La ciencia nos ha dado un momento en que la tecnología es el uso de la energía solar se ha convertido en público. Obtener paneles solares para el dueño de casa tiene la oportunidad a todo el mundo. residentes de verano no se quedan atrás en este sentido. A menudo se encuentran lejos de las fuentes centralizadas de electricidad sostenible.
dispositivo de la cognición y principios de cálculo de las unidades operativas solar se aproxima a la realidad asegurar su electricidad sitio natural.
En este artículo:
- Dispositivo y la acción de la batería solar
- Tipos de paneles de módulos solares
- Esquema de la energía solar
- La carga máxima y el consumo medio de energía diaria
- El procedimiento para calcular el rendimiento energético
- Preparación para cálculos aritméticos
- Elaboración de los pliegos consumidores
- Un análisis y la optimización de los datos
- los nodos de la selección gelioelektrostantsii
- voltaje de funcionamiento solar determinación
- Batería de Adquisición de módulos solares
- Construcción de energía de la batería
- La elección de un buen controlador
- Selección de los mejores rendimiento del inversor
- vídeos útiles sobre el tema
Dispositivo y la acción de la batería solar
Una vez que las mentes inquisitivas se nos presentan sustancia natural producida bajo la influencia de las partículas de luz del sol, fotones de energía eléctrica. El proceso llamado efecto fotovoltaico. Los científicos han aprendido a manejar fenómeno microfísica. Sobre la base de materiales semiconductores que han creado unos dispositivos electrónicos compactos - fotocélulas.
Los fabricantes han dominado la tecnología de la combinación de transductores en miniatura geliopaneli eficaz. Eficiencia de los módulos de paneles solares a partir de silicio ampliamente produce industrialmente 18-22%.
De ir módulos de células solares. Es el final del recorrido de los fotones del Sol a la Tierra. Por lo tanto, estos componentes son la luz ir en su camino ya en el circuito como un partículas de CC.
Se distribuyen en las baterías, o bien se transforman en cargas de tensión alterna la corriente eléctrica de 220 voltios, diversos equipos técnicos de abastecimiento doméstico.
Tipos de paneles de módulos solares
módulos Geliopaneli se ensamblan a partir de células solares, de lo contrario - células fotovoltaicas. El uso masivo de células fotovoltaicas se han encontrado dos especies. Se diferencian de silicio utilizado para su especie fabricación de semiconductores es:
- Policristalino. Este células solares hechas de silicio fundido mediante enfriamiento prolongado. Un método sencillo de producción determina la asequibilidad, pero el rendimiento de las opciones policristalinos no supera el 12%.
- Monocristalino. Este los artículos resultantes en rebanar obleas delgadas de silicio de cristal crecido artificialmente. La opción más productiva y costoso. eficiencia media de cerca de 17% se puede encontrar células solares monocristalinas con mayor eficiencia.
Las células solares forma cuadrada plana policristalino con la superficie no uniforme. Monocristalino aparece estructura de plazas superficie homogéneos como delgadas con esquinas cortadas (psevdokvadraty).
primera actuación en panel potencia idéntica es mayor en tamaño que el último debido a la menor eficiencia (18% versus 22%). Pero por ciento, en promedio, diez menos costosos y tienen una demanda preferencial.
Esquema de la energía solar
Cuando visto por nombres que suenan misteriosos de nodos que forman parte del sistema de suministro de luz solar, viene la idea de la complejidad del dispositivo supertehnicheskoy. En el nivel micro de la vida del fotón que es. Y está claro que el esquema general del circuito y el principio de sus acciones se ven muy simple. A partir de la luz del cielo a "bombilla Ilich" sólo cuatro pasos.
Los módulos solares - el primer componente de la planta de energía. Este delgadas paneles rectangulares ensamblados a partir de un cierto número de células solares de obleas estándar. Los fabricantes hacen una variedad de paneles gráficos de energía eléctrica y múltiple de voltaje de 12 voltios.
dispositivo que está dispuesto para abrir a las superficies rayos directos de forma plana. Las unidades modulares se combinan utilizando conexiones mutuas en geliobatareyu. Batería tarea de convertir la energía solar recibida, dando una corriente constante de una magnitud predeterminada.
Baterías - todos conocidos dispositivo de acumulación de carga eléctrica. Su papel dentro del sistema de energía del sol tradicional. Cuando los usuarios domésticos están conectados a una red centralizada, almacenamiento de energía almacenamiento de electricidad. También se acumulan los excedentes, si se consume para proporcionar suficiente energía eléctrica de la corriente de módulos solares.
El circuito de batería envía una cantidad requerida de energía y mantiene un voltaje estable en cuanto el consumo de la misma aumenta a un valor alto. Lo que sucede, por ejemplo, por la noche cuando está en reposo o durante el tiempo malosolnechnoy fotopaneli.
