Solcellepaneler for hjem og hage: prinsippet om arbeid og beregning av det nødvendige antall

Vitenskapen har gitt oss en tid da teknologien er bruken av solenergi har blitt offentlig. Få solcellepaneler for hjem eieren har mulighet for alle. Sommeren innbyggere ikke henger etter i denne forbindelse. De ofte finne seg bort fra sentraliserte kilder til bærekraftig elektrisitet.

Kognisjon anordning og beregnings prinsippene for driftsenhetene solenergi tilnærmet virkeligheten sikre dens naturlige stedet elektrisitet.

Enhet og solcelle handling

Når spørrende sinn åpnet for oss naturlig substans som produseres under påvirkning av sol lette partikler, fotoner, elektrisk energi. Prosessen kalles den fotoelektriske effekt. Forskere har lært hvordan man skal håndtere mikrofysiske fenomen. På bakgrunn av halvledermaterialer har de skapt en kompakt elektroniske enheter - fotoceller.

Produsenter har mestret teknologien til å kombinere miniatyr transdusere geliopaneli effektive. Effektiviteten for solcellepanelet moduler fra silisium vidt industrielt produsert 18-22%.

Fra beskrivelsen ordningen godt synlig: alle komponentene er like viktige elementer i anlegget - av dem kompetent utvalg avhenger koordinert arbeidet med (+)

For å gå solcellemoduler. Det er slutten av reiser av fotoner fra solen til jorden. Derfor er disse komponenter er lett går på sin vei allerede i den kretsen som DC-partikler.

De er fordelt på batterier, enten gjennomgå omdannelse til ladninger vekslende elektrisk strøm spenning på 220 volt, en rekke norske tekniske tilførselsanordninger.

Solenergi er et sett av seriekoblede halvlederkomponenter - fotoceller omdanne solenergi til elektrisk

Typer av solcellemoduler paneler

Geliopaneli moduler er satt sammen av solceller, ellers - fotovoltaiske celler. Den massive bruk av fotoelektriske celler har funnet to arter. De skiller seg fra silisium som brukes for deres fremstilling halvleder-arter er:

• Polykrystallinsk. Denne solceller fremstilt av silisium smelter ved lengre tids avkjøling. En enkel metode for fremstilling bestemmer rimelig, men utførelsen av polykrystallinske alternativer ikke overstiger 12%.
• Monokrystallinske. Dette elementer som resulterer i skjære tynne skiver kunstig dyrket silisiumkrystall. Den mest produktive og dyreste alternativet. Gjennomsnittlig effektivitet nær 17% kan bli funnet monokrystallinske solceller med høyere effektivitet.

Det polykrystallinske solceller flat firkantet form med ujevn overflate. Monokrystallinske vist som tynne homogene overflatestruktur ruter med avskårne hjørner (psevdokvadraty).

Så se FEP - fotovoltaiske celler: solcelle egenskaper er ikke avhengig av det mangfoldet av brukte elementer - det bare påvirker størrelse og pris

første opptreden på identisk panel kraft er større i størrelse enn den sistnevnte på grunn av den lavere effektivitet (18% mot 22%). Men prosent i gjennomsnitt ti rimeligere og har en fortrinnsrett etterspørsel.

bildegalleri

bilde fra

Monokrystallinske silisiumskiver av polykrystallinsk ganger mer produktive analoger, men mye dyrere

På baksiden av skiven la minus ledende linjer på forsiden - plus

Polikristalicheskie silisiumskiver billigere fordi populært blant uavhengige kunstnere. Lodde elementer i en lignende måte

Den polykrystallinske Platen er koblet til modulene, som bør være 36 eller 72 biter. Modulære batterier samlet panel

Monokrystallinske solceller

De negative ledende baner på skiven

Polykrystallinske solceller komponenter for sammenstilling

Partene Polykrystallinsk solcelle

Ordningen av solenergi

Når overvåket av mystiske-klingende navn på noder som er en del av sollyset forsyningssystem, kommer ideen om supertehnicheskoy enhet kompleksitet. På mikronivå til fotonet livet er det. Og klart den generelle ordningen med kretsen og prinsippet om sine handlinger ser veldig enkel. Fra lyset fra himmelen til "lyspære Iljitsj" bare fire trinn.

