Solpaneler för hem och trädgård: principen om arbetet och beräkningen av det nödvändiga antalet

Vetenskapen har gett oss en tid när tekniken är användningen av solenergi har blivit offentliga. Få solpaneler för husägaren har möjlighet för alla. invånare sommaren är inte släpar efter i detta avseende. De befinner sig ofta bort från centraliserade källor till hållbar el.

Cognition enhet och beräkningsprinciper för operativa enheter solar approximerar verkligheten säkerställa dess naturliga plats el.

Enhet och solar batteri åtgärder

Gång vetgiriga öppnas för oss naturlig substans som produceras under inverkan av solen lätta partiklar, fotoner, elektrisk energi. Processen kallas solceller effekten. Forskare har lärt sig att hantera mikrofysisk fenomen. På grundval av halvledarmaterial har de skapat en kompakt elektronisk utrustning - fotoceller.

Tillverkarna har behärskar tekniken att kombinera miniatyr givare geliopaneli effektiv. Effektiviteten av solpaneler moduler från kisel allmänt industriellt producerade 18-22%.

Av beskrivningen systemet tydligt: ​​alla komponenter är lika viktiga delar av anläggningen - av dem kompetenta val beror samordnat arbete (+)

Att gå solcellsmoduler. Det är i slutet av förflyttningen av fotoner från solen till jorden. Därför är dessa komponenter är lätta att gå på väg redan i kretsen som en DC-partiklar.

De är fördelade på batterier, antingen undergår omvandling till laddningar alternerande elektrisk ström spänning av 220 volt, olika inhemska tekniska matningsanordningar.

Solenergi är en uppsättning seriekopplade halvledaranordningar - fotoceller omvandla solenergi till elektrisk

Typer av solpaneler paneler

Geliopaneli moduler monteras från solceller, annars - solceller. Den massiva användningen av solceller har hittat två arter. De skiljer sig från kisel som används för tillverkningen av halvledar arter är:

• Polykristallin. Denna solceller gjorda av kisel smälter vid långvarig kylning. En enkel tillverkningsmetod bestämmer överkomliga priser, men resultatet för polykristallina alternativ inte överstiger 12%.
• Monokristallina. Detta objekt resulterar i skivning tunna skivor artificiellt odlade kiselkristall. Den mest produktiva och dyrt alternativ. Genomsnittliga effektiviteten nära 17% kan hittas monokristallina solceller med högre effektivitet.

Den polykristallina solceller platt fyrkantig form med icke-enhetlig yta. Monokristallint visas som tunna homogena ytstrukturen fyrkanter med skurna hörn (psevdokvadraty).

Så ser FEP - solceller: solpanel egenskaper inte beror på olika använda föremål - det bara påverkar storleken och priset

första prestanda vid identisk panel effekten är större i storlek än den senare på grund av den lägre verkningsgrad (18% mot 22%). Men procent i genomsnitt tio billigare och ha företrädesrätt efterfrågan.

bildgalleriet

foto från

Monokristallina kiselskivor av polykristallina gånger mer produktiva analoger, men mycket dyrare

På baksidan av skivan som minus ledande linjer på framsidan - plus-

Polikristalicheskie kiselskivor billigare eftersom populär bland oberoende artister. Lödning element på ett liknande sätt

Den polykristallina plattan är anslutna till modulerna, som bör vara på 36 eller 72 bitar. Modul batterier samlas panel

Monokristallina solceller

De negativa ledningsbanor på skivan

Polykristallina solcellselement för montering

Parterna polykristallina solceller

Scheme av solenergi

När bevakad av mystiska klingande namn på noder som ingår i solljuset försörjningssystem, kommer idén om supertehnicheskoy enhet komplexitet. På mikronivå av foton livet är. Och tydligt den allmänna systematiken i kretsen och principen om dess åtgärder ser mycket enkel. Från himlens ljus till "glödlampa Iljitj" bara fyra steg.

