Päikeseelektrijaamad pole igapäevaelus enam haruldus, need aitavad üha enam tagada kodu autonoomiat, suurendades elamismugavust. Omades algteadmisi elektroonikast/elektritehnikast, saate koduse päikesejaama ise kokku panna, säästes sellega palju raha. Päikeseelektrijaamu võib olla kolme tüüpi: autonoomsed, võrgustatud (koos genereerimisega võrku) ja kombineeritud (võrku ühendatud ja autonoomsete elektrijaamade kombinatsioon). Selles artiklis käsitletakse näidet autonoomse päikeseelektrijaama ehitamisest, kuna seda tüüpi jaamade järele on kõige rohkem nõudlust kodu varutoiteallika probleemi lahendamiseks.
Iga päikeseelektrijaam, mis toodab vahelduvvoolu, koosneb neljast põhielemendist:
Päikesepaneelid,
Aku laadimise kontroller,
Patareid,
Kombineeritud inverter - muundur.
Märkus: tänapäeval ei ole harvad juhud, kui inverter on sisseehitatud aku laadimise kontrolleriga sellise inverteri kasutamise korral väheneb päikeseelektrijaama komponentide arv. Kuid tuleb arvestada, et eraldi laadimiskontrolleri kasutamine suurendab päikeseelektrijaama uuendamise töökindlust ja võimalust.
Põhimõtteliselt on need elemendid piisavad, et kompleks töötaks ja täidaks oma funktsioone.
Kui aga kompleks on õigesti kokku pandud, püüab suurendada efektiivsust, vastupidavust ja järgida ka ohutusmeetmeid, on vaja täiendavaid elemente ja teadmisi.
Joonistame üksikasjalik diagramm standardse päikeseelektrijaama ja koostage vajalike/soovitatavate elementide nimekiri.
Tavalise päikeseelektrijaama kõigi elementide loetelu ja otstarve
1. Päikesepaneelid
Kogus ja võimsus valitakse sõltuvalt koormusest, toiteallika vajalikust kestusest ja geograafiline asukoht objektiks.
2. Vastusühendused (isane ja emane komplekt)
Enamiku päikesepaneelide juhtmed lõppevad spetsiaalsetes veekindlates pistikutes (MC4 pistikud), mida poodidest ei leia. Seetõttu on lisaks päikesepaneelidele vaja soetada vastupistikud.
3. Juhtme paneelide ja laadimiskontrolleri vahel
Kuna päikesepaneelid asuvad õues ja seadmed siseruumides, on nendevaheline kaugus tavaliselt märkimisväärne. Seetõttu on kadude vähendamiseks väga oluline valida sobiva kvaliteedi ja ristlõikega traat.
Samuti on vaja meeles pidada, et traat tuleb kaitsta negatiivsete tegurite eest. keskkond(päikesekiirgus, sademed, jäätumine) ja mehaanilised kahjustused.
4. Laadimise kontroller
Vajalik aku õige laadimise tagamiseks: õige vool ja pinge.
Kontrollereid on kahte tüüpi: pärand PWM (PWM) ja kaasaegne MPPT.
PWM-kontrollerid (PWM) on odavad ja pakuvad lihtsaimat laadimisrežiimi. Nende efektiivsus on madal, seaded puuduvad. Teatud piirangud kitsendavad nende kasutusala.
MPPT-kontrollerid on veidi kallimad, kuid neil on mitmeid vaieldamatuid eeliseid: efektiivsus on 20-25% kõrgem, aku laadimisrežiimide intelligentne juhtimine, kohandamisvõimalused (võimsamate mudelite jaoks) ja puudub range ühendus päikeseenergia sisendpingega. paneelid.
Võimsus ja pinge valitakse sõltuvalt päikesepaneelide arvust ja võimsusest, samuti akudest.
5. DC lüliti (enne kontrollerisse sisenemist)
Väga oluline element, millele paljud ei pööra tähelepanu.
Esiteks suudab see masin kaitsta kontrollerit läbipõlemise eest juhtudel, kui päikesepaneelide vool ületab kontrolleri nimiväärtust (see juhtub valesti valitud seadmete korral või päikesepaistelistel päevadel).
Teiseks, mis veelgi olulisem, võimaldab see kogu kompleksi ohutult hooldada. Tuleb meeles pidada olulist reeglit: päikesepaneelid, kui nende elektriahel on suletud ja nad toodavad voolu, vajavad ALATI salvestusseadet (akut) või tarbijat (mis tahes kütteelementi). Kui ühendate aku või koormuse kontrolleri küljest lahti ja jätate paneelid ühendatuks, põleb see läbi. Põhjus on selles, et kontrolleril pole paneelidelt sissetulevat energiat kuhugi panna.
6. DC lüliti (pärast kontrolleri väljundit)
See masin on vajalik seadmete kaitsmiseks lühiste eest, mis võivad tekkida aku küljel.
7. Akud
Nende võimsus, pinge ja kogus valitakse sõltuvalt koormusest, toiteajast, aga ka päikesepaneelide, laadimiskontrolleri ja inverteri omadustest.
8. Jumperid patareide vahel
Paljud inimesed ei tea, et džemprite kvaliteet mõjutab oluliselt aku tööd ja eluiga.
Head džemprid on lühikesed, paksud (alates 25-35 ruutmeetrit), valmistatud vasest, tihedalt kokku surutud otstega.
10. Päikeseelektrijaama inverter on ehk kõige olulisem komponent.
Inverter muundab D.C. muutuvas - kõigi kodumasinate jaoks.