Solcellemoduler - den første komponent av kraftverket. Denne tynne rektangulære lag sammensatt av et visst antall standard wafer solceller. Produsenter lage en rekke grafiske plater for elektrisk kraft og spenning multiplum av 12 volt.

bildegalleri

bilde fra

Solceller brukes i områder med en lav mengde skyet dager, utnytte dem som primær eller sekundær energileverandør

Det er en følelse i konstruksjonen av solenergi systemer i områder med underutviklede infrastruktur, som ennå ikke er koblet til den sentraliserte kraftnettet

I løpet av sommeren dacha solenergi enheter kan tilveiebringe elektrisk energi og varmesystem

Utstyr for å overvåke ytelsen og justere solcellepaneler ikke tar opp mye plass, omfatter typisk en inverter, styreenhet og batteri

Hvis området har et gratis, godt opplyst plass, kan solenergi bli plassert på den

Med god beskyttelse mot atmosfærisk negativ kontroll og overvåkning av solcellen kan plasseres på gaten

Solenergi for private hjem kan settes sammen av prefabrikkerte paneler

Betydelig billigere og nesten lik i ytelse til solcellen, oppsamlet sine egne hender fra silisiumwafere

Montering av solcellepaneler på taket skråningen

Installasjon på terrasser, verandaer, balkonger, loft

Solsystemet på et skrånende tak forlengelse

Indre solenergi mini kraftenheten

Plassering på den frie delen av nettstedet

Bygget på gaten utstyr enhet for batteri

Bygge et solcellepanel av det ferdige batteri

Solar batteriproduksjon egne hender

flat-formet enhet som er innrettet til å åpne for direkte stråler overflater. De modulære elementer forenes ved hjelp av felles forbindelser i geliobatareyu. Batteri oppgave å omdanne solenergi mottatt, noe som gir en konstant strøm av en forutbestemt størrelse.

Batterier - alle kjente elektrisk ladning akkumulering enhet. Deres rolle i kraftsystemet fra den tradisjonelle Søn Når hjemmebrukere er koblet til et sentralisert nettverk, energilagring strømpe elektrisitet. De kan også akkumuleres sitt overskudd, hvis konsumert for å tilveiebringe tilstrekkelig elektrisk kraft fra den solcelle strøm.

Batteripakken Kretsen sender en ønsket mengde kraft og opprettholder en stabil spenning så snart forbruket av det økes til en høy verdi. Hva skjer for eksempel om natten når tomgang eller under fotopaneli malosolnechnoy vær.

Skjema hjem energi via solceller er forskjellig fra utførelsesformen med samlere evne til å lagre energi i akkumulatoren (+)

Controller - en elektronisk mellomledd mellom solcelle og batteri. Dens rolle er å regulere batteriets ladenivå. Anordningen tillater ikke deres kokecharge eller faller under en bestemt elektrisk potensial i standarder som kreves for stabil drift av hele solenergi.

Inverter - invertere, forklarer så bokstavelig lyden av ordet. Ja, fordi faktisk utfører noden funksjonen når det virket elektrikere fiksjon. Det omformer likestrøm på solcellen modulen og en variabel med den forskjell mellom 220 volt potensial. Det er denne spenningen jobber for den overveldende massen av husholdningenes elektriske apparater.

Strømmen av solenergi er proporsjonal med posisjonen av lyset: Ved installasjon av moduler, vil det være bra å sørge for justering av vinkelen avhengig av årstiden

Toppbelastningen og gjennomsnittlig daglig strømforbruk

Morsomt å ha din egen verdi inntil geliostantsiyu mye. Det første trinnet på vei til å overta strømmen av solens energi - definisjonen av en optimal topp i kilowatt og rasjonell gjennomsnittlig daglig strømforbruk i kilowatt-timer eller fritidsbolig økonomi.

Spisslast skaper behovet for å inkludere flere elektriske apparater og Den blir bestemt ved deres maksimale totale kapasitet med tanke på noen av egenskapene oppblåst kastere av dem.