Controlador - intermediario electrónico entre el módulo solar y batería. Su función es la de regular el nivel de carga de la batería. El dispositivo no permite su sobrecarga de ebullición o caiga por debajo de un cierto nivel de potencial eléctrico necesario para el funcionamiento estable de todo el solar.
Inversor - inversor, por lo que, literalmente, se explica el sonido de la palabra. Sí, porque, de hecho, el nodo realiza la función cuando parecía electricistas ficción. Se transforma la corriente continua del módulo de batería solar y una variable con la diferencia entre 220 voltios potenciales. Es esta tensión está trabajando para la inmensa mayoría de los aparatos eléctricos del hogar.
La carga máxima y el consumo medio de energía diaria
Divertido tener su propio valor hasta mucho geliostantsiyu. La primera etapa en el camino a ser dueño de la potencia de la energía del sol - la definición de un pico óptimo en kilovatios de potencia y el consumo medio diario racional en kilovatios-hora o casa de vacaciones economía.
carga pico crea la necesidad de incluir múltiples aparatos eléctricos y Se determina por su capacidad total máxima teniendo en cuenta algunas características lanzadores inflados de ellos.
cálculo de la potencia máxima revela necesidad funcionamiento simultáneo vital de cualquier aparato eléctrico, y cuáles no. Tales indicadores están sujetos a las características de potencia de las unidades de la planta de energía, es decir, el costo total del dispositivo.
el consumo de energía diaria del aparato medido por el producto de su poder personal en el momento en que él trabajó en las redes (electricidad consumida) durante el día.
el consumo diario promedio total se calcula como la suma de la energía consumida por cada consumidor de electricidad para el período diario.
El resultado del consumo de energía ayuda a enfocar racionalmente el flujo de electricidad solar. El resultado del cálculo es importante para el posterior cálculo de la capacidad de la batería. Este parámetro del precio de batería, un montón de pie componente del sistema depende más.
El procedimiento para calcular el rendimiento energético
El proceso de la computación, literalmente, comienza con un dispuesto horizontalmente, en una sección que se implementa hoja tétrada. líneas de lápiz de luz de la forma de lámina se obtiene con treinta gráficos y líneas por el número de aparatos eléctricos de uso doméstico.
Preparación para cálculos aritméticos
Las primeras funciones de columna de la tradicional - el número de serie. La segunda columna - el nombre del aparato. El tercero - su consumo de energía individual.
Las columnas de la cuarta a la vigésima séptima - reloj de los días de 00 a 24. En ellos a través de las barras horizontales se introducen:
- en el numerador - el funcionamiento del dispositivo durante particulares hora en forma decimal (0,0)
- en el denominador - una vez más su consumo de potencia individual (esta repetición es necesaria para calcular las cargas por hora).
Veintiocho los altavoces - el tiempo total que el dispositivo está funcionando todos los días durante todo el día. En el vigésimo noveno - el consumo de energía dispositivo personal acta como resultado de la multiplicación de consumo de energía individuo en el momento del trabajo para el período diario.
columna trigésimo también es estándar - una nota. Es útil para los cálculos intermedios.
Elaboración de los pliegos consumidores
La siguiente etapa de los cálculos - la transformación de la forma de bloc de notas en los consumidores residenciales de especificación. A partir de la primera columna es comprensible. No debe asignar los números de línea.
En la segunda columna de encajar el nombre de los consumidores de energía. Se recomienda comenzar a llenar aparatos pasillo. A continuación se describen otras instalaciones de las agujas del reloj o en sentido contrario (a la que lo más conveniente). Si hay un piso segundo (etc.), el procedimiento es el mismo: las escaleras - ronda. Al mismo tiempo, no debemos olvidarnos de los dispositivos en escaleras y alumbrado público.
El tercer gráfico que indica el frente de salida del nombre de cada aparato eléctrico mejor llenado simultáneamente con la segunda.
Columnas del cuarto al vigésimo séptimo coinciden con su cada hora del día. Para mayor comodidad, pueden procherknut inmediatamente líneas horizontales en las filas del medio. Recibido la mitad superior de las líneas - como si los numeradores, inferiores - denominadores.
Estas columnas están llenas fila. Numeradores ejecuta selectivamente como ranuras de tiempo formato decimal (0,0), lo que refleja el funcionamiento del aparato en uno u otro período específico hora. En paralelo, donde numeradores tabulados, denominadores encajan con el dispositivo indicador de energía, tomado de los terceros gráficos.
Después de todos los tiempos columnas rellenas son transferidos a las estimaciones individuales del tiempo de trabajo diario de los aparatos eléctricos, moviendo las líneas. Los resultados se registran en las celdas correspondientes de la vigésimo octava los altavoces.