Mudel ja võimsus valitakse sõltuvalt koormusest, käivitusvooludest ja aku pingest. Üldiselt tuleks päikeseelektrijaama ideaalseks konstruktsiooniks pidada sellist, kus erinevad koormusgrupid saavad voolu erinevatest inverteritest. Paljud ettevõtted toodavad mitmesuguste omadustega invertereid. Need võivad erineda väljundsignaali kuju poolest (kõige lihtsam ja odavaim väljastab ristkülikukujulist signaali, nn "meander", mille tootjad nimetavad seda aga sagedamini: modifitseeritud sinusoid, simuleeritud sinusoid, pseudo sinusoid, kvaasisinusoid sinusoid), rakendatakse koormuse kompenseerimise meetodit (pinge amplituudi või kõvera ala säilimise tõttu). vooluahela disain(üks või kaks pingemuundust, impulss- või analoogsignaali muundamine).
Mõned inverterid on sisseehitatud laadija olemasolevast võrgust (kombineeritud inverter) ja saavad lisaks võrgust akut laadida, teised saavad päikesepaneelidest saadud energiat laadida võrgu energiaga (hübriidinverterid), teised saavad päikeselt püütud energiat võrku suunata (võrk või võrgusisesed inverterid). Üldiselt võib inverteri disain olla väga mitmekesine. Kvaliteetne inverter peab tootma puhta siinussignaali, mille moonutus on alla 3%, mitte muutma pinge amplituudi maksimaalse koormuse ühendamisel rohkem kui 10%, teostama topeltmuunduse (esimene on DC, teine on AC), omama sekundaarse muundamise analoogosa kvaliteetse trafoga , omama märkimisväärset ülekoormusreservi ja kaitsefunktsioonide komplekti koormuse lühiste, akude ebaõige ühendamise, ülekoormuse, aku talitlushäirete ja sügavate häirete eest. akude tühjenemine.
Vastab kõigile määratud nõuetele inverter IR väljundvõimsusega 1 kuni 6 kW.
See inverteritüüpide lühikirjeldus aitab teil valida oma koju (päikeseelektrijaam) sobiva inverteri.
11. Kaitselüliti AC
Kaitseb inverterit ülekoormuste ja rikete eest, kui koormuse poolel tekib lühis.
12. Kaitsemaandus
See ei ole seade ega seade. Need on soovitatavad meetmed seadmete ja inimeste kaitsemaanduse korraldamiseks. Isegi kui äärmuslikku sündmust ei toimu (äike, lühis), koguneb seadmetele staatiline elekter. See tuleb maapinnale viia.
Äärelinna kinnistute autonoomsed toitesüsteemid võimaldavad elada mugavalt isegi tsentraliseeritud kommunikatsioonist kaugel. Sageli kasutatakse traditsiooniliste skeemide kõrval ka alternatiivseid, mis põhinevad päikeseenergia kasutamisel.
Päikesesüsteemi korrektseks toimimiseks on vaja hästi läbimõeldud päikesepaneelide ühendusskeemi. Teil on vaja komplekti kvaliteetseid seadmeid, mis suudavad määratud kohustustega toime tulla.
Me ütleme teile, kuidas õigesti planeerida minielektrijaama komponentide paigutust. Õpid, kuidas valida tehnilised seadmed süsteemi kokkupanekuks ja nende õigeks ühendamiseks. Meie nõuandeid arvesse võttes saate ehitada tõhusa paigalduse.
Vaatame, kuidas päikesesüsteem töötab ja töötab maamaja. Selle põhieesmärk on muundada päikeseenergia 220 V elektriks, mis on kodumajapidamiste elektriseadmete peamine toiteallikas.
Peamised osad, millest SES koosneb:
- Patareid (paneelid), mis muudavad päikesekiirguse alalispingevooluks.
- Kontroller, mis reguleerib aku laetust.
- Akupakk.
- Inverter, mis muundab aku pinge 220 V.
Aku disain on konstrueeritud nii, et see võimaldab seadmetel töötada erinevates ilmastikutingimustes, temperatuuridel -35ºС kuni +80ºС.
Selgub, et õigesti paigaldatud töötavad sama jõudlusega nii talvel kui ka suvel, kuid ühel tingimusel - selge ilmaga, kui päike loodab maksimaalne kogus soojust. Pilves ilmades väheneb töö efektiivsus järsult.
Päikeseelektrijaamade efektiivsus keskmistel laiuskraadidel on kõrge, kuid mitte piisav suurte majade täielikuks elektriga varustamiseks. Sagedamini peetakse päikesesüsteemi täiendavaks või varuelektriallikaks
Ühe 300 W aku kaal on 20 kg. Enamasti paigaldatakse paneelid katusele, fassaadile või maja kõrvale paigaldatud spetsiaalsetele nagidele. Vajalikud tingimused: lennuki pööramine päikese poole ja optimaalne kalle (keskmiselt 45° maapinna suhtes), tagades päikesekiirte risti langemise.
Võimalusel paigalda jälgija, mis jälgib päikese liikumist ja reguleerib paneelide asendit.
Akude ülemist tasapinda kaitseb karastatud põrutuskindel klaas, mis talub kergesti rahetööki või tugevat lumetuisku. Siiski on vaja jälgida katte terviklikkust, vastasel juhul lakkavad kahjustatud räniplaadid (fotoelemendid) töötamast
Kontroller täidab mitmeid funktsioone. Lisaks peamisele - aku laadimise automaatsele reguleerimisele, reguleerib see päikesepaneelide energiavarustust, kaitstes seeläbi akut täieliku tühjenemise eest.
Täielikult laetuna ühendab kontroller aku automaatselt süsteemist lahti. Kaasaegsed seadmed on varustatud juhtpaneeliga, mille ekraan näitab aku pinget.