Strøm beregning maksimal avslører vital behov samtidig drift av elektriske apparater, og hvilke ikke. Slike indikatorer er gjenstand for effektkarakteristikk til de kraftverksenheter, det vil si den totale kostnaden for anordningen.

Daglig strømforbruk på apparatet målt ved produktet av hans personlige makt på den tiden at han jobbet på nettverk (strømforbruket) i løpet av dagen.

Total gjennomsnittlig daglig inntak beregnes som summen av den energi som forbrukes av hver enkelt forbruker av elektrisitet for den daglige periode.

Etterfølgende analyse og optimalisering av de data om de belastninger og kraftforbruket vil gi den nødvendige komplettering og oppfølging av solens energi system med minimale kostnader (+)

Resultatet av energiforbruket bidrar til å nærme seg rasjonelt strømmen av solenergi. Resultatet av beregningen er viktig for den videre beregning av batteriets kapasitet. Denne parameteren av batteripakken pris, en masse stående komponent i systemet avhenger mer.

Fremgangsmåten for beregning av energiytelse

Prosessen med databehandling bokstavelig talt starter med en horisontalt anordnet, i et snitt som er utplassert tetrade ark. Lette blyantlinjer av platen form oppnås med tretti grafer og linjer med antall elektriske enheten.

Forberedelse til aritmetiske beregninger

Den første kolonnen funksjonene i tradisjonelle - serienummeret. Den andre kolonnen - navnet av apparatet. Den tredje - sin individuelle strømforbruk.

Kolonner fra fjerde til tjuesyvende - dag klokken 00 til 24. I dem gjennom de horisontale skråstreker føres:
- i telleren - driften av innretningen i løpet av bestemte tider i desimal form (0,0)
- i nevneren - igjen sin individuelle effektforbruket (denne repetisjon er nødvendig å beregne time belastninger).

Tjueåttende høyttalerne - den totale tiden at enheten jobber hver dag hele dagen. I tjueniende - rekord personlig enhet strømforbruk som følge av multiplikasjon av enkelte strømforbruket på den tiden av arbeidet for den daglige perioden.

Oppsamling av den ekspanderte forbrukeren, idet det tas hensyn til timelast spesifikasjoner vil gi mer konvensjonelle innretninger, takket være rasjonell bruk av (+)

Trettiende kolonnen er også standard - et notat. Det er nyttig for mellomliggende beregninger.

Utarbeidelse spesifikasjoner forbrukere

Den neste fasen av beregningene - transformasjonen av den bærbare form i de spesifikasjons private forbrukere. Fra den første kolonnen er forståelig. Det skal tildele linjenumrene.

I den andre kolonnen for å passe inn navnet på energiforbrukere. Det anbefales å begynne å fylle apparater gangen. Følgende beskriver andre fasiliteter mot klokken eller med klokken (til hvem som praktisk). Hvis det er en andre (osv) etasje, er prosedyren den samme: trappen - runde. Samtidig må vi ikke glemme enhetene på trapper og gatebelysning.

Det tredje diagram som viser utgangssignalet foran navnet på hvert elektrisk apparat bedre fylles samtidig med den andre.

Kolonner fra fjerde til tjuesyvende matche din hver time på dagen. For enkelhets skyld kan de umiddelbart procherknut horisontale linjer i midterste raden. Mottok den øvre halvdel av linjene - som om tellerne, lavere - nevnerne.

Disse kolonnene er fylt rad. Numerators selektivt utført som tidsluker desimalformat (0,0), som gjenspeiler drift av apparatet i den ene eller annen spesifikk timers periode. I parallell, hvor tabulerte numerators, nevn passe sammen med strømindikatoranordning, tatt fra den tredje grafene.

Etter all tid fylt kolonner blir overført til de enkelte estimatene for daglig arbeidstid på elektriske apparater, flytting linjene. Resultatene er angitt i de tilsvarende cellene i tjueåttende høyttalerne.