Solpaneler - den första komponenten av kraftverket. Denna tunna rektangulära paneler sammansatt av ett visst antal standardskiv solceller. Tillverkare gör en mängd olika grafiska paneler för elektrisk kraft och spänning multipel av 12 volt.

bildgalleriet

foto från

Solceller används i områden med en låg mängd molniga dagar, utnyttja dem som primär eller sekundär energileverantör

Det finns en känsla i byggandet av solvärmesystem i områden med underutvecklad infrastruktur, som ännu inte är anslutna till den centraliserade kraftnätet

Under sommaren datja sol enheter kan ge elektrisk energi och värmesystem

Utrustning för att övervaka prestanda och justera solpanelerna inte tar upp mycket plats, omfattar vanligtvis en inverter, controller och batteri

Om webbplatsen har en fri, väl upplyst plats, kan solenergi placeras på det

Med ett gott skydd mot atmosfär negativ kontroll och övervakning av solens batteriet kan placeras på gatan

Solenergi för privatbostäder kan monteras från prefabricerade paneler

Betydligt billigare och nästan lika prestanda solcellen, samlade sina egna händer från kiselskivor

Installation av solpaneler på taket lutning

Installation på terrasser, verandor, balkonger, vindar

Solsystemet på ett sluttande tak förlängning

Inre solar mini kraftenhet

Läge på den fria delen av webbplatsen

Byggd på gatan utrustningsenheten för batteri

Bygg en solpanel av det färdiga batteriet

Solar batteritillverkning sina egna händer

platt-formad anordning som är anordnad att öppna till direkta strålar ytor. Modulenheterna är kombinerade med användning av ömsesidiga anslutningar i geliobatareyu. Batteri uppgift att omvandla solenergi fick, vilket ger en konstant ström av förutbestämd storlek.

Batterier - alla kända elektrisk laddning ackumulering enhet. Deras roll inom kraftsystemet från den traditionella solen. När hemanvändare är anslutna till ett centraliserat nätverk, energilagring strumpan elektricitet. De samlas också sitt överskott, om de konsumeras att ge tillräckligt elkraft av solpanel strömmen.

Batteripaketet kretsen sänder en erforderlig mängd ström och upprätthåller en stabil spänning så snart som konsumtion av det ökar till ett högt värde. Vad händer till exempel på natten när viloläge eller under fotopaneli malosolnechnoy väder.

Schema hem energi via solceller skiljer sig från utföringsformen med samlare förmåga att lagra energi i ackumulatorn (+)

Controller - en elektronisk mellanhand mellan solpanel och batteri. Dess roll är att reglera batteriets laddningsnivå. Enheten tillåter inte sin kokpunkt överladdning eller faller under en viss elektrisk potential standarder som krävs för stabil drift av hela sol.

Inverter - invertering, så bokstavligt förklarar ljudet av ordet. Ja, eftersom det i själva verket utför noden funktionen när det verkade elektriker fiction. Den omvandlar likström av solens batterimodulen och en variabel med skillnaden mellan 220 volt potential. Det är denna spänning arbetar för den överväldigande massan av elektriska hushållsapparater.

Flödet av solenergi är proportionell mot läget för ljus: När du installerar moduler, skulle det vara bra att tillhandahålla justering av vinkeln beroende på vilken tid på året

Toppbelastningen och genomsnittliga dagliga energiförbrukningen

Kul att ha en egen värd tills geliostantsiyu mycket. Det första steget på vägen att äga kraften i solens energi - Definitionen av en optimal topp i kilowatt och rationell genomsnittliga dagliga energiförbrukningen i kilowattimmar eller fritidshus ekonomi.

Toppbelastning skapar behovet av att inkludera flera elektriska apparater och Det avgörs av sin maximala total kapacitet med tanke på vissa egenskaper uppblåsta bärraketer av dem.

Maximal effekt beräkning visar absolut nödvändigt samtidig användning av någon elektrisk apparat, och som inte. Sådana indikatorer är föremål för effektegenskaperna hos kraftverksenheterna, dvs den totala kostnaden för enheten.