Omatehtud päikesesüsteemide jaoks parim valik on geellakud, mida iseloomustab katkematu tööperiood 10-12 aastat. Pärast 10 aastat töötamist väheneb nende võimsus ligikaudu 15-25%. Tegemist on hooldusvabade ja absoluutselt ohutute seadmetega, mis ei eralda kahjulikke aineid.
Talvel või pilvise ilmaga jätkavad paneelid ka tööd (kui neid regulaarselt lumest puhastada), kuid energia tootmine väheneb 5-10 korda
Tasub teada, et majapidamiselektrijaamad on võimelised teenindama pidevalt töötavat külmikut, perioodiliselt töötavat sukelpumpa, telerit ja valgustussüsteemi. Katla või isegi mikrolaineahju tööks energia saamiseks on vaja võimsamaid ja väga kallimaid seadmeid.
Päikeseelektrijaama lihtsaim skeem koos põhikomponentidega. Igaüks neist täidab oma funktsiooni, ilma milleta on SES-i toimimine võimatu
On ka teisi, keerukamaid, kuid see lahendus on universaalne ja igapäevaelus kõige populaarsem.
Akude ühendamise sammud päikeseelektrijaama seadmetega
Ühendus toimub etapiviisiliselt, tavaliselt järgmises järjekorras: esmalt ühendatakse kontroller akuga, seejärel ühendatakse kontroller päikesepaneelidega, seejärel ühendatakse aku inverteriga ja viimasena tehakse juhtmestik tarbijatele. .
Samm nr 1: akuga ühendamine
Patareid hõivavad võrgus selgelt määratletud koha. Need ei ole ühendatud päikesepaneelidega otse, vaid läbi kontrolleri, mis reguleerib nende laadimist/mahalaadimist. Teisest küljest on aku ühendatud inverteriga, mis muundab voolu.
Seega näeb aku ühendusskeem välja järgmine:
- Ühendame aku/kontrolleri (siis kontrolleri/päikesepaneelid);
- ühendage aku ja muundur.
Võimalikud on ka muud ühendusvõimalused, kuid see on optimaalne, kuna säästab kulutamata energiat ja annab selle vajadusel üle tarbijatele.
Akude ostmiseks on kaks võimalust: päikeseelektrijaama osana, mis on täielikult paigaldusvalmis või eraldi, vastavalt määratud parameetritele. Odav Hiina komplekt ei maksa rohkem kui 2000 rubla
Kui ühest akust ei piisa, ostke mitu samade omadustega akut. Need on paigaldatud ühte kohta ja ühendatud järjestikku.
Kasutamise ja hooldamise hõlbustamiseks paigaldatakse plokid polümeerkattega metallraamile.
Vaatame, kuidas on aku ühendatud kontrolleri ja inverteriga.
Pildigalerii
Järgmine samm on kontrolleri ühendamine päikesepaneelidega ja akuplokk inverteriga.
Samm nr 2: ühendamine kontrolleriga
Mõelgem võimalusele, mida maamajade omanikud praktikas sageli kasutavad. Nad tellivad ühelt Interneti-saidilt Hiinas valmistatud odavaid seadmeid.
Minimaalse arvu seadistustega eelarvekontroller, mis on varustatud kolme paari klemmidega, mis on võimeline teenindama 150 W päikesepatarei. Maksumus - 1300 rubla
Ühendus toimub järgmises järjekorras:
- Esiteks ühendatakse kontrolleriga aku. Seda tehakse tahtlikult, et kontrollida, kuidas seade tuvastab võrgu nimipinge (standardväärtused - 12 V, 24 V). Akuga ühendamisel kasutage esimest klemmide paari.
- Seejärel ühendatakse päikesepaneelid otse, kasutades nendega kaasasolevaid juhtmeid ja kontrolleril on teine paar klemme.
- Viimasena paigaldatakse öövalgustusseadmed. I – just selleks on kolmas terminalide paar. Peale madalpingevalgustuse, mis töötab ainult pimedal ajal ja töötab akutoitel, ei saa kasutada muid seadmeid.
Igat tüüpi ühenduse puhul peate tagama polaarsuse.
Polaarsuse eiramine põhjustab kontrolleri kohese rikke, samuti päikesepaneeli osade rikke.
Pärast kontrolleri ühendamist aku ja paneelidega ühendame inverteri ja vajadusel madalpinge valgustusseadmed.
Inverteri paigalduskoht päikeseelektrijaama süsteemis on vahemikus akupakk ja energiatarbijad, st kodumasinad, valgustusseadmed jne (+)
Seade ostetakse samamoodi nagu ülejäänud päikesesüsteem: SES komplekti osana või eraldi.
Inverteri akuga ühendamise protseduur:
Pildigalerii
Võtame seadme karbist välja, kontrollime selle terviklikkust ja eemaldame kaitsekiled. Uurime juhiseid, et mitte teha ühendamisel vigu
Koos seadmega sisaldab komplekt tingimata 2 spetsiaalsete klemmidega juhet ja "krokodillid" selle ühendamiseks akuga.
Inverteriga kaasas olevat spetsiaalset kaablit on väga lihtne paigaldada: klemmid asetatakse seadme kontaktidele ja kinnitatakse keeratava plastikust korkidega
Akuga ühendamine on samuti väga lihtne: kinnitame aku kontaktidele kaks spetsiaalset klambrit, jälgides polaarsust - pluss pluss, miinus miinus
Kui te pole varem päikeseelektrijaamu paigaldanud, soovitame soetada mitte üksikuid seadmeid, vaid terviksüsteemi.
