Nauka daje nam czas, kiedy technologia jest wykorzystanie energii słonecznej stała się publiczna. Uzyskaj paneli słonecznych dla właściciela domu ma szansę każdemu. Letnie mieszkańcy nie pozostają w tyle pod tym względem. Często znajdują się z dala od scentralizowanych źródeł zrównoważonej energii elektrycznej.
Urządzenie poznanie i zasady obliczania jednostek operacyjnych słoneczna zbliża rzeczywistość zapewnić jej naturalną energię elektryczną strony.
W tym artykule:
- Urządzenie i działanie baterii słonecznych
- Rodzaje modułów paneli słonecznych
- Schemat energii słonecznej
- Obciążenie szczytowe i średnie dzienne zużycie energii
- Procedura obliczania charakterystyki energetycznej
- Przygotowanie do obliczeń arytmetycznych
- Sporządzenie specyfikacji konsumentów
- Analiza i optymalizacja danych
- węzły wybór gelioelektrostantsii
- Oznaczanie słonecznej napięcie robocze
- Bateria Acquisition moduły słoneczne
- Budowa zasilaniu bateryjnym
- Wybór dobrego kontrolera
- Wybór najlepszej wydajności przetwornicy
- Przydatne filmy na ten temat
Urządzenie i działanie baterii słonecznych
Po dociekliwych umysłów otworzył nam substancję ziemnego wydobywanego pod wpływem promieni słonecznych cząstek, fotonów, energii elektrycznej. Proces zwany efekt fotowoltaiczny. Naukowcy nauczyli się, jak zarządzać microphysical zjawisko. Na podstawie materiałów półprzewodnikowych oni stworzyli zwartą urządzeń elektronicznych - fotokomórki.
Producenci opanowali technologię łączenia miniaturowe przetworniki geliopaneli skuteczne. Wydajność modułów kolektorów słonecznych z krzemu powszechnie przemysłowo 18-22%.
Iść modułów ogniw słonecznych. To jest koniec podróży fotonów ze Słońca do Ziemi. Stąd te elementy są lekkie iść na ich drodze już w obiegu jako cząstki stałego.
Rozmieszczone są na baterie, albo przechodzą transformację do opłat zmiennego napięcia elektrycznego bieżący 220 woltów, różnych domowych urządzeń technicznych dostaw.
Rodzaje modułów paneli słonecznych
Moduły Geliopaneli są zbudowane z ogniw słonecznych, inaczej - ogniw fotowoltaicznych. Masowe zastosowanie ogniw fotowoltaicznych odkryli dwa gatunki. Różnią się one od krzemu stosowanych do ich gatunku produkcji półprzewodnikowych:
- Polikrystaliczny. Ten Ogniwa słoneczne z krzemu topi długotrwałego chłodzenia. Prosta metoda wytwarzania określa cenowej, ale wydajność opcji polikrystalicznych nie przekracza 12%.
- Monokryształów. To elementy powodujące krojenia cienkich wafli sztucznie uprawianych kryształu krzemu. Najbardziej wydajne i kosztowna opcja. Średnia wydajność blisko 17% można znaleźć monokrystaliczne ogniwa słoneczne o wyższej wydajności.
Polikrystaliczna ogniwa słoneczne płaski kształt kwadratu niejednorodnej powierzchni. Monokrystaliczne się jako cienką jednorodną strukturę powierzchni kwadraty z narożników skrawania (psevdokvadraty).
Pierwszy występ w samej mocy panel jest większy wymiar niż ten ostatni ze względu na niższą wydajność (18% wobec 22%). Ale procent średnio dziesięć mniej kosztowne i mają preferencyjnego zapotrzebowania.
Schemat energii słonecznej
Kiedy patrzył przez tajemniczych brzmiące nazwy węzłów, które są częścią systemu zaopatrzenia w słońcu, pochodzi pomysł złożoności urządzenia supertehnicheskoy. Na poziomie mikro życia fotonów jest. I wyraźnie ogólny schemat obwodu, a zasada jego działania wyglądają bardzo proste. Od światła niebieskiego do „żarówki Iljicza” zaledwie czterech krokach.
Moduły słoneczne - pierwszy składnik elektrowni. Ta cienka prostokątne panele złożone z pewnej liczby standardowych wafla ogniw słonecznych. Producenci wytwarzają szereg paneli graficznych dla energii elektrycznej i wielokrotności napięciu 12 woltów.
płasko ukształtowane urządzenie, które jest przystosowane do otwierania na bezpośrednie działanie promieni powierzchni. Jednostki modułowe są łączone za pomocą wzajemnych połączeń w geliobatareyu. Bateria zadanie do konwersji energii słonecznej otrzymał, co daje stały prąd o określonej wielkości.