Daglig energiförbrukning av apparaten mätt som produkten av hans personliga makt vid den tidpunkt då han arbetade på näten (el som förbrukas) under dagen.

Total genomsnittlig daglig konsumtion beräknas som summan av den energi som förbrukas av varje konsument av el för den dagliga perioden.

Efterföljande analys och optimering av data om laster och energiförbrukningen kommer att ge den nödvändiga avslutad och uppföljning av solenergisystem med minimala kostnader (+)

Resultatet av energiförbrukningen bidrar till att på ett rationellt sätt närma flödet av solel. Resultatet av beräkningen är viktigt för den fortsatta beräkningen av batteriets kapacitet. Denna parameter batteriet pris, en hel del att stå komponent i systemet beror mer.

Förfarandet för beräkning av energiprestandan

Processen för computing börjar bokstavligen med en horisontellt anordnad, i en sektion som distribueras tetrad arket. Lätta penna linjer av arket formen erhålles med trettio grafer och linjer med antalet elektriska hushållsapparater.

Förberedelse för aritmetiska beräkningar

Den första kolumnen funktioner i traditionell - serienumret. Den andra kolumnen - namnet på apparaten. Den tredje - hans individuella strömförbrukning.

Kolumner från fjärde till tjugosjunde - dag klocka från 00 till 24. I dem genom de horisontella snedstreck tas upp:
- i täljaren - driften av anordningen under vissa timmar i decimalform (0,0)
- i nämnaren - igen sin individuella energiförbrukning (denna upprepning är nödvändig för att beräkna timme laster).

Tjugoåttonde högtalarna - den totala tid som enheten fungerar varje dag under hela dagen. I tjugonionde - rekord personlig enhet strömförbrukning som ett resultat av en multiplikation av individuella strömförbrukning vid tidpunkten för arbetet för den dagliga perioden.

Utarbetandet av den utvidgade konsumenten, med hänsyn till de timvisa lastspecifikationer kommer att lämna mer konventionella enheter, tack vare en rationell användning av (+)

Trettionde kolumnen är också standard - en anteckning. Det är användbart för mellanliggande beräkningar.

Upprättande specifikationer konsumenter

Nästa steg i beräkningarna - omvandlingen av bärbara form i specifikationshushållskonsumenter. Från den första kolumnen är förståeligt. Det ska tilldela linjenummer.

I den andra kolumnen för att passa namnet energikonsumenter. Det rekommenderas att börja fylla apparater korridoren. Följande beskriver andra anläggningar moturs eller medurs (till vem som bekvämt). Om det finns en andra (etc.) våningen, är proceduren densamma: trappan - runda. Samtidigt får vi inte glömma de enheter på trappor och gatubelysning.

Den tredje diagram som anger utsignal framför namnet på varje elektrisk apparat bättre fylls samtidigt med den andra.

Kolumner från fjärde till tjugosjunde matcha alla dina timme på dagen. För enkelhetens skull kan de omedelbart procherknut horisontella linjer i mitten rader. Mottog övre halvan av raderna - som om täljare lägre - nämnare.

Dessa kolumner är fyllda rad. Täljare selektivt exekveras som tidluckor decimalformat (0,0), vilket återspeglar den apparatens funktion i en eller annan specifik timmarsperiod. Parallellt, där tabellerade täljare, nämnare passar med kraftindikatoranordning, tagen från de tredje grafer.

Efter all tid fyllda kolonner överförs till de individuella uppskattningar av daglig arbetstiden för elektriska apparater, flytta raderna. Resultaten registreras i motsvarande celler av den tjugoåttonde högtalarna.

När solenergi spelar en stödjande roll till systemet körs inte på tom del av lasten kan anslutas till den vid en konstant strömkälla (+)

På grundval av den kraft och arbetstid successivt beräknade daglig konsumtion av alla konsumenter. Det anges i den tjugonionde yacheyah kolumn.