Paigaldusvalmis süsteemi eeliseks on see, et see ühtib seadmete parameetritega (võimsuse jaoks õigesti valitud akud, vajalik arv päikesepaneele, juhtmete komplekt kiireks ühendamiseks).
On loogiline, et võimsuselt, pingelt ja võimsuselt ühilduvad seadmed on päikeseenergia muundamisel ja maja elektriga varustamisel palju tõhusamad. Tegelikult saab tasuta "rohelist energiat" kasutada küttesüsteemidega
Video nr 3. Ülevaade ühest kodupaigaldusvalikust:
Alternatiivse energia kasutamine inimkonna vajaduste rahuldamiseks on tõesti suur tehnoloogiline hüpe. Tänapäeval saab iga majaomanik iseseisvalt kokku panna ja ühendada maja elektriga varustava päikeseelektrijaama. Võttes arvesse kuluefektiivsust ja keskkonnasõbralikkust, on see praktiline ja tõhus lahendus.
Kas soovite meile rääkida, kuidas te oma kätega väikese päikeseelektrijaama kokku panite? Söö huvitavaid fakte ja kasulikku teavet artikli teema kohta? Kirjutage kommentaarid allolevasse plokki, jagage oma muljeid, arvamusi ja temaatilisi fotosid.
Inimkond on juba aastakümneid otsinud alternatiivseid energiaallikaid, mis suudaksid olemasolevaid vähemalt osaliselt asendada. Ja kõige lootustandvamad näivad täna olevat kaks: tuule- ja päikeseenergia.
Tõsi, ei üks ega teine ei suuda pakkuda pidevat tootmist. Selle põhjuseks on tuuleroosi muutlikkus ja päikesevoo intensiivsuse igapäevane-ilma-hooajaline kõikumine.
Tänapäeva energiatööstus pakub kolme peamist saamise meetodit elektrienergia, kuid kõik need on ühel või teisel viisil keskkonnale kahjulikud:
- Kütuse elektrienergia tööstus- kõige keskkonda saastavam, millega kaasneb märkimisväärne süsinikdioksiidi, tahma ja kasutu soojuse eraldumine atmosfääri, mis põhjustab osoonikihi vähenemist. Selle jaoks kütusevarude ammutamine põhjustab ka olulist kahju keskkonnale.
- Hüdroenergia on seotud väga oluliste maastikumuutuste, kasulike maade üleujutustega ja kahjustab kalavarusid.
- Tuumaenergia- kolmest kõige keskkonnasõbralikum, kuid nõuab ohutuse säilitamiseks väga suuri kulutusi. Iga õnnetust võib seostada loodusele korvamatu, pikaajalise kahju tekitamisega. Lisaks nõuab see erimeetmeid kasutatud kütusejäätmete kõrvaldamiseks.
Rangelt võttes on päikesekiirgusest elektri saamiseks mitmeid viise, kuid enamik neist kasutab selle vahepealset muundamist mehaaniliseks jõuks, generaatori võlli pööramist ja alles seejärel elektrienergiaks.
Sellised elektrijaamad on olemas, nad kasutavad Stirlingi välispõlemismootoreid, neil on hea kasutegur, kuid neil on ka märkimisväärne puudus: selleks, et koguda võimalikult palju päikesekiirgust, on vaja toota tohutuid paraboolpeegleid koos jälgimissüsteemidega. päikese asend.
Peab ütlema, et lahendusi olukorra parandamiseks on, kuid need on kõik üsna kallid.
On meetodeid, mis võimaldavad valgusenergiat otse elektrivooluks muuta. Ja kuigi fotoelektrilise efekti fenomen pooljuhtseleenis avastati juba 1876. aastal, tekkis alles 1953. aastal, ränifotoelemendi leiutamisega, reaalne võimalus luua päikesepatareid elektri tootmiseks.
Sel ajal oli juba tekkimas teooria, mis võimaldas selgitada pooljuhtide omadusi ja luua praktiline tehnoloogia nende tööstustoodang. Tänaseks on see kaasa toonud tõelise pooljuhtide revolutsiooni.
Päikesepatarei töö põhineb pooljuhtide fotoelektrilise efekti nähtusel p-n ristmik, mis on sisuliselt tavaline ränidiood. Kui see on valgustatud, ilmub selle klemmidele fotopinge 0,5–0,55 V.
Elektrigeneraatorite ja akude kasutamisel tuleb arvestada nende vahel esinevate erinevustega. Ühendades kolmefaasilise elektrimootori vastavasse võrku, saate selle väljundvõimsuse kolmekordistada.
Järgides teatud soovitusi, minimaalsete ressursside ja ajakuluga saate valmistada kõrgsagedusliku impulssmuunduri toiteosa kodumaiste vajaduste jaoks. Saate uurida selliste toiteallikate struktuuri- ja vooluskeeme.
Struktuurselt on päikesepatarei iga element valmistatud räniplaadi kujul, mille pindala on mitu cm2, millele moodustatakse palju selliseid fotodioode, mis on ühendatud ühte vooluringi. Iga selline plaat on eraldi moodul, mis toodab päikesevalguse käes teatud pinget ja voolu.
Ühendades sellised moodulid akuga ja kombineerides nende paralleelse jadaühenduse, saate saada laias valikus väljundvõimsuse väärtusi.
Päikesepaneelide peamised puudused:
- Suur ebatasasus ja ebaühtlus energia väljundis sõltuvalt ilmast ja päikese hooajalisest kõrgusest.
- Piirab kogu aku võimsust, kui vähemalt üks osa sellest on varjutatud.
- Sõltuvus päikese suunast erinevatel kellaaegadel. Aku võimalikult tõhusaks kasutamiseks peate tagama, et see oleks alati suunatud päikese poole.