Når solenergi spiller en støtterolle på systemet kjører ikke på tom del av lasten kan være koblet til den på en konstant krafttilførsel (+)

På grunnlag av makt og arbeidstid suksessivt beregnet daglig inntak av alle forbrukere. Det fremgår av tjueniende yacheyah kolonne.

Når alle radene og kolonnene er fylt med spesifikasjonen, må resultatene av beregningene. Folding pografno kraft av nevn tid søylebelastningen oppnås hver time. Oppsummering nedover individuelle daglige strømforbruk tjueniende høyttalerne, finne den gjennomsnittlige daglige total.

Beregningen inkluderer ikke selv forbruk av fremtiden systemet. Denne faktoren er tatt hensyn til hjelpeutstyr faktor i de etterfølgende avsluttende beregninger.

En analyse og optimalisering av data

Hvis kraften i gelioelektrostantsii planlagt som en backup, data om time strømforbruk og av den totale gjennomsnittlige daglige energi bidrar til å redusere forbruket av kost solenergi. Dette oppnås ved å eliminere bruken av energiintensive forbrukerne til restaurering av sentrale strøm, særlig i timene av tunge laster.

Hvis solenergi systemet er utformet som en elektrisk likestrømsforsyning, så resultatene av time belastninger er skjøvet fremover. Det er viktig å så fordele strømforbruket i løpet av dagen for å fjerne mye rådende oppturer og sterke nedturer faller gjennom.

Unntak topp, planering av maksimale belastninger, eliminering av skarpe fall i kraft av tid tillater å hente de mest kostnadseffektive alternativer for solcellesystemkomponenter og gi en stabil, enda viktigere, langsiktig problemfri drift geliostantsii.

Grafen viser den ujevne strømmen vår oppgave - å flytte høyder samtidig med størst aktivitet på sola og redusere den totale daglige forbruk, særlig om natten.

Presentert Tegningen viser innhentet på grunnlag av grafen omdannelsen fremstilt irrasjonell spesifikasjonen optimal. Indikator daglig inntak ble redusert 18 til 12 kW / h, den gjennomsnittlige time belastningen fra 750 til 500 watt.

Det samme prinsipp for optimum utførelsesform er nyttig ved hjelp av strøm fra solen som en backup. Unødvendig å spytte på en kapasitetsøkning på solcellepaneler og batterier for å få til noen midlertidig ulempe, kanskje du ikke burde.

Seleksjon gelioelektrostantsii noder

For å forenkle beregningene vil bli vurdert versjon av programmet som en solcelle for å gi primær elektrisk energikilde. Brukerveiledning betinget salg i Ryazan-regionen, hvor de fastboende fra mars til september.

Synligheten til resonnement gi praktiske beregninger basert på datastyring diagram av time energi som frigjøres ovenfor:

• Total daglig gjennomsnitt strømforbruk = 12.000 watt / time.
• Den gjennomsnittlige belastning forbruk = 500 watt.
• Maksimal belastning 1200 watt.
• Topplast til 1200 x 1,25 = 1500 watt (+ 25%).

De verdiene som kreves i beregningen av den totale kapasiteten til apparatet og solarier og andre driftsparametere.

bildegalleri

bilde fra

Før konstruksjonen av mini kraftverket er nødvendig for å beregne den nødvendige kapasitet av gruppen av enheter, og for å bestemme deres mengde

I butikken før du kjøper bør være nøye kontrollere emballasjen til hver enhet og vise dem for skader

Transport av solcellepaneler produsert i emballasjen fra fabrikken. Enheten krever riktig transport, etter som behovet for å verifisere integriteten av skjermen og kabinettet

solcelleenhet fortrinnsvis i en åpen fri-stedet eller i et ganske stort rom

vinkel for montering på et støtte medlem av settet må ta hensyn til den tiden av året og retningen av solens stråler

Sted for solenergi utstyr plassering bør velges slik at nummeret ikke ble skapt av skyggen av høye bygninger og trær

Controller, inverter og ABA solenergi mini kraftverk installert i oppvarmet rom, har ikke trusselen om flom

Hvis det er nødvendig, supplere solkraftverk som drives av kraftmoduler er supplert med tilsvarende innretninger i den nødvendige mengde