När alla rader och kolumner är fyllda med specifikationen, göra resultaten av beräkningarna. Vikning pografno kraften i nämnare tidskolonnladdning erhållna varje timme. Sammanfattningsvis nedåt individuell daglig strömförbrukning tjugonionde högtalarna hitta den genomsnittliga dagliga totalt.

Beräkningen inkluderar inte själv konsumtion av det framtida systemet. Denna faktor beaktas tillhörande faktor i de efterföljande slutgiltiga beräkningarna.

En analys och optimering av data

Om kraften i gelioelektrostantsii planeras som en backup, uppgifter om timme strömförbrukning och av den totala genomsnittliga dagliga energiförbrukningen hjälper till att minimera förbrukningen av dyra solel. Detta uppnås genom att eliminera användningen av energiintensiva konsumenter att återställandet av centralmakten, särskilt i timmar maximal belastning.

Om solenergi system är utformat som en elektrisk likströmsförsörjning, då resultatet av timvisa laster skjuts framåt. Det är viktigt att så fördela elförbrukningen under dagen för att ta bort mycket rådande toppar och starka dalar faller igenom.

Undantag topp, utjämning av maximal belastning, eliminering av skarpa nedgångar i kraft tiden gör det möjligt att plocka upp de mest kostnadseffektiva alternativ för sol systemkomponenter och ger en stabil, ännu viktigare, långsiktig problemfri drift geliostantsii.

Diagrammet visar den ojämna makt vår uppgift - att flytta toppar vid tidpunkten för största aktiviteten i solen och minska den totala dagliga konsumtionen, särskilt på natten.

Presenterade ritning visar omvandlingen erhållits på grundval av grafen framställd irrationell specifikation optimal. Indikator dagliga intaget var minskas från 18 till 12 kW / h, den genomsnittliga per timme belastning från 750 till 500 watt.

Samma princip för optimautföringsform är användbar när med hjälp av kraften från solen som en backup. Onödigt att betala på en kapacitetsökning av solcellsmoduler och batterier till förmån för vissa tillfälliga besvär, kanske du inte borde.

Val gelioelektrostantsii noder

För att förenkla beräkningarna kommer att övervägas version av programmet som en sol batteri för att ge primär elektrisk energikälla. Användarhandbok villkorlig försäljning i Ryazan regionen, där bofasta från mars till september.

Synlighet resonemang ger praktiska beräkningar baserade på datahantering diagram över timme energi som frigörs ovan:

• Total daglig genomsnittlig energiförbrukning = 12.000 watt / timme.
• Den genomsnittliga belastningen förbrukning = 500 watt.
• Maxlast 1200 watt.
• Toppbelastning till 1200 x 1,25 = 1500 watt (+ 25%).

De värden som krävs i beräkningen av den totala kapaciteten av sol enheter och andra driftsparametrar.

bildgalleriet

foto från

Innan byggandet av mini kraftverk är nödvändigt att beräkna den nödvändiga kapaciteten hos den grupp av enheter och att bestämma deras omfattning

I butiken innan du köper bör vara noga kontrollera förpackningen av varje enhet och visa dem för skada

Transport av solpaneler som tillverkas i fabriken förpackning. Enheten kräver korrekt transport, varefter det är nödvändigt att på nytt verifiera integriteten hos skärmen och höljet

solcellsammansättning genomföres företrädesvis i en öppen fri plats eller i ett relativt rymliga rum

vinkel för montering på ett stödorgan i satsen måste ta hänsyn till den tid på året och riktningen av solens strålar

Plats för solenergi utrustning plats bör väljas så att ett antal inte skapades av skuggan av höga byggnader och träd

Controller, växelriktare och ABA solar mini kraftverk installeras i uppvärmda rum, inte har hotet om översvämningar

Om det är nödvändigt, komplettera solkraftverk som drivs av kraftmoduler kompletteras av liknande anordningar i erforderlig mängd

