούν ως πρωτογενής ή δευτερογενής προμηθευτής ενέργειας

Είναι λογικό να κατασκευαστεί ένα σύστημα ηλιακών πάνελ σε περιοχές με μικρή υποδομή που δεν είναι ακόμη συνδεδεμένα σε κεντρικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας

Το καλοκαίρι, στο εξοχικό τους, οι ηλιακές συσκευές θα μπορούν να παρέχουν ενέργεια για ηλεκτρικές συσκευές και σύστημα θέρμανσης.

Ο εξοπλισμός για την παρακολούθηση της λειτουργίας και τη ρύθμιση των ηλιακών συλλεκτών δεν καταλαμβάνει πολύ χώρο, συνήθως περιλαμβάνει μετατροπέα, ελεγκτή και μπαταρία

Εάν υπάρχει ελεύθερος, καλά φωτισμένος χώρος στο χώρο, μπορεί να τοποθετηθεί μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας

Με καλή προστασία από την ατμοσφαιρική αρνητικότητα, οι συσκευές ελέγχου και παρακολούθησης για τη λειτουργία της ηλιακής μπαταρίας μπορούν να βρίσκονται σε εξωτερικούς χώρους

ηλιακός εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας για ιδιωτική κατοικία μπορεί να συναρμολογηθεί από εργοστασιακές μπαταρίες

Μια ηλιακή μπαταρία που συναρμολογείται από γκοφρέτες πυριτίου θα είναι πολύ φθηνότερη και σχεδόν ίση σε απόδοση.

Τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών σε πρανές στέγης

Τοποθέτηση σε βεράντες, βεράντες, σοφίτες μπαλκόνια

Ηλιακό σύστημα στην κεκλιμένη οροφή της επέκτασης

Εσωτερική μονάδα ηλιακού μίνι σταθμού παραγωγής ενέργειας

Τοποθεσία στον δωρεάν ιστότοπο του ιστότοπου

Κουτί μπαταρίας σε εξωτερικό χώρο

Συναρμολόγηση ηλιακού από έτοιμες μπαταρίες

Φτιάχνοντας μια ηλιακή μπαταρία με τα χέρια σας

Οι συσκευές επίπεδης μορφής βρίσκονται σε βολική τοποθεσία σε επιφάνειες ανοιχτές στις άμεσες ακτίνες. Τα αρθρωτά μπλοκ συνδυάζονται μέσω αμοιβαίων συνδέσεων για να σχηματίσουν μια ηλιακή μπαταρία. Το καθήκον της μπαταρίας είναι να μετατρέπει τη λαμβανόμενη ενέργεια από τον ήλιο, δίνοντας ένα σταθερό ρεύμα μιας δεδομένης τιμής.

Οι μπαταρίες είναι γνωστές σε όλες τις συσκευές για τη συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου. Ο ρόλος τους μέσα στο σύστημα παροχής ενέργειας από τον ήλιο είναι παραδοσιακός. Όταν οι οικιακοί καταναλωτές συνδέονται σε ένα κεντρικό δίκτυο, οι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας αποθηκεύονται με ηλεκτρική ενέργεια. Συσσωρεύουν επίσης το πλεόνασμα του εάν υπάρχει αρκετό ρεύμα από την ηλιακή μονάδα για να παρέχει την ισχύ που καταναλώνουν οι ηλεκτρικές συσκευές.

Η μπαταρία τροφοδοτεί το κύκλωμα με την απαιτούμενη ποσότητα ισχύος και διατηρεί σταθερή τάση μόλις η κατανάλωση σε αυτό αυξηθεί σε αυξημένη τιμή. Το ίδιο συμβαίνει, για παράδειγμα, τη νύχτα με τα πάνελ φωτογραφιών που δεν λειτουργούν ή σε καιρό με χαμηλή ηλιοφάνεια.