Baterie - wszystkie znane elektryczne urządzenie akumulacja opłatą. Ich rola w systemie elektroenergetycznym z tradycyjnym słońcem. Gdy użytkownicy domowi są podłączone do centralnej sieci, magazynowania energii elektrycznej obsady. Gromadzą się one również nadwyżki, jeżeli są spożywane w celu zapewnienia wystarczającej ilości energii elektrycznej prądu modułu solarnego.
Obwód akumulatora wysyła wymaganą ilość energii i utrzymuje stabilne napięcie jak najszybciej zużycie wzrasta do dużej wartości. Co się dzieje na przykład w nocy, gdy bezczynny lub podczas fotopaneli pogody malosolnechnoy.
Controller - pośrednikiem między elektronicznego modułu solarnego i akumulatora. Jej zadaniem jest regulowanie poziomu naładowania baterii. Urządzenie nie pozwala na ich wrzenia nadpłata lub spada poniżej pewnego potencjału elektrycznego standardów wymaganych dla stabilnego funkcjonowania całego słonecznej.
Falownik - odwracanie, więc dosłownie tłumaczy dźwięk tego słowa. Tak, ponieważ w rzeczywistości, węzeł pełni funkcję kiedy wydawało elektryków fiction. To przekształca prąd stały z modułu baterii słonecznej i zmienną różnicę pomiędzy potencjalnymi 220 woltów. Jest to napięcie pracuje dla ogromnej masy urządzeń elektrycznych gospodarstwa domowego.
Obciążenie szczytowe i średnie dzienne zużycie energii
Zabawa mieć własną wartość aż geliostantsiyu partii. Pierwszym etapem na drodze do posiadania mocy energii słonecznej - określenie optymalnego szczyt w kilowatów i racjonalne średnie dzienne zużycie energii w kilowatogodzinach lub domku letniskowego gospodarka.
Obciążenie szczytowe stwarza konieczność włączenia wielu urządzeń elektrycznych i Jest ona określana przez ich maksymalna łączna pojemność rozważa pewne cechy zawyżone Wyrzutnie z nich.
Maksymalna moc kalkulacja pokazuje istotną potrzebę jednoczesnego działania dowolnego urządzenia elektrycznego, a które nie. Takie wskaźniki mogą ulec charakterystyk energetycznych jednostek elektrowni, czyli całkowity koszt urządzenia.
Dzienne zużycie energii przez urządzenia mierzonego przez iloczyn jego osobistej mocy w czasie, który pracował w sieciach (energia elektryczna zużywana) w ciągu dnia.
Całkowita średnia dzienna konsumpcja obliczana jest jako suma energii zużywanej przez każdego konsumenta energii elektrycznej dla dziennego okresu.
Wynikiem zużycia energii pomaga racjonalnie podejść przepływ energii słonecznej. Wynikiem obliczeń jest ważne dla dalszego obliczania pojemności akumulatora. Ten parametr ceny akumulator, dużo stojący element systemu zależy bardziej.
Procedura obliczania charakterystyki energetycznej
Proces przetwarzania dosłownie rozpoczyna się poziomo ułożone w przekroju, który został wdrożony tetraedryczną arkusz. Linie świetlne ołówek formularza blachy uzyskuje się z trzydziestu wykresów i linii przez liczbę urządzeń elektrycznych gospodarstwa domowego.
Przygotowanie do obliczeń arytmetycznych
Pierwsze cechy kolumna tradycyjny - numer seryjny. W drugiej kolumnie - nazwę urządzenia. Trzeci - jego indywidualne zużycie energii.
Kolumny od czwartego do dwudziestego siódmego - zegar dzień od 00 do 24. W nich przez poziomymi kreskami ukośnymi wprowadzone są:
- w liczniku - działanie urządzenia podczas poszczególnych godzinach w postaci dziesiętnej (0,0)
- w mianowniku - po raz kolejny jego indywidualne zużycie energii (w tym powtórzenie jest konieczna do obliczenia obciążeń godzinowych).
Dwudziestego ósmego głośniki - całkowity czas, że urządzenie pracuje codziennie przez cały dzień. W dwudziestym dziewiątym - Zapis pobór mocy urządzenia osobiste w wyniku pomnożenia indywidualnego zużycia energii w czasie pracy dla dziennego okresu.