Trinn 1: Klar for bygging av mini kraftverk

Trinn 2: Standard utstyr av solcellen

Trinn 3: Transport solceller

Trinn 4: Montering av batterier i henhold til produsentens instruksjoner

Trinn 5: Vinkelen for solenergi element

Trinn 6: Spesifisitet av solcellepanelet ordning

Trinn 7: Oppsett av maskinvare for å kontrollere solsystemer

Trinn 8: bygge en stor-skala solkraftverk

Bestemmelse solar driftsspenning

Intern driftsspenning på alle solsystemer basert på mangfoldet av 12 volt som de mest vanlige kirkesamfunn batterier. De mest geliostantsy komponenter: solcellepaneler, kontrollere, frekvensomformere - tilgjengelig under populære spenning 12, 24, 48 volt.

Høyere spenning tillater bruk av ledningstråder av mindre del - og dette forbedret pålitelighet av kontakter. På den annen side, de mislykkede nettverks 12V-batterier, kan erstattes med en.

I den 24-volts nett, tatt i betraktning de nærmere detaljer om bruk av batteriet, er det nødvendig å skifte ut parvis. 48V nettverk vil kreve endring alle fire batterier av en gren. Dessuten, på 48 volt, har det en fare for elektrisk støt.

Med samme kapasitet, og tilnærmet lik kjøpesummen skal batterier med den største tillatte dybden av utslippet og en maksimal strøm

Hovedforskjellen mellom de indre system seleksjons potensialer tilknyttet de nominelle effekt-karakteristikker som frembringes av moderne industri omformerne og bør ta hensyn til størrelsen av toppbelastningen:

• 3 til 6 kW - 48 volt
• 1,5 til 3 kW - 24 eller lik 48 V,
• til 1,5 kW - 12, 24, 48B.

Velge mellom ledningene pålitelighet og bryderiet med å bytte batterier, for vårt eksempel vil vi fokusere på pålitelighet. I det følgende skal vi starte fra den beregnede driftsspenning system på 24 volt.

Batterianskaffelsessolcellemoduler

Formelen for å beregne den nødvendige effekten fra solcellen er som følger:

PCM = (1,000 * Esut) / (A * Sin)

der:

• PCM = solcelle strøm = total effekt av solcellemoduler (panelene W)
• 1000 = vedtatte fotofotoelektriske celler (kWh / m)
• = Esut trenger i en daglig energiforbruk (kWh, i dette eksempelet = 18)
• sesong k = koeffisient tar hensyn til alle tapene (sommer = 0,7; Winter = 0,5)
• Zin = tabellverdi innstråling (solstråling) ved en optimal helling paneler (kWh / m).

Lær innstråling verdi kan ha regional meteorologiske tjenesten. Den optimale vinkel på solcellepaneler er lik verdien av breddegrad:

• våren og høsten,
• pluss 15 grader - i vinter,
• minus 15 grader - i sommer.

Betraktet i dette eksemplet er Ryazan region lokalisert på den 55. breddegrad.

Den maksimale effekt oppnås ved bruk av en solcellesporingssystemer, sesongtippvinkel veggene ved hjelp av en blandet trim moduler

For å ta tid fra mars til september den beste uregulert tilt solcellepanel er sommeren 40⁰ vinkel mot bakken. Med dette arrangementet modulene gjennomsnittlig daglig innstråling Ryazan 4,73 i løpet av denne perioden. Alle tall er der, utfører beregningene:

• PCM = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3600 watt.

Hvis vi tar solcellen basis 100-watts moduler, ville det ta dem 36 stykker. De vil veie 300 kilo og okkuperer et område størrelse der en 5 x 5 m.

Bygging av batteristrøm

Plukke opp batteriene må bli veiledet av forskriftene:

1. Ikke egnet for dette formålet, vanlige bilbatterier. Batterisolkraftverk er merket «SOLAR» inskripsjon.
2. Erverve batterier skal bare være identisk på alle måter, er det ønskelig fra en fabrikk mye.
3. Rommet der batteriet er plassert, bør holdes varm. Den optimale temperatur når batteriene gir ut full kapasitet = 25⁰C. Når det -5⁰C å redusere batterikapasiteten er redusert med 50%.