- Seoses eelnevaga energia salvestamise vajadus. Suurim energiatarbimine toimub ajal, mil selle tootmine on minimaalne.
- Piisava võimsusega konstruktsiooni jaoks vajalik suur ala.
- Aku disaini haprus, vajadus selle pinda pidevalt mustusest, lumest jne puhastada.
- Päikesemoodulid töötavad kõige tõhusamalt 25°C juures. Töötamise ajal soojendab päike neid palju rohkem kõrge temperatuur, vähendades oluliselt nende tõhusust. Optimaalse efektiivsuse säilitamiseks tuleb akut hoida jahedas.
Tuleb märkida, et päikesepatareide arengud kasutavad uusimad materjalid ja tehnoloogia. See võimaldab järk-järgult kõrvaldada päikesepaneelidele omased puudused või vähendada nende mõju. Seega on uusimate orgaanilisi ja polümeerseid mooduleid kasutavate elementide kasutegur jõudnud juba 35%-ni ja loodetakse jõuda 90%-ni ning see võimaldab saada samade akumõõtmetega oluliselt rohkem võimsust või energiatõhusust säilitades aku mõõtmete oluliseks vähendamiseks.
Muide, auto mootori keskmine kasutegur ei ületa 35%, mis viitab sellele, et päikesepaneelid on üsna tõhusad.
On arendatud nanotehnoloogial põhinevaid elemente, mis töötavad langeva valguse erinevate nurkade all võrdselt tõhusalt, mis välistab vajaduse nende positsioneerimise järele.
Seega saame täna rääkida päikesepaneelide eelistest võrreldes teiste energiaallikatega:
- Ei mingit mehaanilist energiamuundust ega liikuvaid osi.
- Minimaalsed tegevuskulud.
- Vastupidavus 30-50 aastat.
- Vaikne töö, ilma kahjulike heitmeteta. Keskkonnasõbralikkus.
- Liikuvus. Sülearvuti toiteks ja LED-taskulambi aku laadimiseks mõeldud aku mahub väikesesse seljakotti.
- Sõltumatus püsivate vooluallikate olemasolust. Võimalus laadida põllul kaasaegsete vidinate akusid.
- Vähenõudlik välistegurite suhtes. Päikesepatareid saab paigutada kõikjale, igale maastikule, kui nad saavad piisavalt päikesevalgust.
Maa ekvatoriaalsetes piirkondades on päikeseenergia keskmine voog keskmiselt 1,9 kW/m 2. IN keskmine rada Venemaal jääb see vahemikku 0,7-1,0 kW/m2. Klassikalise räni fotoelemendi efektiivsus ei ületa 13%.
Nagu näitavad eksperimentaalsed andmed, kui ristkülikukujuline plaat on suunatud oma tasapinnaga lõunasse, päikese maksimumi punkti, siis 12-tunnise päikesepaistelise päeva jooksul saab see muutuse tõttu mitte rohkem kui 42% kogu valgusvoost. selle langemisnurgas.
See tähendab, et keskmise päikesevoo 1 kW/m2 korral on 12 tunniga võimalik saada 13% aku kasutegur ja selle kogukasutegur 42% mitte rohkem kui 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Wh või 0,6 kWh. päevas alates 1 m 2. See eeldab päikesepaistelist päeva, pilvise ilmaga on see palju väiksem ja talvekuudel tuleb see väärtus jagada veel 3-ga.
Võttes arvesse pinge muundamise kadusid, automaatikaahelat, mis tagab akudele optimaalse laadimisvoolu ja kaitseb neid ülelaadimise eest, ja muid elemente, võib aluseks võtta 0,5 kWh/m 2. Selle energiaga saate 12 tundi säilitada aku laadimisvoolu 3 A pingel 13,8 V.
See tähendab, et täielikult tühjenenud autoaku, mille võimsus on 60 Ah, laadimiseks on vaja 2 m2 suurust päikesepaneeli ja 50 Ah jaoks umbes 1,5 m2.
Sellise võimsuse saamiseks võite osta valmispaneele, mis on toodetud võimsusvahemikus 10-300 W. Näiteks üks 100 W paneel 12-tunnise päevavalguse jaoks, võttes arvesse koefitsienti 42%, annab 0,5 kWh.
Selline Hiinas valmistatud monokristallilisest ränist valmistatud väga heade omadustega paneel maksab praegu turul umbes 6400 rubla. Lahtise päikese käes vähem efektiivne, kuid pilvise ilmaga parema jõudlusega, polükristalliline - 5000 rubla.
Kui teil on teatud oskused elektroonikaseadmete paigaldamisel ja jootmisel, võite proovida sellist päikesepatareid ise kokku panna. Samal ajal ei tohiks te loota väga suurele hinnatõusule, lisaks on valmis paneelid nii elemendid ise kui ka nende koost.
Kuid selliste paneelide müüki ei korraldata kõikjal ja nende transport nõuab väga rangeid tingimusi ja on üsna kulukas. Lisaks on isetootmisel võimalik, alustades väikesest, järk-järgult mooduleid lisada ja väljundvõimsust suurendada.
Materjalide valik paneeli loomiseks
Hiina veebipoed ja ka eBay pakuvad laia valikut tooteid isetehtud mis tahes parameetritega päikesepatareid.
Ka lähiminevikus ostsid kodutöölised plaate, mis tootmise käigus praagitud, laastude või muude defektidega, kuid oluliselt odavamad. Need on üsna tõhusad, kuid neil on veidi väiksem väljundvõimsus. Arvestades pidevat hindade langust, pole see praegu kuigi soovitatav. Keskmiselt 10% võimsusest kaotades kaotame ju ka efektiivses paneelipiirkonnas. Jah ja välimus Katkiste tükkidega plaatidest koosnev aku näeb üsna ajutine välja.