Trzydziesty kolumna jest również standard - notatka. Jest to przydatne dla obliczeń pośrednich.
Sporządzenie specyfikacji konsumentów
Kolejnym etapem obliczeń - transformacja postaci notebooka w specyfikacji konsumentów mieszkalnych. Od pierwszej kolumnie jest zrozumiałe. Nie przydziela numery linii.
W drugiej kolumnie, aby dopasować nazwę odbiorców energii. Zaleca się, aby rozpocząć wypełnianie urządzeniach, korytarz. Poniżej opisano inne obiekty przeciwnie lub w prawo (do kogo tak wygodne). Jeśli istnieje sekund (itd.) Podłoga, procedura jest taka sama: schody - okrągły. Jednocześnie nie wolno nam zapomnieć o tych urządzeń na klatkach schodowych i oświetlenia ulicznego.
Trzeci wykres wskazujący przednie, nazwy każdego urządzenia elektrycznego lepiej napełniane jednocześnie z drugim.
Kolumny od czwartego do dwudziestego siódmego dopasować każdą swoją godzinę dnia. Dla wygody, można je natychmiast procherknut poziome linie w środku wierszy. Otrzymał górną połowę linii - jak liczniki, niższe - mianowników.
Te kolumny są wypełnione wiersz. Liczniki selektywnie wykonywane jako szczeliny czasowe dziesiętnych (0,0), co odzwierciedla działania urządzenia w jednym lub inny specyficzny godzinnego okresu. Równolegle, gdzie, zestawione w tabeli liczniki, mianowniku pasowały do urządzenia wskaźnikowego moc pobierana z wykresów trzecich.
Po cały czas wypełnione kolumny są przenoszone do indywidualnych szacunków dziennego czasu pracy urządzeń elektrycznych, przesuwając linie. Wyniki są zapisywane w odpowiednich komórkach dwudziestego ósmego głośników.
Na podstawie mocy i czasu pracy oblicza się kolejno dzienne spożycie wszystkich konsumentów. Stwierdza się w kolumnie yacheyah dwudziestym dziewiątym.
Kiedy wszystkie wiersze i kolumny są wypełnione specyfikacji wprowadzić wyniki obliczeń. Składane pografno moc obciążenia kolumny czasu mianowniku uzyskane co godzinę. Podsumowując spadkową indywidualnemu dzienne zużycie mocy dwudziesty dziewiąty głośników znaleźć średniego dziennego łącznie.
Kalkulacja nie obejmuje własne zużycie przyszłego systemu. Czynnik ten jest brany pod uwagę czynnik pomocniczy w kolejnych obliczeniach końcowych.
Analiza i optymalizacja danych
Jeśli moc gelioelektrostantsii planowany jako kopię zapasową danych na temat zużycia energii i godzinowej całkowitego średniego dziennego zużycia energii pomaga zminimalizować zużycie drogiej energii słonecznej. Osiąga się to poprzez wyeliminowanie stosowania energochłonnych konsumentów do przywrócenia władzy centralnej, zwłaszcza w godzinach od maksymalnych obciążeń.
Jeśli system energii słonecznej jest zaprojektowany jako stałego źródła zasilania, a następnie wyniki obciążeń godzinowych są popychane do przodu. Ważne jest więc rozprowadzać zużycia energii elektrycznej w ciągu dnia, aby usunąć wiele panujące wzloty i upadki spadające przez silne.
Wyjątkiem szczyt, poziomowanie maksymalnych obciążeń, eliminacja ostrych spadkach w sile czasu pozwalają podnieść opcje najbardziej opłacalnych dla elementów układu słonecznego i zapewniają stabilne, co ważniejsze, długoterminową bezawaryjną pracę geliostantsii.
Rysunek pokazuje przedstawiony konwersji uzyskuje się na podstawie wykresu przygotowany nieracjonalne specyfikacji optymalne. Wskaźnik dzienna dawka została zmniejszona z 18 do 12 kW / h, średnie obciążenie godzinową od 750 do 500 watów.
Ta sama zasada optymalności rozwiązania jest przydatna przy użyciu siły przed słońcem jako kopię zapasową. Nie trzeba wydać na zwiększenie pojemności modułów słonecznych i baterii w imię jakiegoś tymczasowego niedogodności, może nie powinienem.
węzły wybór gelioelektrostantsii
Aby uprościć obliczenia będą rozpatrywane wersja aplikacji jako baterią słoneczną dać główne źródło energii elektrycznej. User sprzedaż warunkowa w regionie Riazań, gdzie stali mieszkańcy od marca do września.