Sobre la base de la potencia y el tiempo de trabajo calculada sucesivamente consumo diario de todos los consumidores. Se afirma en la columna yacheyah el vigésimo noveno.
Cuando todas las filas y columnas se llenan con el pliego de condiciones, que los resultados de los cálculos. Plegable pografno potencia de la carga de la columna denominadores de tiempo obtenida cada hora. Sumando a la baja diaria individual consumo de energía veintinueve los altavoces, encontrar el total diario promedio.
El cálculo no incluye el autoconsumo del futuro sistema. Este factor tiene en cuenta el factor auxiliar en los cálculos finales posteriores.
Un análisis y la optimización de los datos
Si el poder de gelioelektrostantsii planeado como una copia de seguridad, los datos sobre el consumo de energía por hora y del consumo de energía promedio diario total de ayuda a minimizar el consumo de electricidad solar caro. Esto se consigue al eliminar el uso de los consumidores de alto consumo energético para la restauración del poder central, especialmente en las horas de las cargas máximas.
Si el sistema de energía solar está diseñado como un suministro eléctrico DC, entonces los resultados de las cargas por hora son empujados hacia delante. Es importante por lo que distribuir el consumo de electricidad durante el día para eliminar tanto los máximos y mínimos que prevalecen fuertes que caen a través.
pico de excepción, la nivelación de cargas máximas, la eliminación de agudos caídas en el poder del tiempo permite a recoger las opciones más rentables para los componentes del sistema solar y proporcionar una más importante, un funcionamiento sin problemas estable, a largo plazo geliostantsii.
dibujo Presentado muestra la conversión obtenida sobre la base de la gráfica preparó óptima especificación irracional. Indicador ingesta diaria se redujo de 18 a 12 kW / h, la carga promedio por hora de 750 a 500 vatios.
El mismo principio de la realización de optimalidad es útil cuando se utiliza la energía del sol como una copia de seguridad. No hace falta gastar en un aumento de capacidad de los módulos solares y baterías por el bien de algún inconveniente temporal, tal vez no deberías.
los nodos de la selección gelioelektrostantsii
Para simplificar los cálculos se tendrán en cuenta la versión de la aplicación como una batería solar para dar energía eléctrica primaria. Guía del usuario de la venta condicional en la región de Riazán, donde los residentes permanentes de marzo a septiembre.
Visibilidad del razonamiento dan los cálculos prácticos basados en la tabla de gestión de datos de energía horaria publicado anteriormente:
- el consumo de potencia media diaria total = 12.000 vatios / hora.
- El consumo de carga promedio = 500 vatios.
- Carga máxima de 1200 vatios.
- carga pico a 1200 x 1,25 = 1,500 vatios (+ 25%).
Los valores requeridos en el cálculo de la capacidad total de dispositivos solares y otros parámetros de funcionamiento.
voltaje de funcionamiento solar determinación
tensión de funcionamiento interno de todos los sistemas solares basadas en la multiplicidad de 12 voltios como las baterías denominación más comunes. Los componentes más ampliamente geliostantsy: módulos solares, reguladores, inversores - disponible bajo la tensión populares 12, 24, 48 voltios.
El voltaje más alto permite el uso de los hilos conductores de menor sección - y esto mejora la fiabilidad de los contactos. Por otro lado, las baterías de 12V de red fallidos, pueden ser sustituidos por uno.
En la red de 24 voltios, teniendo en cuenta las características específicas de uso de la batería, es necesario sustituir en parejas. la red de 48 V requerirá cambiar las cuatro pilas de una rama. Además, a las 48 voltios, tiene un riesgo de descarga eléctrica.
La principal diferencia entre los potenciales de selección de sistema internos asociados con las características eléctricas nominales producidos por inversores de la industria moderna y debe tener en cuenta la magnitud de la carga máxima:
- 3 a 6 kW - 48 voltios,
- 1,5-3 kW - 24 o igual a 48V,
- a 1,5 kW - 12, 24, 48B.
La elección entre la fiabilidad del cableado y la inconveniencia de cambiar las pilas, para nuestro ejemplo nos centraremos en la fiabilidad. En lo que sigue vamos a empezar desde el sistema de tensión de servicio calculado de 24 voltios.
Batería de Adquisición de módulos solares
La fórmula para calcular la potencia requerida de la célula solar es el siguiente:
PCM = (1000 * Esut) / (A * Sin)
donde:
- PCM = energía de la batería solar = potencia total de módulos solares (paneles W)
- 1000 = adoptadas células fotosensibilidad fotovoltaicos (kWh / m²)
- = Esut necesita en un consumo de energía diaria (kWh, en este ejemplo = 18)
- estacional k = coeficiente teniendo en cuenta todas las pérdidas (verano = 0,7; Winter = 0,5)
- Zin = valor tabular insolación (radiación solar) en una pendiente paneles óptimas (kWh / m²).