Selliseid mooduleid saate osta ka Venemaa veebipoodidest, näiteks molotok.ru pakub tööparameetritega polükristalseid elemente aadressil valgusvoog 1,0 kW/m2:
- Pinge: tühikäik - 0,55 V, tööpinge - 0,5 V.
- Vool: lühis - 1,5 A, töökorras - 1,2 A.
- Töövõimsus - 0,62 W.
- Mõõdud - 52x77 mm.
- Hind 29 rubla.
Nõuanne: Arvestada tuleb sellega, et elemendid on väga haprad ja osad võivad transportimisel kahjustuda, seega tuleks tellimisel varuda nende kogusele veidi reservi.
Oma kätega päikesepatarei valmistamine koju
Päikesepaneeli valmistamiseks vajame sobivat raami, mille saate ise teha või juba valmis kaasa võtta. Parim materjal selle jaoks on duralumiinium, see ei ole korrosioonile vastuvõtlik, ei karda niiskust ja on vastupidav. Sobiva töötlemise ja värvimisega sobivad nii teras kui ka isegi puit sademete eest kaitsmiseks.
Nõuanne: te ei tohiks paneeli teha väga suureks: elementide kokkupanek, paigaldamine ja hooldamine on ebamugav. Lisaks on väikesed paneelid madala tuulega ja neid saab mugavamalt paigutada vajalike nurkade alla.
Arvutame komponente
Otsustame oma raami mõõtmed. 12-voldise happeaku laadimiseks vajate tööpinge mitte madalam kui 13,8 V. Võtame aluseks 15 V. Selleks peame järjestikku ühendama 15 V / 0,5 V = 30 elementi.
Näpunäide: Päikesepaneeli väljund tuleks ühendada akuga läbi kaitsedioodi, et vältida selle isetühjenemist öösel läbi päikesepatareide. Seega on meie paneeli väljund: 15 V – 0,7 V = 14,3 V.
Laadimisvoolu 3,6 A saamiseks peame paralleelselt ühendama kolm sellist ketti ehk 30 x 3 = 90 elementi. See maksab meile 90 x 29 rubla. = 2610 hõõruda.
Näpunäide: päikesepaneeli elemendid on ühendatud paralleelselt ja järjestikku. Igas järjestikuses ahelas on vaja säilitada võrdsus elementide arvus.
Selle vooluga saame pakkuda standardset laadimisrežiimi täiesti tühjale akule mahuga 3,6 x 10 = 36 Ah.
Tegelikkuses on see arv päeva jooksul ebaühtlase päikesevalguse tõttu väiksem. Seega peame tavalise 60 Ah autoaku laadimiseks ühendama kaks sellist paneeli paralleelselt.
See paneel suudab meile pakkuda elektrivõimsust 90 x 0,62 W ≈ 56 W.
Või 12-tunnise päikesepaistelise päeva jooksul, võttes arvesse parandustegurit 42% 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.
Asetame oma elemendid 6 rida 15 tükki. Kõigi elementide paigaldamiseks vajame pinda:
- Pikkus - 15 x 52 = 780 mm.
- Laius - 77 x 6 = 462 mm.
Kõigi plaatide vabaks mahutamiseks võtame oma raami mõõtmed: 900×500 mm.
Näpunäide: kui on olemas muude mõõtmetega valmisraame, saate elementide arvu vastavalt ülaltoodud kontuuridele ümber arvutada, valida muude standardsuuruste elemendid ja proovida neid paigutada, kombineerides ridade pikkust ja laiust.
Samuti vajame:
- Elektriline jootekolb 40 W.
- Joote, kampol.
- Paigaldusjuhe.
- Silikoonhermeetik.
- Kahepoolne teip.
Tootmise etapid
Paneeli paigaldamiseks on vaja ette valmistada tase töökoht piisav ala mugava juurdepääsuga igast küljest. Parem on asetada elementplaadid ise eraldi küljele, kus need on kaitstud juhuslike löökide ja kukkumiste eest. Peaksite neid võtma ettevaatlikult, ükshaaval.
Jääkvooluseadmed parandavad teie kodu elektrisüsteemi ohutust, vähendades elektrilöögi ja tulekahjude tõenäosust. Iseloomulike tunnuste üksikasjalik tutvustus erinevat tüüpi Jääkvoolu lülitid annavad teile teada korterite ja majade kohta.
Elektriarvesti kasutamisel tekivad olukorrad, kui see tuleb välja vahetada ja uuesti ühendada – selle kohta saate lugeda.
Tavaliselt kasutavad nad paneeli tootmiseks ühtseks ahelaks eelnevalt joodetud elementide plaatide liimimise meetodit tasasele aluspõhimikule. Pakume teist võimalust:
- Asetame selle raami sisse, kinnitame hästi ja tihendame servad klaasi või pleksiklaasiga.
- Laotame sellele elemendiplaadid sobivas järjekorras, liimides need kahepoolse teibiga: tööpool klaasi külge, jootekoht viib raami tagaküljele.
- Asetades raami lauale klaasiga allapoole, saame mugavalt elementide klemmid kokku joota. Elektripaigalduse teostame vastavalt valitud elektriskeem kandmised.
- Lõpuks liimime plaadid teibiga tagaküljele.
- Panime mingisuguse summutuspadja: lehtkumm, papp, puitkiudplaat jne.
- Me sisestame tagaseina raami sisse ja tihendame selle.
Soovi korral saate tagaseina asemel täita tagumise raami mõne seguga, näiteks epoksiidiga. Tõsi, see välistab paneeli lahtivõtmise ja parandamise võimaluse.