Το σχέδιο παροχής ενέργειας στο σπίτι με τη βοήθεια ηλιακών συλλεκτών διαφέρει από τις επιλογές με συλλέκτες από την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας σε μπαταρία (+)

Ο ελεγκτής είναι ένας ηλεκτρονικός ενδιάμεσος μεταξύ της ηλιακής μονάδας και των μπαταριών. Ο ρόλος του είναι να ρυθμίζει το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας. Η συσκευή δεν τους επιτρέπει να βράσουν από υπερφόρτιση ή το ηλεκτρικό δυναμικό να πέσει κάτω από μια ορισμένη νόρμα, η οποία είναι απαραίτητη για τη σταθερή λειτουργία ολόκληρου του ηλιακού συστήματος.

Inverter - αντιστροφή, οπότε ο ήχος αυτής της λέξης εξηγείται κυριολεκτικά. Ναι, γιατί στην πραγματικότητα, αυτός ο κόμβος εκτελεί μια λειτουργία που κάποτε φαινόταν φανταστική στους ηλεκτρολόγους μηχανικούς. Μετατρέπει το συνεχές ρεύμα της ηλιακής μονάδας και των μπαταριών σε εναλλασσόμενο ρεύμα με διαφορά δυναμικού 220 βολτ. Αυτή η τάση είναι που λειτουργεί για τη συντριπτική πλειοψηφία των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών.

Η ροή της ηλιακής ενέργειας είναι ανάλογη με τη θέση του φωτιστικού: κατά την εγκατάσταση μονάδων, θα ήταν καλό να προβλέπεται η ρύθμιση της γωνίας κλίσης ανάλογα με την εποχή

Πως δουλεύει

Το σύστημα SBItak, μια ηλιακή μπαταρία, είναι ένα σύστημα διασυνδεδεμένων στοιχείων, η δομή του οποίου επιτρέπει, χρησιμοποιώντας την αρχή του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, να μετατρέπει το ηλιακό φως που πέφτει πάνω τους υπό μια ορισμένη γωνία σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Ένα σύστημα που μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Υλικό ημιαγωγών (σφιχτά συνδυασμένα δύο στρώματα υλικών με διαφορετική αγωγιμότητα).Μπορεί να είναι, για παράδειγμα, μονοκρυσταλλικό ή πολυκρυσταλλικό πυρίτιο με την προσθήκη άλλων χημικών ενώσεων που καθιστούν δυνατή την απόκτηση των απαραίτητων ιδιοτήτων για την εμφάνιση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου.

   Για τη μετάβαση των ηλεκτρονίων από το ένα υλικό στο άλλο, είναι απαραίτητο το ένα στρώμα να έχει περίσσεια ηλεκτρονίων και το άλλο να έχει έλλειψη. Η μετάβαση των ηλεκτρονίων σε μια περιοχή με την έλλειψή τους ονομάζεται μετάβαση p-n.

2. Το λεπτότερο στρώμα ενός στοιχείου που αντιστέκεται στη μετάβαση ηλεκτρονίων (τοποθετείται μεταξύ αυτών των στρωμάτων).
3. Τροφοδοσία ρεύματος (εάν συνδεθεί στο αντίθετο στρώμα, τα ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να ξεπεράσουν αυτή τη ζώνη φραγμού). Έτσι θα υπάρξει μια διατεταγμένη κίνηση μολυσμένων σωματιδίων, που ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα.
4. Συσσωρευτής (συσσωρεύει και αποθηκεύει ενέργεια).
5. ελεγκτής φόρτισης.
6. Μετατροπέας-μετατροπέας (μετατροπή του συνεχούς ρεύματος που λαμβάνεται από την ηλιακή μπαταρία σε εναλλασσόμενο ρεύμα).
7. Σταθεροποιητής τάσης (σχεδιασμένος για τη δημιουργία τάσης του επιθυμητού εύρους στο ηλιακό σύστημα μπαταρίας).