Steg 1: Förberedelser för byggandet av minikraftverk

Steg 2: Standardutrustning av solens batteriet

Steg 3: Transport solceller

Steg 4: Montera batterierna enligt tillverkarens anvisningar

Steg 5: Vinkeln på solenergi elementet

Steg 6: Specificitet av solpanelen arrangemanget

Steg 7: Konfigurera hårdvaran för att kontrollera solsystem

Steg 8: Bygg en storskalig solkraftverk

Bestämning sol driftspänning

Intern driftspänning alla solsystem baserat på mångfalden av 12 volt som den vanligaste valör batterier. De mest allmänt geliostantsy komponenter: sol moduler, controllers, växelriktare - tillgängliga under populära spänningen 12, 24, 48 volt.

Högre spänning medger användning av ledningstrådar med mindre avsnitt - och detta förbättrad tillförlitlighet av kontakter. Å andra sidan, de misslyckade nätverks 12V-batterier, kan ersättas med en.

I 24-voltsnätet, med tanke på detaljerna i användningen av batteriet, är det nödvändigt att byta ut parvis. 48V nätverk kommer att kräva att ändra alla fyra batterier av en gren. Dessutom vid 48 volt, har det en risk för elektriska stötar.

Med samma kapacitet, och ungefär lika med inköpspriset bör batterier med största tillåtna djup urladdning och en maximal ström

Den största skillnaden mellan de interna systemval potentialer i samband med den nominella effekten egenskaper som produceras av moderna industri växelriktare och bör ta hänsyn till storleken på toppbelastning:

• 3 till 6 kW - 48 volt,
• från 1,5 till 3 kW - 24 eller lika med 48V,
• till 1,5 kW - 12, 24, 48B.

Välja mellan ledningarna tillförlitlighet och olägenheter i samband med byte av batterier, för vårt exempel kommer vi att fokusera på tillförlitlighet. I det följande ska vi börja från den beräknade driftspänning system 24 volt.

Batteri Förvärv solpaneler

Formeln för beräkning av den erforderliga effekten från solcellen är som följer:

PCM = (1000 * Esut) / (A * Sin)

där:

• PCM = solbatteri effekt = total effekt av solpaneler (paneler W)
• 1000 = antagna ljuskänslighet solceller (kWh / m ^)
• = Esut behöver i en daglig energiförbrukning (kWh, i detta exempel = 18)
• säsongs k = koefficient med hänsyn till alla de förluster (sommar = 0,7; Vinter = 0,5)
• Zin = tabellvärde solinstrålning (solstrålning) vid en optimal lutningspaneler (kWh / m ^).

Lär solinstrålning värde kan ha regionala vädertjänst. Den optimala vinkeln av solpaneler är lika med värdet för latituden:

• våren och hösten,
• plus 15 grader - på vintern,
• minus 15 grader - på sommaren.

Beaktas i det här exemplet är Ryazan regionen ligger på 55: e breddgraden.

Den maximala effekten uppnås med användning av ett solfångarsystem, säsongs paneler lutningsvinkeln med hjälp av en blandad trimmoduler

För att ta tid från mars till september den bästa oreglerade lutningen solpanelen är sommaren 40⁰ vinkel mot marken. Med detta arrangemang modulerna genomsnitt daglig solinstrålning Ryazan 4,73 under denna period. Alla siffror är där, utföra beräkningar:

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

Om vi ​​tar solcellen bas 100 watt moduler, skulle det ta dem 36 bitar. De kommer att väga 300 kg och upptar en storlek område där ett 5 x 5 m.

Konstruktion av batteriet

Plocka upp batterierna behöver styras av föreskrifterna:

1. Inte lämpar sig för detta ändamål vanliga bilbatterier. Batteri solkraftverk är märkta «SOLAR» inskription.
2. Förvärva batterier bör endast vara identiska i alla avseenden, är det önskvärt, från en fabrik mycket.
3. Rummet där batteriet är beläget, bör hållas varm. Den optimala temperaturen när batterierna ger ut full kapacitet = 25⁰C. När det -5⁰C att minska batterikapaciteten minskas med 50%.