Muidugi ei piisa ühest 50 W akust isegi väikese maja toiteks. Kuid selle abiga on juba võimalik valgustust rakendada kaasaegsete LED-lampide abil.
Linnainimese mugavaks äraelamiseks kulub nüüd vähemalt 4 kWh elektrit päevas. Perekonnale – vastavalt selle liikmete arvule.
Seetõttu peaks kolmeliikmelise pere eramaja päikesepaneel andma 12 kWh. Kui kodu peaks saama elektrienergiaga ainult päikeseenergiast, siis vajame päikesepatarei, mille pindala on vähemalt 12 kWh / 0,6 kWh/m2 = 20 m2.
Seda energiat tuleb salvestada akudes, mille võimsus on 12 kWh / 12 V = 1000 Ah, või umbes 16 akut, igaüks 60 Ah.
Päikesepaneeliga aku ja selle kaitsega normaalseks tööks on vajalik laadimiskontroller.
12 V alalisvoolu teisendamiseks 220 V vahelduvvooluks vajate inverterit. Kuigi praegu on turul juba piisav kogus elektriseadmeid pingetele 12 või 24 V.
Näpunäide: Madalpinge toitevõrkudes töötavad voolud oluliselt suuremate väärtustega, nii et suure võimsusega seadmetega ühendamisel peaksite valima sobiva ristlõikega juhtme. Inverteriga võrkude juhtmestik toimub tavapärase 220 V vooluahela järgi.
Järelduste tegemine
Arvestades energia kogunemist ja ratsionaalset kasutamist, hakkavad ebatraditsioonilised elektrienergia liigid oma toodangu kogumahtu oluliselt suurendama. Võiks isegi väita, et need muutuvad tasapisi traditsiooniliseks.
Arvestades kaasaegsete hiljuti oluliselt vähenenud energiatarbimise taset kodumasinad, energiasäästlike valgustusseadmete kasutamine ja uute tehnoloogiate päikesepaneelide oluliselt suurenenud efektiivsus, võime öelda, et need on juba praegu võimelised tagama elektrienergia väikesele eramaja lõunapoolsetes riikides, kus on palju päikesepaistelisi päevi aastas.
Venemaal võib neid hästi kasutada varukoopiana või täiendavaid allikaid energia kombineeritud toitesüsteemides ja kui nende efektiivsust on võimalik tõsta vähemalt 70% -ni, on neid võimalik kasutada peamiste elektritarnijatena.
Video sellest, kuidas ise päikeseenergia kogumiseks seadet valmistada
Tervitused kõigile lugejatele, tahan teile rääkida oma päikeseelektrijaamast, mille võimsus ulatub kilovatini tunnis. Nüüd olen teostanud kogu süsteemi täieliku moderniseerimise. Algul oli mul ainult neli päikesepaneeli, kaks Krasnodari oma 75 vatt*h ja kaks eBayst ostetud elementidest kokku pandud.
Kontroller kasutas lihtsat odavat PWM-i pingel 24 volti 20A. Kogu päikeseelektrijaam tootis kuni 230 vatti*h. Nüüd olen paigaldanud 6 paneeli võimsusega 50 vatti * h ja 2 paneeli võimsusega 100 vatti * h. Nende paneelide koguvõimsus oli 500 vatti*h. Muide, paneelid on valmistatud Saksamaal. Ühendasin paneelid 24 voltiga, kaks paralleelselt ja siis järjestikku. Tööpinge 39V.
Täna kell üks päeval tegin esimesed testitulemused ja sain peaaegu arvutatud võimsuse vaatamata kergele uduvihmale taevas. Ülemises reas oleva paneeli fotol on vasakul 2 saksa paneeli, igaüks 100 vatti*h ja paremal Krasnodari omad, igaüks 75 vatt*h, kuid need pole ühendatud, kuna neil on tööpunkti pinge teistest 2 volti madalam.
Kontrolleri näidud näitavad salvestatud võimsust 490 vatti*h.
>
Kontroller laeb kuut 120Ah AGM akut, mida kasutasin varem oma elektriautos. Ühendasin kaks järjestikku 24 volti ja paralleelselt. Energiat võetakse akudest kahe inverteri abil puhta siinuslaine abil. Üks toidab ainult kogu maja ja kõrvalhoonete valgustust, selle võimsus on 500 vatti*h. Teine on võimsam, seda kasutatakse võimsate tarbijate toiteks, see on 1,5 aWh lühiajalise koormusega kuni 3 kWh 10 sekundi jooksul.
DIY kaasaskantav päikesepatarei.
Lisaks on siin veel mõned fotod kaasaskantavast päikeseelektrijaamast, mis on tehtud ühele mu sõbrale. Paneelide võimsus on 100 vatti ja neid saab lülitada laadima 12/24 V akusid seni, kuni vastav kontroller on paigaldatud. Kuid kontroller on tavaline, nii et maksimaalne vool on 6A. Noh, üldiselt tuli see hästi välja, kuigi see oli väga lihtne.
>
>
>
>
Tuleme tagasi peaelektrijaama juurde. Lõpetasin just 1kW päikesepaneelide paigaldamise. Hiinast osteti ka 3,5 kW pideva võimsusega inverter, puhas siinuslaine. MPPT kontroller TS-MPPT-45 on hõivatud akude laadimisega. Aku kogumaht on 7 kW*h.
>
Esimesed andmed ja näidud salvestati millalgi päeval, vaatamata väljas valitsevale kõrgele temperatuurile ja kergele uduvihmale taevas tootis elektrijaam 900 vatti, tulemus vastas kõigile ootustele. Arvan, et talvel on energiat rohkem, sest talvel on meie taevas selgem ja madal temperatuur ei lase päikesepaneelidel üle kuumeneda.