Widoczność rozumowania dać praktycznych obliczeń opartych na wykresie zarządzania danymi energii uwolnionej godzinowej powyżej:
- Całkowite dzienne średnie zużycie mocy = 12.000 watt / godz.
- Średnie zużycie obciążenie = 500 watów.
- Maksymalne obciążenie 1200 watów.
- Obciążenie szczytowe 1200 x 1,25 = 1500 W (+ 25%).
Wartości wymagane przy obliczaniu całkowitej pojemności urządzeń solarnych i innych parametrów roboczych.
Oznaczanie słonecznej napięcie robocze
Wewnętrzne napięcie robocze wszystkich systemów słonecznych w oparciu o wielokrotności 12 woltów jak najczęstszych baterii nominałach. Najszerzej geliostantsy elementy: moduły solarne, sterowniki, falowniki - dostępne w ramach popularnej napięcia 12, 24, 48 woltów.
Wyższe napięcie umożliwia stosowanie ołowiu drutów o mniejszym przekroju - i tym większą niezawodność kontaktów. Z drugiej strony, nie udało sieciowe akumulatory 12V, może być zastąpione jednym.
W sieci 24 V, biorąc pod uwagę specyfikę użytkowania baterii, konieczne jest zastąpienie w parach. Sieć 48V będzie wymagać zmiany wszystkie cztery baterie z jednej gałęzi. Poza tym, przy 48 V, ma ryzyka porażenia prądem.
Główną różnicą między wewnętrznych potencjałów wyboru systemu związanych z nominalnych charakterystyk energetycznych wytwarzanych przez nowoczesne falowników przemysłu i powinna uwzględniać wielkość obciążenia szczytowego:
- 3 do 6 kW - 48 wolt
- od 1,5 do 3 kW - 24 lub równe 48V,
- 1,5 kW - 12, 24, 48B.
Wybór między niezawodności okablowania i niedogodności wymiany baterii, na naszym przykładzie będziemy koncentrować się na niezawodności. W dalszej części będziemy zaczynać od obliczonego napięcia systemu operacyjnego 24 woltów.
Bateria Acquisition moduły słoneczne
Wzór do obliczania wymaganej mocy z ogniw słonecznych jest następujący:
PCM = (1000 * Esut) / (A * Sin)
gdzie:
- PCM = bateria słoneczna = całkowita moc baterii słonecznych (panele W)
- 1000 = przyjęte nadwrażliwość komórek fotowoltaicznych (kWh / m)
- = Esut potrzebne w dziennego spożycia energii (kWh, w tym przykładzie = 18)
- sezonowy k = współczynnik biorąc pod uwagę wszystkie straty (lato = 0,7; Zima = 0,5)
- nasłonecznienie zin = wartość tabelaryczna (promieniowanie słoneczne) w optymalnym płyt skośnych (kWh / m).
Dowiedz nasłonecznienie może mieć wartość regionalnej służby meteorologiczne. Optymalny kąt paneli słonecznych jest równa wartości szerokości geograficznej
- wiosną i jesienią,
- Plus 15 stopni - w zimie,
- minus 15 stopni - w lecie.
Rozważyć w tym przykładzie Riazań regionu znajduje się na 55 szerokości.
Za poświęcenie czasu od marca do września najlepszy nieuregulowane pochylenia tablicy słonecznej jest lato 40⁰ kąt na ziemi. W tym układzie moduły średnio codziennie nasłonecznienia Riazań 4,73 w tym okresie. Wszystkie dane są tam, wykonując obliczenia:
- PCM = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3600 watów.
Jeżeli weźmiemy pod uwagę bazowe komórkowej modułów słonecznych 100-watowy, zajęłoby im 36 sztuk. Będą one ważą 300 kilogramów i zajmują wielkość obszaru, na którym 5 x 5 m.
Budowa zasilaniu bateryjnym
Zbierając baterie należy kierować nakazów:
- Nie nadaje się do tego celu zwykłe akumulatory samochodowe. Akumulatorów elektrownie słoneczne są oznaczone «SOLAR» napis.
- Nabyć baterie powinny być tylko identyczne we wszystkich aspektach, pożądane jest, ze wielu fabrycznych.