Dersom du tar for å beregne indikasjon batterispenning på 12 volt kapasitet på 100 ampere / time, er det lett å beregne en time han ville være i stand til å gi energiforbrukere med total effekt på 1200 watt. Men det er på full utladning, som er svært uønsket.

For kontinuerlig drift, er batteriet ikke anbefalt å redusere deres ladning er under 70%. Marginal tall = 50%. Tar som en "midt bakken" antall 60%, sette basis for senere beregninger energireserve som 720 W / t for hver 100 Ah batteri kapasitiv komponent (1,200 W / h x 60%).

Kanskje kjøpe et enkelt batteri kapasitet på 200 Ah billigere kjøp to 100, og antallet av kontakt forbindelser av batteriet vil avta

I første omgang må installere batterier 100% ladet fra en stasjonær strømkilde. Batteriene må fullstendig dekke belastningen i løpet av natten. Hvis du ikke er heldig med været, vedlikeholde de nødvendige parametere i systemet og i ettermiddag.

Det er viktig å huske på at en overflod av batterier ville føre til deres løpende underlading. Dette vil redusere levetiden. Den mest rasjonelle løsningen synes bemannings batterier med energilager enhet, tilstrekkelig til å dekke en daglig strømforbruk.

For å finne den nødvendige totale batterikapasitet, dele den totale daglige inntak av 12 000 W / h ved 720 W / h og multiplisere med 100 Ah:

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

Delsum for dette eksempelet krever batteriene med en kapasitet på 16 8-100 eller 200 Ah forbundet i serie-parallell.

Velge en god controller

Kompetent utvalg av batteriets laderegulator (CRA) - problemet er svært spesifikk. Dens inngangsparametere må være i henhold til de valgte solcellemoduler, og utgangsspenningen - den indre solar potensialdifferansen (i vårt eksempel - 24 volt). må nødvendigvis gi en god controller:

1. Flertrinns!!! lade batteriet, et multiplum av å utvide sin periode på effektiv service !!!
2. Automatiske gjensidig, batterier og solcellepaneler, forbindelse-frakobling i korrelasjon med det lade-utslipp.
3. Koble til batteriet til belastningen på solcellen, og vice versa.

Denne lille enheten størrelse - en svært viktig komponent.

Hvis den del av forbrukere (f.eks belysning) slå ut i en direkte 12-volts strøm fra styreenheten, og vekselretteren trenge mindre kraftig betyr billigere

Det riktige valget avhenger av problemfri drift av kontrolleren av dyre batteripakke og balanse i hele systemet.

Valg av den beste ytelsen av omformeren

Inverter styrke er valgt slik at mottakeren kan gi langtidstoppbelastninger. Det må samsvare med inngangsspenningsforskjellen solcelle indre potensialer.

For et bedre utvalg av alternativer er anbefalt å ta hensyn på parametere:

1. Formen og frekvensen av den som utgang AC. Jo mer nær sinusbølge på 50 Hz - jo bedre.
2. effektiviteten til anordningen. Den over 90% - det bemerkelsesverdig.
3. Eget forbruk av enheten. Det bør være i samsvar med den generelle systemstrømforbruket. Ideal - til 1%.
4. Evnen til å motstå kortvarig to-fold node overbelastning.

Naiotlichneyshee ytelse - en omformer med innebygget i styreenheten.

Nyttige videoer på emnet

Videoer tydelig avslører temaet i artikkelen.

Viser installasjon av solcellepaneler på taket av huset med sine egne hender:

Valg av oppladbare batterier for solenergi og artsforskjeller:

Cottage solenergi for de som gjør alt selv:

Diskutert trinnvis praktiske metoder for beregninger, grunnprinsippet for effektiv drift av moderne solcellebatterier som en del av et hjem Autonome gelioelektrostantsii hjelpe eiere av et stort hus og et tett befolket område, og et landsted i midten av ingensteds å finne energi suverenitet.