Σχέδιο λειτουργίας ενός ηλιακού πάνελ Τα φωτόνια του φωτός (ηλιακό φως) που πέφτουν στην επιφάνεια ενός ημιαγωγού όταν συγκρούονται με την επιφάνειά του μεταφέρουν την ενέργειά τους στα ηλεκτρόνια του ημιαγωγού. Τα ηλεκτρόνια που χτυπήθηκαν από την κρούση από τον ημιαγωγό ξεπερνούν το προστατευτικό στρώμα, έχοντας πρόσθετη ενέργεια.

Έτσι, αρνητικά ηλεκτρόνια εγκαταλείπουν τον p-αγωγό, περνώντας στον αγωγό n, θετικά - αντίστροφα. Μια τέτοια μετάβαση διευκολύνεται από τα ηλεκτρικά πεδία που υπάρχουν στους αγωγούς εκείνη τη στιγμή, τα οποία στη συνέχεια αυξάνουν την ισχύ και τη διαφορά των φορτίων (έως 0,5 V σε έναν μικρό αγωγό).

Σκοπεύοντας να αγοράσετε ένα ηλιακό πάνελ ή να το φτιάξετε, υπολογίστε προσεκτικά:

• το κόστος μιας τέτοιας μπαταρίας και ο απαραίτητος εξοπλισμός.
• την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρειάζεστε.
• τον αριθμό των μπαταριών που χρειάζεστε.
• αριθμός ηλιόλουστων ημερών ανά έτος στην περιοχή σας·
• την περιοχή που χρειάζεστε για την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών.

Αρχίζω να μαζεύω

Πριν από την αγορά και τη συναρμολόγηση, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε ολόκληρο το σύστημα, ώστε να μην μπερδευτείτε με τη θέση όλων των συστημάτων και των καλωδίων. Από ηλιακούς συλλέκτες μέχρι inverter έχω περίπου 25-30 μέτρα και έστρωσα προκαταβολικά δύο εύκαμπτα καλώδια διατομής 6 τ.μ αφού μέσω αυτών θα μεταδίδεται τάση έως 100V και ρεύμα 25-30Α. Ένα τέτοιο περιθώριο στη διατομή επιλέχθηκε για να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες στο καλώδιο και να παραδοθεί ενέργεια στις συσκευές όσο το δυνατόν περισσότερο. Τοποθέτησα τους ίδιους τους ηλιακούς συλλέκτες σε αυτοσχέδιους οδηγούς από γωνίες αλουμινίου και τους προσέλκυσα με αυτοσχέδιες βάσεις. Για να αποφευχθεί η ολίσθηση του πάνελ προς τα κάτω, ένα ζευγάρι μπουλόνια 30 χιλιοστών φαίνονται στη γωνία αλουμινίου απέναντι από κάθε πάνελ και αποτελούν ένα είδος «αγκίστρου» για τα πάνελ. Μετά την εγκατάσταση, δεν φαίνονται, αλλά συνεχίζουν να αντέχουν το φορτίο.

Πώς να επωφεληθείτε από

Δεδομένης της ιδιότητας των πάνελ να λειτουργούν μόνο σε ηλιόλουστες καιρικές συνθήκες, είναι απαραίτητο να μελετηθεί λεπτομερώς η αγορά των ηλιακών συλλεκτών, δηλαδή το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται. Τα πολυκρυσταλλικά πάνελ είναι σε θέση να παράγουν τέλεια όχι μόνο το άμεσο ηλιακό φως, αλλά και τις διάσπαρτες ακτίνες. Και τα σύννεφα που απαιτούνται για τη λειτουργία των εγκαταστάσεων και η ηλιακή ακτινοβολία δεν αποτελούν πλέον εμπόδιο. Για να επιτευχθεί μεγαλύτερη απόδοση, ακόμη και σε συννεφιασμένο καιρό, θα πρέπει να επιλέγονται μπαταρίες πολυκρυσταλλικού πυριτίου.

