Ciência nos deu um tempo em que a tecnologia é o uso de energia solar tornou-se pública. Obter painéis solares para o dono da casa tem a oportunidade de todos. residentes de verão não estão ficando para trás a este respeito. Eles muitas vezes se encontram longe de fontes centralizadas de energia elétrica sustentável.
dispositivo de cognição e princípios de cálculo de unidades operacionais energia solar se aproxima da realidade garantir sua eletricidade local natural.
Neste artigo:
- Dispositivo e ação de bateria solar
- Tipos de painéis módulos solares
- Esquema da energia solar
- A carga de pico e o consumo médio diário de energia
- O procedimento para o cálculo do desempenho energético
- Preparação para cálculos aritméticos
- A elaboração de especificações consumidores
- Uma análise e otimização dos dados
- nós gelioelektrostantsii selecção
- Determinação tensão operacional solares
- Aquisição da bateria módulos solares
- Construção de energia da bateria
- Escolher um bom controlador
- Seleção do melhor desempenho do inversor
- vídeos úteis sobre o tema
Dispositivo e ação de bateria solar
Uma vez mentes questionadoras aberto para nós substância natural produzida sob a influência de partículas de sol de luz, os fótons, energia elétrica. O processo chamado efeito fotovoltaico. Os cientistas aprenderam como gerenciar fenômeno microfísico. Com base nos materiais semicondutores Eles criaram uma dispositivos eletrônicos compactos - fotocélulas.
Os fabricantes têm dominado a tecnologia de combinação de transdutores miniatura geliopaneli eficaz. Eficiência de módulos de painéis solares de silício amplamente produzida industrialmente 18-22%.
De ir módulos de células solares. É o fim da viagem dos fótons do Sol à Terra. Assim, esses componentes são leves ir em seu caminho já no circuito como um partículas DC.
Eles são distribuídos em baterias, quer ser submetidos a transformação em cargas alternadas tensão de corrente eléctrica de 220 volts, vários dispositivos domésticos de fornecimento de técnicas.
Tipos de painéis módulos solares
Geliopaneli módulos são montados a partir de células solares, caso contrário, - as células fotovoltaicas. O uso maciço de células fotovoltaicas ter encontrado duas espécies. Eles diferem de silício utilizado para o fabrico de semicondutores suas espécies é a seguinte:
- Policristalino. Este células solares fabricados a partir de silício fundido por arrefecimento prolongado. Um método simples de produção determina a acessibilidade, mas o desempenho de opções policristalinos não exceda 12%.
- Monocristalino. Este itens, resultando em cortar bolachas finas cristal de silício crescido artificialmente. A opção mais produtiva e caro. eficiência média perto de 17% podem ser encontradas células solares monocristalinas com maior eficiência.
As células solares forma quadrada plana policristalino com superfície não uniforme. Monocristalino aparecer quadrados homogéneos como finas de superfície estruturada com cantos cortados (psevdokvadraty).
primeira apresentação no painel potência idêntica é maior em tamanho do que o último, devido à baixa eficiência (18% versus 22%). Mas por cento, em uma demanda média, dez menos caros e têm preferencial.
Esquema da energia solar
Quando observado por nomes misteriosos-som de nós que fazem parte do sistema de abastecimento de luz solar, vem a idéia de complexidade dispositivo supertehnicheskoy. No nível micro da vida fóton é. E claramente o regime geral do circuito e o princípio de suas ações parecem muito simples. A partir da luz do céu para "lâmpada Ilyich" apenas quatro passos.
módulos solares - o primeiro componente da usina. A finos painéis rectangulares montado a partir de um certo número de células solares de bolacha padrão. Fabricantes fazer uma variedade de painéis gráficos de energia elétrica e múltipla tensão de 12 volts.
dispositivo que está disposto para abrir para superfícies raios directos de forma plana. As unidades modulares são combinados usando ligações mútuas em geliobatareyu. Bateria tarefa de converter a energia solar recebida, dando uma corrente constante de uma magnitude predeterminada.
Baterias - todos conhecidos dispositivo de acumulação de carga elétrica. O seu papel dentro do sistema de energia do sol tradicional. Quando os usuários domésticos são conectados a uma rede centralizada, armazenamento de energia estocar eletricidade. Eles também acumular seu excedente, se consumido para fornecer energia elétrica suficiente da corrente do módulo solar.
O circuito de bateria envia uma quantidade requerida de potência e mantém uma voltagem estável, logo que o consumo de ela aumenta para um valor elevado. O que acontece, por exemplo, à noite, quando ocioso ou durante o tempo malosolnechnoy fotopaneli.