Aprender valor de la insolación puede tener el servicio meteorológico regional. El ángulo óptimo de paneles solares es igual al valor de la latitud:
- primavera y otoño,
- más 15 grados - en el invierno,
- menos 15 grados - en el verano.
Considerado en este ejemplo, la región de Riazán está situada en la latitud 55º.
Por tomarse el tiempo de marzo a septiembre el mejor panel solar de inclinación no regulado es el ángulo de 40⁰ verano al suelo. Con esta disposición los módulos promediaron insolación diaria Ryazan 4,73 durante este período. Todas las cifras están ahí, la realización de los cálculos:
- PCM = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3600 vatios.
Si tomamos los módulos de 100 vatios de base de células solares, les tomaría 36 piezas. Ellos pesar 300 kilogramos y ocupar un tamaño de área en la que un 5 x 5 m.
Construcción de energía de la batería
Recogiendo las baterías necesitan ser guiados por los preceptos:
- No es adecuado para este propósito, baterías de automóviles ordinarios. Batería plantas de energía solar están etiquetados «solares» inscripción.
- Adquieren las baterías sólo deben ser idénticos en todos los aspectos, es deseable, a partir de una porción de la fábrica.
- La sala donde se encuentra el paquete de baterías, se debe mantener caliente. La temperatura óptima cuando las baterías dar a conocer la capacidad total = 25⁰C. Cuando se -5⁰C para disminuir la capacidad de la batería se reduce en un 50%.
Si se toma para calcular el voltaje de la batería de 12 voltios indicativa capacidad de 100 amperios / hora, es fácil de calcular una hora iba a ser capaz de ofrecer a los consumidores de energía con una potencia total de 1200 vatios. Pero es en la descarga completa, que es extremadamente indeseable.
Para un funcionamiento continuo, la batería no se recomienda para reducir su carga está por debajo del 70%. figura marginal = 50%. Tomando como un "punto medio" el número de 60%, se puso la base para la posterior reserva cálculos de energía 720 W / h para cada Ah componente 100 capacitiva de la batería (1200 W / h x 60%).
Inicialmente debe instalar las pilas 100% de la carga de una fuente de energía estacionaria. Las baterías deben cubrir completamente la carga durante la noche. Si no es suerte con el tiempo, mantener los parámetros necesarios del sistema y en la tarde.
Es importante tener en cuenta que un exceso de baterías llevaría a su estando continuamente. Esto reducirá significativamente la vida de servicio. La solución más racional parece baterías de personal con unidad de almacén de energía, suficiente para cubrir un consumo de energía diaria.
Para encontrar la capacidad total de la batería es necesario, dividir el consumo diario total de 12.000 W / h a 720 W / h y se multiplica por 100 Ah:
- 12 000/720 * 100 = 2500 A * 1600 A ≈ h * h
Subtotal para este ejemplo requerirá baterías con una capacidad de 16 8 a 100 o 200 Ah conectadas en serie-paralelo.
La elección de un buen controlador
la selección competente del controlador de carga de la batería (CRA) - el problema es muy específico. Sus parámetros de entrada deben ajustarse a los módulos solares seleccionados, y la tensión de salida - la diferencia de potencial solar interior (en nuestro ejemplo - 24 voltios). debe proporcionar necesariamente una buena controlador:
- Multietapas!!! cargar la batería, un múltiplo de extender su período de servicio eficiente !!!
- mutuo automático, baterías y paneles solares, conexión-desconexión en correlación con la carga-descarga.
- Vuelva a conectar la batería a la carga en la célula solar, y viceversa.
Este pequeño tamaño de la unidad - un componente muy importante.
La elección correcta depende de un funcionamiento sin problemas del controlador de batería caro y el equilibrio de todo el sistema.
Selección de los mejores rendimiento del inversor
potencia del inversor se selecciona de tal manera que el receptor podría proporcionar picos de carga a largo plazo. Debe coincidir con la diferencia de voltaje de entrada potenciales internos solares.
Para una mejor selección de opciones se recomienda prestar atención en los parámetros:
- La forma y la frecuencia de la AC emitida. Cuanto más cerca de la onda sinusoidal de 50 Hz - el mejor.
- la eficiencia del dispositivo. La encima del 90% - la notable.
- el consumo propio del dispositivo. Se debe estar en proporción con el consumo total de energía del sistema. Ideal - al 1%.
- Capacidad de soportar a corto plazo de dos veces la sobrecarga de nodo.
rendimiento Naiotlichneyshee - un inversor con un controlador incorporado.
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