- Pomieszczenie, w którym znajduje się akumulator, należy utrzymywać ciepło. Optymalna temperatura, gdy akumulatory dać się pełną zdolność = 25⁰C. Kiedy -5⁰C aby zmniejszyć pojemność baterii zmniejsza się o 50%.
Zażycie obliczyć orientacyjną napięcie akumulatora 12 V pojemności 100 ampery / godzinę, to łatwo obliczyć godzinę byłby w stanie dostarczyć konsumentom energii o łącznej mocy 1200 watów. Ale to w całkowitym rozładowaniem, co jest bardzo niepożądane.
Do pracy ciągłej, że bateria nie jest zalecany w celu zmniejszenia ich naładowania wynosi poniżej 70%. Marginalna postać = 50%. Biorąc jako „kompromis” ilość 60% umieścić podstawę do dalszego obliczenia rezerwy energii 720, S / 100 Ah dla każdego elementu pojemnościowego bateria (1200 W / h x 60%).
Początkowo należy zainstalować baterie 100% naładowane ze stacjonarnego źródła zasilania. Baterie należy całkowicie pokryć obciążenie w porze nocnej. Jeśli nie masz szczęście z pogodą, utrzymać wymagane parametry systemu i po południu.
Ważne jest, aby pamiętać, że nadmiar baterii może doprowadzić do ich ciągłego undercharging. Zmniejszy to znacznie żywotność. Najbardziej racjonalnym rozwiązaniem wydaje baterie kadrowych z magazynu jednostki energii, wystarczającej do pokrycia dziennego zużycia energii.
Aby znaleźć odpowiednią całkowitą pojemność baterii, należy podzielić całkowite dzienne spożycie 12000 W / h przy 720 W / h i pomnożyć przez 100 Ah:
- 12 000/720 * 100 = 2500 A * 1600 A ≈ H * H
Subtotal dla tego przykładu wymaga akumulatorów o pojemności od 16 8 do 100 lub 200 Ah połączony szeregowo-równoległy.
Wybór dobrego kontrolera
Właściwy dobór regulatora ładowania akumulatora (CRA) - problem jest bardzo specyficzny. Jego parametry wejściowe muszą być zgodne z wybranych modułów słonecznych i napięcie wyjściowe - wewnętrzna różnica potencjałów słoneczne (w tym przykładzie - 24 V). musi koniecznie stanowić dobrą kontrolera:
- Wielostopniowa!!! naładować baterię, wielokrotność powiększenia termin sprawną obsługę !!!
- Automatyczne wzajemne, baterie i panele słoneczne, połączenie-rozłączenie w korelacji z ładowania i rozładowywania.
- Podłączyć akumulator obciążeniu na ogniwa słonecznego, i vice versa.
Ten niewielkich rozmiarów urządzenie - bardzo ważnym elementem.
Prawidłowy wybór zależy na bezawaryjnej pracy sterownika drogiego akumulatora i równowagi całego systemu.
Wybór najlepszej wydajności przetwornicy
moc falownika jest tak dobrana, że mógł zapewnić długotrwałe obciążenia szczytowe. Musi odpowiadać różnica napięcia wejściowego potencjały słonecznych wewnętrzne.
Dla lepszego wyboru opcji zalecane jest, aby zwrócić uwagę na parametry:
- Kształt i częstotliwość wysyłanego AC. Im bardziej w pobliżu sinusoidy 50 Hz - lepsze.
- wydajność urządzenia. Powyższy 90% - jest niezwykłe.
- Zużycie własne urządzenia. To powinno być proporcjonalne do całkowitego zużycia energii systemu. Ideal - do 1%.
- Odporność na krótkotrwałe dwukrotne przeciążenie węzła.
wydajność Naiotlichneyshee - falownik z wbudowanym kontrolerem.
Przydatne filmy na ten temat
Filmy wyraźnie ujawniają tematu artykułu.
Pokazuje instalację paneli słonecznych na dachu domu własnymi rękami:
Wybór akumulatorów do różnic słonecznych i gatunki:
Domek energii słonecznej dla tych, którzy robi wszystko sam:
Omówione krok po kroku praktyczne metody obliczeń, podstawowa zasada skutecznego działania nowoczesnych baterii kolektorów słonecznych jako część domu gelioelektrostantsii autonomiczne pomóc właścicielom dużym domu i gęsto zaludnionym obszarze, a dom w środku nigdzie znaleźć energię suwerenność.