Οι βροχοπτώσεις, ιδιαίτερα το χιόνι, κατά μία έννοια, δεν είναι καθόλου μείον. Όταν πέφτει χιόνι, οι όγκοι των ανακλώμενων ακτίνων αυξάνονται.Και αν υπάρχουν ηλιακά κύτταρα πυριτίου στα πάνελ, η ποσότητα της αποθηκευμένης ενέργειας αυξάνεται. Κατά την τοποθέτηση των πάνελ θα πρέπει να έχετε υπόψη σας και το θέμα του χιονιού, χρειάζεται συχνός καθαρισμός των πάνελ από το χιόνι.

Ωστόσο, ο χρόνος και η πρόοδος δεν σταματούν, και ίσως στο εγγύς μέλλον οι μπαταρίες θα αναπτυχθούν με τη δύναμη της σκέψης, χωρίς κάθε είδους ελλείψεις και μειονεκτήματα. Και η ανθρωπότητα θα κάνει βήματα με σιγουριά προς την κατεύθυνση της διατήρησης της φύσης, της ατμόσφαιρας και του πλανήτη.

Πόσοι μετατροπείς πρέπει να υπάρχουν στο σύστημα

Θεωρητικά, 1 συσκευή της απαιτούμενης ισχύος θα πρέπει να είναι αρκετή για ολόκληρο το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας. Αλλά, εάν έχετε μεγάλο αριθμό φωτοκυττάρων και είναι συναρμολογημένα σε πολλές γραμμές, είναι καλύτερο να τοποθετήσετε έναν τέτοιο μετατροπέα σε καθένα από αυτά.

Γιατί αυτό? Το γεγονός είναι ότι η ασταθής λειτουργία μιας γραμμής, για παράδειγμα, δεν βρίσκεται στην ηλιόλουστη πλευρά, θα επηρεάσει αρνητικά τη λειτουργία του μετατροπέα και η απόδοσή του θα είναι γενικά χαμηλότερη

Εάν είναι σημαντικό να έχετε τη μέγιστη απόδοση της μονάδας παραγωγής ενέργειας, αυτή η επιλογή δεν είναι κατάλληλη.

Μια εναλλακτική επιλογή είναι ένας μετατροπέας για πολλές ανεξάρτητες εισόδους MMP. Μπορεί να υπάρχουν 2-4 από αυτά και τέτοια μοντέλα είναι πολύ πιο ακριβά.

Απόδοση ηλιακών πάνελ το χειμώνα

Μάλλον θα εκπλαγείτε, αλλά μια χειμωνιάτικη μέρα πέφτει μόνο 1,5-2 φορές λιγότερη ενέργεια σε μια κάθετη επιφάνεια από ό,τι το καλοκαίρι. Αυτά τα δεδομένα αφορούν την κεντρική Ρωσία. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η εικόνα είναι χειρότερη: κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου το καλοκαίρι παίρνουμε 4 φορές περισσότερη ενέργεια

Προσοχή όμως: σε κάθετη επιφάνεια. Αυτό είναι στον τοίχο.

Αν μιλάμε για την οριζόντια επιφάνεια, τότε η διαφορά είναι ήδη 15 φορές.

Η πιο θλιβερή εικόνα της παραγωγής ηλιακής ενέργειας δεν σας περιμένει το χειμώνα, αλλά το φθινόπωρο: σε συννεφιασμένο καιρό, η απόδοσή τους είναι 20-40 φορές χαμηλότερη, ανάλογα με την πυκνότητα της νεφοκάλυψης. Το χειμώνα, μετά την πτώση του χιονιού, η ηλιακή ακτινοβολία (η ποσότητα του φωτός που πέφτει στις μπαταρίες) τις ηλιόλουστες μέρες μπορεί να πλησιάσει τις τιμές του καλοκαιριού. Επομένως, τα ηλιακά συστήματα για το σπίτι παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια το χειμώνα από ό,τι το φθινόπωρο.