>
Üldiselt töötab elektrijaam endiselt hästi, kuigi maja on ühendatud tsentraalse elektrivõrguga, kuid maja valgustus töötab nüüd täielikult päikeseenergial. Just hiljuti läks päevaks elekter ära, mingid remonditööd käisid, valgust ümberringi ei põlenud, ühes aknas põlesid tuled terve õhtu. Muide, paneelide väljund ei ole täis ainult 1-2 tundi päevas, vaid peaaegu kogu päevavalgustund, isegi kaudse päikesevalguse korral annavad paneelid rohkem kui 50% võimalikust võimsusest. Artikkel on kirjutatud materjalide põhjal >>allikas
Päikesepaigaldise ostmine oma koju või suvilasse pole keeruline. Kuid selliste süsteemide hind on sageli liiga kõrge. Vahepeal pole nende oma kätega valmistamine nii võimatu protsess, kui esmapilgul tundub. Piisab vajalike komponentide valimisest ja vastavate arvutuste tegemisest. Loomulikult on vajalikud ka teatud oskused elektriseadmetega töötamisel (akude, inverterite jms ühendamiseks).
Mida selleks vaja on?
Omatehtud päikeseelektrijaam peaks koosnema mitmest põhiosast. Kõik need on üsna taskukohased ja neid müüakse spetsialiseeritud kauplustes.
Fotomoodulid
Esiteks on vaja fotoelemente ennast. Nende arv ja pindala määratakse energiatarbimise standardite ja päikese keskmise geograafilise aktiivsuse alusel. Iga moodulit saab kokku panna iseseisvalt, ostes ainult räni fotosilmad. Samuti saate osta valmis päikeseplokke, kui nende parameetrid vastavad kõigile nõuetele.
Patareid
Nende olemasolu on vajalik toiteallika katkestuste vältimiseks. Kui päikeseelektrijaama ei kombineerita teiste energiaallikatega, siis need akud toetavad maja elu toetavat pilvistel päevadel.
Laadimiskontrollerid
Need on elektroonilised seadmed, mis on loodud akude kaitsmiseks liigse laadimise/tühjenemise eest. Kui aku on täielikult laetud, vähendavad nad päikesemooduli tekitatud voolu väärtuseni, mis võimaldab neil isetühjenemist kompenseerida. Kriitilise tühjenemise korral katkestavad need kontrollerid majapidamisseadmete elektrivarustuse. Kui panete päikeseelektrijaama ise kokku ja varustate selle sarnaste seadmetega, pikeneb paigalduse kasutusiga oluliselt.
Inverterid
Need on seadmed, mis muudavad päikesepatareidest alalisvoolu vahelduvvooluks, millest kogu kodutehnika “toidetakse”. Inverterid toodavad ka parema kvaliteediga elektrit kui kohalikust võrgust tulev. Reeglina hõlmab päikeseelektrijaama valmistamine oma kätega sinusoidsete mudelite kasutamist. Fakt on see, et sellised inverterid on odavamad ja sobivad ideaalselt koduvõrkudele. Nende seadmete teine eesmärk on toimida omalaadse „puhverina“ koduse energiasüsteemi ja kommunaalsüsteemi vahel, mis võimaldab üleliigse toodetud elektri suunata üldvõrku.
Kaablid
Ükski päikeseelektrijaam ei saa hakkama ilma spetsiaalsete lappimiskaabliteta. Energiakadude minimeerimiseks peavad süsteemi elementide vahelised kaablid kulgema mööda lühimaid teid ja olema sobiva ristlõikega (vähemalt 4-6mm2). Välised kaablid peavad olema vastupidavad kõikidele ilmastikutingimustele.
Paigutuse funktsioonid
Selleks, et teie loodav päikeseelektrijaam töötaks võimalikult efektiivselt, peab see olema projekteeritud kindla skeemi järgi. Lühidalt võib seda diagrammi kujutada järgmiselt. Fotoelementide alalisvool suunatakse laadimiskontrollerile. Reeglina läbib see spetsiaalse ühenduskarbi. Pärast kontrollerit voolab vool akusse ja osa sellest kulub energia salvestamiseks. Aku taga on inverter, mis muudab selle alalisvoolu vahelduvvooluks. Järgmisena jaotatakse energiavoog majapidamiskoormustele. Lisaks on kõige parem kasutada iga koormusrühma jaoks erinevat inverterit.
Koduse päikesejaama paigaldamine
Kõigepealt on vaja maja katusele paigutada päikesemoodulid. Tuleb meeles pidada, et need peavad asuma langevate kiirte suhtes täisnurga all ja kõrvalekalle ei tohiks ületada 15 °. Veelgi enam, kui päikeseelektrijaam töötab aastaringselt, tuleb akud paigutada geograafilise laiuskraadi suhtes +15° nurga alla. Suvel kasutamiseks on parem jääda -15° nurga alla.
Päikesemoodulid paigaldatakse reeglina kaldkatustele ridadena, üks rida üksteise kohal. See paigaldus eeldab vajadust hoida ridade vahelist kaugust. See on vajalik selleks, et moodulid üksteist ei varjaks. See vahemaa peaks olema vähemalt 1,7 korda suurem kui fotoakude kõrgus.
Kõik lisaseadmed (inverterid, akud, laadimiskontrollerid jne) on parem paigutada eraldi tehnilisse ruumi. Sel juhul väheneb patch-kaablite pikkus (ja seega ka energiakadud) ning kokkupandud süsteem töötab tõhusamalt.