Om du tar för att beräkna den vägledande batterispänning på 12 volt kapacitet på 100 ampere / timme, är det lätt att räkna ut en timme skulle han kunna ge energikonsumenterna med total effekt på 1200 watt. Men det är vid full urladdning, vilket är mycket önskvärt.

För kontinuerlig drift, är batteriet inte rekommenderas för att minska sin laddning är under 70%. Marginell siffra = 50%. Tar som en "medelväg" antalet 60%, sätta till grund för efterföljande beräkningar energireserv 720 W / h för varje 100 Ah batteri kapacitiva komponenten (1200 W / h x 60%).

Kanske köpa en enda batterikapacitet på 200 Ah billigare inköp två 100, och antalet kontaktanslutningar batteriet kommer att minska

Inledningsvis måste installera batterierna 100% laddas från en stationär kraftkälla. Batterierna måste helt täcka lasten nattetid. Om du inte är tur med vädret, upprätthålla de nödvändiga parametrarna i systemet och på eftermiddagen.

Det är viktigt att komma ihåg att ett överflöd av batterier skulle leda till att de kontinuerligt underladdning. Detta kommer att minska livslängden. Den mest rationella lösningen verkar personal batterier med energilager enhet, tillräckligt för att täcka en daglig energiförbrukning.

För att hitta den nödvändiga totala batterikapaciteten, dela den totala dagliga konsumtionen av 12.000 W / h vid 720 W / h och multiplicera med 100 Ah:

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

Delsumma för detta exempel kommer kräver batterier med en kapacitet på 16 8 till 100 eller 200 Ah ansluten i serie-parallellt.

Välja en bra styrenhet

Kompetent urval av batteriets laddningsregulator (CRA) - problemet är mycket specifika. Dess inparametrar måste överensstämma med de valda solcellsmoduler, och utspänningen - det inre sol potentialskillnaden (i vårt exempel - 24 volt). nödvändigtvis måste ge en god styrenhet:

1. Flerstegs!!! ladda batteriet, en multipel av förlänga deras löptid effektiv service !!!
2. Automatiska ömsesidiga, batterier och solpaneler, anslutningskoppling i samband med laddningsurladdning.
3. Anslut batteriet till belastningen på solcellen, och vice versa.

Denna lilla enhet storlek - en mycket viktig komponent.

Om den del av konsumenter (t.ex. belysning) översätta till en direkt 12-volts från styrenheten, kommer växelriktaren behöver mindre kraftfull innebär billigare

Det korrekta valet beror på problemfri drift av regulatorn av dyra batteripaketet och balansen i hela systemet.

Val av bästa prestanda från inverteraren

Växelriktareffekt väljs så att mottagaren skulle kunna ge långsiktiga toppbelastningar. Det måste matcha den ingående spänningsskillnaden sol inre potential.

För ett bättre urval av alternativ rekommenderas att uppmärksamma på parametrar:

1. Formen och frekvensen för den utmatade AC. Ju mer nära sinusvågen på 50 Hz - desto bättre.
2. effektivitet hos anordningen. Ovanstående 90% - den anmärkningsvärda.
3. Egen konsumtion av enheten. Det bör stå i proportion till det övergripande systemet strömförbrukning. Ideal - till 1%.
4. Förmåga att motstå korttids tvåfaldigt nod överbelastning.

Naiotlichneyshee prestanda - en växelriktare med inbyggd styrenhet.

Användbara videor på ämnet

Videor visar tydligt ämnet för artikeln.

Visar installation av solpaneler på taket av huset med sina egna händer:

Val av uppladdningsbara batterier för sol- och arter skillnader:

Cottage solenergi för dem som gör allt själv:

Behandling steg för steg praktiska metoder för beräkningar, den grundläggande principen för effektiv drift av moderna solpaneler batterier som en del av ett hem Autonoma gelioelektrostantsii hjälpa ägarna av ett stort hus och ett tätt befolkat område, och ett hus på landet i mitten av ingenstans att finna energi suveränitet.