Αποδεικνύεται ότι για να επιτευχθεί σχεδόν η μέγιστη απόδοση το χειμώνα, πρέπει να τοποθετήσετε ηλιακούς συλλέκτες κάθετα ή σχεδόν κάθετα. Και, αν τα κρεμάσετε στους τοίχους, τότε κατά προτίμηση στα νοτιοανατολικά: το πρωί, σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, ο καιρός είναι πιο συχνά καθαρός. Εάν δεν υπάρχει νοτιοανατολικός τοίχος ή είναι αδύνατο να εγκαταστήσετε οτιδήποτε πάνω του, μπορείτε να βγείτε από την κατάσταση φτιάχνοντας ειδικές βάσεις. Στη συνέχεια έβαλαν ηλιακούς συλλέκτες στην οροφή. Δεδομένου ότι η γωνία πρόσπτωσης του ηλιακού φωτός ποικίλλει ανάλογα με την εποχή, συνιστάται να φτιάξετε μια βάση με ρυθμιζόμενη γωνία. Υπάρχει μια ευκαιρία - γυρίστε τους ηλιακούς συλλέκτες «με το πρόσωπο» προς τα νοτιοανατολικά, δεν υπάρχει τέτοια δυνατότητα, αφήστε τους να «κοιτάξουν» προς τα νότια.

Ένα από τα συστήματα τοποθέτησης

Τι να προσέξετε όταν επιλέγετε ηλιακούς συλλέκτες

Λόγω του γεγονότος ότι η χρήση της ηλιακής ενέργειας για οικιακούς σκοπούς δεν έχει γίνει ακόμη συνηθισμένη και η επιλογή των ηλιακών συλλεκτών προκαλεί ορισμένες δυσκολίες, προσφέρουμε μια λίστα με τις πιο σημαντικές παραμέτρους

Έτσι, όταν αγοράζετε μια τέτοια ενότητα, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στα ακόλουθα σημεία: κατασκευαστής

κατασκευαστής.

Είναι σημαντικό να προσέξετε πόσο καιρό αυτός ο κατασκευαστής βρίσκεται στην αγορά αυτού του προϊόντος και ποιος είναι ο όγκος παραγωγής του. Όσο περισσότερο ένας κατασκευαστής είναι στον κλάδο, τόσο περισσότερο μπορεί να είναι αξιόπιστος.

περιοχή χρήσης.

Για ποιους σκοπούς θα χρησιμοποιηθεί η λαμβανόμενη ενέργεια: για φόρτιση μικρών συσκευών, για τροφοδοσία μεγάλων ηλεκτρικών συσκευών, για φωτισμό ή για πλήρη παροχή ρεύματος στο σπίτι. Η επιλογή της τάσης εξόδου και της ισχύος των πάνελ εξαρτάται από το σκοπό για τον οποίο αγοράζεται η ηλιακή μονάδα.

Τάση.

Για μικρές ηλεκτρικές συσκευές, τα 9 V είναι αρκετά, για τη φόρτιση smartphone και φορητών υπολογιστών - 12-19 V και για την παροχή ολόκληρου του συστήματος ισχύος στο σπίτι - 24 V ή περισσότερο.

εξουσία.

Αυτή η παράμετρος υπολογίζεται με βάση τη μέση ημερήσια κατανάλωση ενέργειας (το άθροισμα της ενέργειας που καταναλώνουν όλες οι συσκευές ανά ημέρα). Η ισχύς των ηλιακών συλλεκτών θα πρέπει να καλύπτει την κατανάλωση με κάποιο περιθώριο.

ποιότητα των φωτοβολταϊκών στοιχείων.