Controller - intermediário electrónica entre o módulo solar e bateria. Sua função é regular o nível de carga da bateria. O dispositivo não permite a sua sobrecarga de ebulição ou cair abaixo de um certo padrões potenciais elétricos necessários para o funcionamento estável de todo o solar.
Inverter - invertendo, assim, literalmente, explica o som da palavra. Sim, porque, na verdade, o nó executa a função quando parecia eletricistas ficção. Ele transforma a corrente contínua do módulo da bateria solar e um variável com a diferença entre 220 volts potenciais. É esta tensão está trabalhando para a massa esmagadora de aparelhos eléctricos domésticos.
A carga de pico e o consumo médio diário de energia
Divertido ter o seu próprio valor, até muito geliostantsiyu. A primeira etapa no caminho para possuir o poder da energia do sol - a definição de um pico ideal em kilowatts e consumo de energia média diária racional em quilowatts-horas ou casa de férias economia.
carga de pico cria a necessidade de incluir vários aparelhos elétricos e Ela é determinada pela sua capacidade total máxima considerando algumas características lançadores inflados deles.
máxima de cálculo de energia revela operação vital necessidade simultânea de qualquer aparelho eléctrico, e quais não. Tais indicadores estão sujeitas às características de energia das unidades de plantas de energia, isto é, o custo total do aparelho.
consumo de energia diária do aparelho medida pelo produto de seu poder pessoal no momento em que ele trabalhou nas redes (electricidade consumida) durante o dia.
o consumo médio diário total é calculada como a soma da energia consumida por cada consumidor de energia elétrica para o período diário.
O resultado do consumo de energia contribui para aproximar racionalmente o fluxo de electricidade solar. O resultado do cálculo é importante para a continuação dos cálculos da capacidade da bateria. Este parâmetro do preço de bateria, um monte de pé componente do sistema depende mais.
O procedimento para o cálculo do desempenho energético
O processo de computação literalmente começa com uma dispostos horizontalmente, numa secção que é implantado folha tétrade. linhas de lápis de luz da forma de folha é obtido com trinta e gráficos de linhas ao número de electrodomésticos.
Preparação para cálculos aritméticos
As primeiras características da coluna da tradicional - o número de série. A segunda coluna - o nome do aparelho. O terceiro - o seu consumo de energia individual.
Colunas do quarto ao vigésimo sétimo - dia relógio de 00 a 24. Neles através das barras horizontais são inseridos:
- no numerador - o funcionamento do dispositivo durante horas particulares na forma decimal (0,0)
- no denominador - novamente o seu consumo de energia individual (essa repetição é necessário calcular as cargas de hora em hora).
Vigésima Oitava os alto-falantes - o tempo total que o dispositivo está a funcionar todos os dias durante todo o dia. No vigésimo nono - o consumo de energia dispositivo pessoal registro como um resultado da multiplicação do consumo de energia indivíduo no momento do trabalho para o período diário.
coluna trigésimo também é padrão - uma nota. É útil para cálculos intermédios.
A elaboração de especificações consumidores
A próxima etapa dos cálculos - a transformação da forma notebook na especificação consumidores residenciais. A partir da primeira coluna é compreensível. Não deve atribuir os números de linha.
Na segunda coluna para caber o nome de consumidores de energia. Recomenda-se para começar a encher aparelhos corredor. A seguir descreve outras instalações anti-horário ou horário (a quem o mais conveniente). Se há um piso segunda (etc.), o procedimento é o mesmo: as escadas - round. Ao mesmo tempo, não devemos esquecer os dispositivos em escadas e iluminação pública.
O terceiro gráfico indicando a frente do nome de cada aparelho eléctrico melhor preenchida simultaneamente com a segunda saída.
Colunas a partir do quarto ao vigésimo sétimo coincidir com seu cada hora do dia. Por conveniência, eles podem imediatamente procherknut linhas horizontais nas linhas médias. Recebeu a metade superior das linhas - como se os numeradores, mais baixos - denominadores.
Estas colunas são preenchidos linha. Numeração executado selectivamente como intervalos de tempo formato decimal (0,0), o que reflecte o funcionamento do aparelho em um ou outro período específico horas. Em paralelo, onde numeradas tabelados, denominadores encaixar com o dispositivo indicador de energia, feita a partir dos terceiros gráficos.
Depois de todos os tempos colunas cheias são transferidas para as estimativas individuais de tempo de trabalho diário de aparelhos elétricos, movendo as linhas. Os resultados são registados nas células correspondentes dos vinte e oitavo os altifalantes.
Com base no poder e tempo de trabalho sucessivamente calculado o consumo diário de todos os consumidores. Afirma-se na coluna yacheyah vigésimo nono.
Quando todas as linhas e colunas são preenchidos com a especificação, fazer os resultados dos cálculos. Folding pografno potência da carga da coluna denominadores tempo obtidas de hora a hora. Resumindo baixo consumo de energia vigésimo nono diária individual dos alto-falantes, encontrar a média total diária.
O cálculo não inclui o auto-consumo do futuro sistema. Este factor é tido em conta factor de auxiliar nos cálculos finais subsequentes.
Uma análise e otimização dos dados
Se o poder de gelioelektrostantsii planejado como um backup, os dados sobre o consumo de energia por hora e do consumo de energia diária total médio ajuda a minimizar o consumo de energia solar caro. Isto é conseguido através da eliminação do uso de consumidores de energia intensiva para a restauração de potência central, especialmente nas horas de cargas máximas.
Se o sistema de energia solar é concebido como uma fonte elétrica DC, em seguida, os resultados de cargas horárias são empurrados para a frente. É importante então distribuir o consumo de eletricidade durante o dia para remover muito altos prevalecentes e baixos fortes cair.
pico exceção, nivelamento de cargas máximas, a eliminação de depressões acentuadas no poder do tempo permitir para pegar as opções mais rentáveis para os componentes do sistema solar e prestar um serviço mais importante, operação livre de problemas estável e de longo prazo geliostantsii.
desenho apresentado mostra a conversão obtida a partir do gráfico preparado óptima especificação irracional. Indicador de ingestão diária foi reduzida de 18 para 12 kW / h, a carga horária média de 750 a 500 watts.
O mesmo princípio de forma de realização optimality é útil quando se utiliza a energia a partir do sol, como uma cópia de segurança. Escusado será alarde sobre um aumento da capacidade de módulos solares e baterias por causa de algum transtorno temporário, talvez você não deveria.
nós gelioelektrostantsii selecção
Para simplificar os cálculos serão consideradas versão do aplicativo como uma bateria solar para dar energia elétrica primária. Guia do Usuário venda condicional na região de Ryazan, onde os residentes permanentes de março a setembro.
Visibilidade de raciocínio dar cálculos práticos com base no gráfico de energia por hora libertado acima de gestão de dados:
- consumo de energia média diária Total = 12.000 watts / hora.
- O consumo médio de carregamento = 500 watts.
- Carga Máxima 1200 watts.
- carga de pico a 1200 x 1,25 = 1500 watts (+ 25%).
Os valores requerido no cálculo da capacidade total de dispositivos solares e outros parâmetros de funcionamento.
Determinação tensão operacional solares
Voltagem operacional de todos os sistemas solares com base na multiplicidade de 12 volts, como as baterias denominação mais comuns. Os componentes mais amplamente geliostantsy: módulos solares, controladores, inversores - disponíveis sob a tensão popular, 12, 24, 48 volts.
maior tensão permite o uso de fios condutores de secção menor - e este aumento da confiabilidade de contatos. Por outro lado, as baterias de 12V rede falhou, pode ser substituído por um.
Na rede de 24 volts, considerando as especificidades de uso da bateria, é necessário substituir em pares. rede 48V exigirá mudar todas as quatro baterias de um ramo. Além disso, a 48 volts, que tem um risco de choque eléctrico.
A principal diferença entre os potenciais de seleção sistema internos associados às características de potência nominais produzidos por modernos inversores da indústria e deve levar em conta a magnitude da carga de pico:
- 3 a 6 kW - 48 volts,
- 1,5-3 kW - 24 ou igual a 48 V,
- a 1,5 kW - 12, 24, 48B.
Escolher entre a confiabilidade fiação ea inconveniência de substituir as pilhas, para o nosso exemplo vamos nos concentrar na confiabilidade. A seguir vamos começar a partir do sistema de tensão de operação calculado de 24 volts.
Aquisição da bateria módulos solares
A fórmula para calcular a energia necessária a partir da célula solar é como se segue:
PCM = (1,000 * Esut) / (A * Sin)
onde:
- PCM = energia de bateria solar = potência total dos módulos solares (painéis W)
- 1000 = adoptadas células fotovoltaicas fotossensibilidade (kWh / m²)
- = Esut precisa em um consumo de energia por dia (kWh, neste exemplo = 18)
- sazonal k = coeficiente tendo em conta todas as perdas (verão = 0,7; Inverno = 0,5)
- insolação Zin = valor tabular (radiação solar) a uma painéis inclinação óptimas (kWh / m²).
Saiba valor insolação pode ter serviço meteorológico regional. O ângulo óptimo de painéis solares é igual ao valor de latitude:
- Primavera e no Outono,
- além de 15 graus - no inverno,
- menos 15 graus - no verão.
Considerado neste exemplo, a região Ryazan está localizado na latitude 55º.
Para tomar o tempo de março a setembro o melhor painel solar de inclinação não regulamentada é o verão 40⁰ ângulo para o chão. Com esta disposição, os módulos de insolação média diária Ryazan 4,73 durante este período. Todos os números estão lá, realizando os cálculos:
- PCM = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3600 watts.
Se tomarmos as bases celular módulos de 100 watts solares, levaria 36 peças. Eles vai pesar 300 kg e ocupam uma área de tamanho, onde a 5 x 5 m.
Construção de energia da bateria
Pegando as baterias precisam ser guiados pelos preceitos:
- Não é adequado para este fim, baterias de carros comuns. usinas de energia solar da bateria são rotulados «SOLAR» inscrição.
- Adquirir baterias só deve ser idêntica em todos os aspectos, é desejável, a partir de um lote de fabricação.
- A sala onde a bateria está localizado, deve ser mantido quente. A temperatura ideal quando as baterias dar plena capacidade = 25⁰C. Quando se -5⁰C para diminuir a capacidade da bateria é reduzida em 50%.
Se você tomar para calcular a tensão da bateria indicativo de 12 volts capacidade de 100 ampères / hora, é fácil calcular uma hora, ele seria capaz de fornecer aos consumidores de energia com potência total de 1200 watts. Mas é a descarga completa, que é extremamente indesejável.
Para operação contínua, a bateria não é recomendada para reduzir sua carga está abaixo de 70%. figura marginal = 50%. Tomando-se como um "meio" o número de 60%, colocar a base para os cálculos de reserva de energia subsequente 720 W / h para cada componente 100 Ah capacitivo bateria (1,200 W / h x 60%).
Inicialmente deve instalar baterias 100% carregada a partir de uma fonte de energia estacionária. As baterias devem cobrir completamente a carga durante o período nocturno. Se você não tem sorte com o tempo, manter os parâmetros necessários do sistema e na parte da tarde.
É importante ter em mente que uma superabundância de baterias levaria a sua undercharging contínua. Isto irá reduzir significativamente a vida útil. A solução mais racional parece baterias de pessoal com unidade de armazenamento de energia, o suficiente para cobrir um consumo de energia diária.
Para encontrar a capacidade da bateria total necessário, dividir o consumo diário total de 12,000 W / h a 720 W / h e multiplicar por 100 Ah:
- 12 000/720 * 100 = 2500 A * 1600 A ≈ h * h
Sub-total para este exemplo irá exigir baterias com uma capacidade de 16 8 a 100 ou 200 Ah ligado em série-paralelo.
Escolher um bom controlador
seleção competente de controlador de carga da bateria (CRA) - o problema é muito específico. Seus parâmetros de entrada devem estar de acordo com os módulos solares seleccionados, e a tensão de saída - a diferença de potencial solar interno (no nosso exemplo - 24 volts). deve necessariamente proporcionar um bom controlador:
- Multicelular!!! carregar a bateria, um múltiplo de estender seu tempo de serviço eficiente !!!
- mútuos automáticas, baterias e painéis solares, ligação-desligamento em correlação com a carga-descarga.
- Voltar a ligar a bateria para a carga sobre a célula solar, e vice-versa.
Este tamanho da unidade pequena - um componente muito importante.
A escolha correta depende de um funcionamento sem problemas do controlador de caro bateria e equilíbrio de todo o sistema.
Seleção do melhor desempenho do inversor
potência do inversor é seleccionado de tal forma que o receptor pode proporcionar picos de carga a longo prazo. Ele deve corresponder à diferença de tensão de entrada potenciais internos solares.
Para uma melhor seleção de opções é recomendado para prestar atenção nos parâmetros:
- A forma ea freqüência do AC emitidas. Quanto mais perto a onda sinusoidal de 50 Hz - o melhor.
- a eficiência do dispositivo. A superior a 90% - o notável.
- consumo próprio do dispositivo. Deve ser proporcional ao consumo total de energia do sistema. Ideal - para 1%.
- Capacidade de resistir a curto prazo de duas vezes sobrecarga nó.
desempenho Naiotlichneyshee - um inversor com o controlador embutido.
vídeos úteis sobre o tema
Vídeos divulgar claramente o tema do artigo.
Mostrando a instalação de painéis solares no telhado da casa com suas próprias mãos:
Seleção de baterias recarregáveis para diferenças solares e espécies:
Cottage energia solar para quem faz tudo sozinho:
passo a passo discutidos métodos práticos de cálculos, o princípio básico do funcionamento eficaz das baterias de painéis solares modernos como parte de uma casa gelioelektrostantsii Autónomas ajudar os proprietários de uma casa grande e uma área densamente povoada, e uma casa de campo no meio do nada para encontrar energia soberania.