Υπάρχουν 4 ποιοτικές κατηγορίες φωτοκυττάρων που απαρτίζουν το ηλιακό πάνελ: Grad A, Grad B, Grad C, Grad D. Φυσικά, η πρώτη κατηγορία είναι η καλύτερη - Grad A. Οι μονάδες αυτής της κατηγορίας ποιότητας δεν έχουν τσιπ και μικρορωγμές, είναι ομοιόμορφο σε χρώμα και δομή, έχουν την υψηλότερη απόδοση και πρακτικά δεν υπόκεινται σε υποβάθμιση.

Διάρκεια Ζωής.

Η διάρκεια ζωής των ηλιακών συλλεκτών κυμαίνεται από 10 έως 20 χρόνια. Φυσικά, η διάρκεια της πλήρους λειτουργίας ενός τέτοιου συστήματος ισχύος εξαρτάται από την ποιότητα των μπαταριών και τη σωστή εγκατάσταση.

πρόσθετες τεχνικές παραμέτρους.

Τα πιο σημαντικά είναι η απόδοση, η ανοχή (ανοχή ισχύος), ο συντελεστής θερμοκρασίας (η επίδραση της θερμοκρασίας στην απόδοση της μπαταρίας).

Έχοντας κατανοήσει τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά, σας προσφέρουμε μια βαθμολογία με τα καλύτερα ηλιακά πάνελ για το 2020.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Οι αρχές λειτουργίας και τα σχήματα σύνδεσης για ηλιακούς συλλέκτες δεν είναι πολύ δύσκολο να κατανοηθούν.Και με τα υλικά βίντεο που έχουμε συλλέξει παρακάτω, θα είναι ακόμα πιο εύκολο να κατανοήσουμε όλες τις περιπλοκές της λειτουργίας και εγκατάστασης των ηλιακών συλλεκτών.

Είναι προσιτό και κατανοητό πώς λειτουργεί μια φωτοβολταϊκή ηλιακή μπαταρία, με όλες τις λεπτομέρειες:

Πώς λειτουργούν τα ηλιακά πάνελ:

Συναρμολόγηση ηλιακού πάνελ από φωτοκύτταρα με τα χέρια σας:

Κάθε στοιχείο στο ηλιακό σύστημα τροφοδοσίας του εξοχικού πρέπει να επιλεγεί σωστά. Αναπόφευκτες απώλειες ισχύος συμβαίνουν στις μπαταρίες, τους μετασχηματιστές και τον ελεγκτή. Και πρέπει να μειωθούν στο ελάχιστο, διαφορετικά η μάλλον χαμηλή απόδοση των ηλιακών συλλεκτών θα μειωθεί στο μηδέν εντελώς.

Οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας γίνονται όλο και πιο σημαντικές καθημερινά. Ο λόγος για αυτό είναι η φιλικότητα προς το περιβάλλον, η ανανεώσιμη δυνατότητα, το χαμηλό κόστος. Η ηλιακή ενέργεια είναι μια από τις πιο κερδοφόρες πηγές ενέργειας. Για τα επόμενα δισεκατομμύρια χρόνια, θα συνεχίσει να φωτίζει τον πλανήτη μας, εκπέμποντας τεράστια ποσότητα ενέργειας, σε αντίθεση με το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο. Σήμερα μάθαμε πώς να χρησιμοποιούμε αυτήν την πηγή με ένα σύστημα ηλιακών πάνελ, αλλά λίγοι άνθρωποι καταλαβαίνουν την αρχή λειτουργίας της ηλιακής μπαταρίας.
Ας το καταλάβουμε.

Πρώτα πρέπει να καταλάβετε τι οικιακό ηλιακό σύστημα
δεν είναι μόνο εκείνα τα μαύρα ή μπλε πάνελ που εγκαθίστανται στις στέγες των σπιτιών. Αυτοί οι δέκτες φωτός είναι μόνο ένα από τα τέσσερα στοιχεία του συνολικού συστήματος, το οποίο περιλαμβάνει: