Sól rafhlaða - samsetning ljósleiðara (ljósnemar) - hálfleiðari tæki sem umbreyta sólarorku í beinan rafstraum, öfugt við sólargeisla sem framleiðir upphitunarefni.

Ýmis tæki sem gera kleift að umbreyta sólargeislun í varma- og raforku eru hlutur rannsóknar á sólarorku (frá Helios Greek. Ήλιος, Helios - Sun). Framleiðsla ljósgetufrumna og sólargeisla er að þróast í mismunandi áttir. Sólspjöld eru í ýmsum stærðum: frá innbyggðum örnemum til þaksetinna bíla og bygginga.

Sagan

Árið 1842 uppgötvaði Alexander Edmond Becquerel áhrifin af því að breyta ljósi í rafmagn. Charles Fritts byrjaði að nota selen til að breyta ljósi í rafmagn. Fyrstu frumgerðir af sólarplötum voru búnar til af ítalska ljósmyndarafræðingnum Giacomo Luigi Chamican.

25. mars 1948, tilkynntu sérfræðingar Bell Laboratories stofnun fyrstu kísilgerða sólarplötur til að framleiða rafstraum. Þessi uppgötvun var gerð af þremur starfsmönnum fyrirtækisins - Calvin Souther Fuller (Calvin Souther Fuller), Daryl Chapin (Daryl Chapin) og Gerald Pearson (Gerald Pearson). Þegar eftir 10 ár, þann 17. mars 1958, var gervihnöttnum með sólarrafhlöðum, Avangard-1, skotið á loft í Bandaríkjunum. 15. maí 1958 var gervihnöttnum með notkun sólarrafhlöður, Sputnik-3, einnig hleypt af stokkunum í Sovétríkjunum.

Það sem þú þarft að vita um sólarplötur

„Sólrafgeymir“ er tjáning sem felur í sér mengi nokkurra sólarfrumna, en undirstaða þeirra er hálfleiðari efni sem umbreyta orku sólarinnar í jafnstraum. Þessi aðferð er kölluð ljósvirkjun. Eftir að stjórnun þessarar örverufræðilegu fyrirbæri var náð tökum á rannsóknarstofu stigi, tók iðnaðurinn einnig tökum á framleiðslu á sílikon sólareiningum. Skilvirkni sólarplata - 18-22%. Tenging ljóseininganna í þeim er raðbundin og samsíða.

Ramminn sem þeir eru staðsettur á er úr dielectric efni.

Fyrirætlunin til að tengja sólarplötur fyrir sumarhús og einkahús. Rétt val á kerfinu hefur áhrif á rétt val á öllum íhlutum í virkjunarrásinni. Gæði eininganna sem samanstendur af sólarrafhlöðu fer eftir því hve vel tókst að ljúka leiðinni sem ljóseindir fóru frá sólinni til jarðar.

Eftir að hafa fallið í þessa gildru fyrir ljósgeislun verða þeir hluti af rafrásum með jafnstraum. Ennfremur, eftir verkefninu, safnast uppsöfnuð orka í rafhlöðurnar eða þeim er breytt í skiptis rafstraum sem veitir 220 V innstungur

Gerðir af sólarplötum

Byggt á gerðinni sem notuð er til framleiðslu á kísil hálfleiðara, eru sólarplötur einingar skipt í tvo flokka: fjölkristallað , einn kristal .

Þeir fyrrnefndu eru í formi slétts torgs með fjölbreyttu yfirborði, vegna nærveru ólíkra kristalla. Kísilbræðsla er notuð til framleiðslu þeirra. Í fyrsta lagi er hráefnunum hellt í sérstök form, síðan eru kubbarnir, sem fást með bráðnun, skornir í ferkantaða plötur. Meðan á framleiðslu stendur er bráðinn kísilmassi smám saman kældur.

Monocrystalline spjöld eru skilvirkari og framleiða meiri orku í sömu stærðum en polycrystalline spjöld eru ódýrari.Einingin samanstendur af 36 eða 72 polycrystalline plötum. Spjaldið samanstendur af mengi slíkra hnúta. Tæknin er tiltölulega einföld, felur ekki í sér notkun dýrs búnaðar og þarfnast ekki mikilla fjárhagslegra fjárfestinga. Mínus þessara eininga er ein - skilvirkni fer ekki yfir 18%.

Ríkjandi eftirspurn eftir þeim skýrist af því að þau eru ódýrari. Ólíkt þeim fyrri, er yfirborð einkristallspjalda einsleitt. Þetta eru þunnar plötur sem hægt er að bera kennsl á sem ferhyrning á hornum. Til að fá þá er kísilkristall tilbúinn ræktaður. Sólfrumurnar sem notaðar eru í þessu tilfelli samanstanda af sílikonhólkum.

Með því að snyrta kísilgripa frá öllum hliðum er afköstin aukin. Þetta ferli er dýrt en afkastamikið. Skilvirkni eins kristalla frumefna getur orðið 22%. Kostnaður þeirra er hærri en polycrystalline á svæðinu 10%.

Hvað er sólarrafhlöður?

Sólrafgeymirinn (SB) er fáeinir ljósgjafar einingar sameinaðir í eitt tæki sem nota rafleiðara.

Og ef rafhlaðan samanstendur af einingum (sem einnig eru kallaðar spjöld), þá er hver eining mynduð af nokkrum sólarfrumum (sem kallast frumur). Sólarsellan er lykilatriði sem er kjarninn í rafhlöður og heilar sólarstöðvar.

Myndin sýnir sólarfrumur af ýmsum sniðum.

En ljósnemi samkoma.

Í reynd eru ljósgjafafrumur notaðar í tengslum við viðbótarbúnað, sem þjónar til að umbreyta straumnum, fyrir uppsöfnun hans og síðari dreifingu milli neytenda. Eftirfarandi tæki eru í sólarorkubúnaðinum:

1. Photovoltaic spjöld eru meginþáttur kerfisins sem framleiðir rafmagn þegar sólarljós kemur á það.
2. Upphlaðanleg rafhlaða er orkusparnaðarbúnaður sem gerir neytendum kleift að fá val á rafmagni jafnvel á þeim tímum þegar SB framleiðir það ekki (til dæmis á nóttunni).
3. Stjórnandi - tæki sem ber ábyrgð á tímanlega hleðslu rafhlöður en verndar rafhlöður gegn ofhleðslu og djúpum hleðslu.
4. Inverter er raforkubreytir sem gerir þér kleift að fá skiptisstraum við framleiðsluna með nauðsynlegri tíðni og spennu.

Aðallega er rafknúið raforkukerfi með sól sem hér segir.

Kerfið er nokkuð einfalt, en til þess að það virki á áhrifaríkan hátt er nauðsynlegt að reikna út rekstrarstærðir allra tækja sem taka þátt í því.

Frumefni og meginregla um notkun sólarplata

Verkefni sólarrafhlöðunnar er umbreyting á orku geislanna í rafmagni sem nærir heimilistæki og iðnaðartæki. Rekstur sólaraflsstöðvar er í meginatriðum framkvæmdur samkvæmt sama kerfinu og hefðbundin.

Sólspjaldið samanstendur af 5 þáttum. Fyrsti hluti sólaruppsetningarinnar eru ljósmyndapallar.

Hálfleiðari tækin sem þau eru samsett úr umbreyta orku himnesks líkama í stöðugan rafstraum. Bæði kraftur og spenna sólarplötur geta verið mismunandi, en alltaf margfeldi 12 V. Sólargeymirinn er safn mátareininga. Finndu rafhlöður á stöðum sem eru aðgengilegir fyrir beinu sólarljósi.

Til að stjórna og stjórna notkun sólarplata eru tæki sem rafhlaða, inverter og stjórnandi með í hringrásinni. Rafhlaðan uppfyllir hefðbundið hlutverk sitt í kerfinu - það er geymt í rafmagni. Þetta á sér stað við rekstur heimilistækja frá miðlægu neti og þegar umfram rafmagn á sér stað þegar húsið er alfarið knúið frá sólareiningunni.

Orkubúðin útvegar rafrásinni svo mikið af rafmagni svo stöðugri spennu er stöðugt viðhaldið í henni. Sem reglu er par af rafhlöðum með í rafrásinni - aðal og öryggisafrit. Sú fyrsta, eftir að hafa safnað rafmagni, sendir það strax til raforkukerfisins.

Annað gefur upp uppsöfnaða orku aðeins eftir spennufall í netinu. Oftast kemur þörfin fyrir öryggisafrit rafhlöðu við ljós sólskin veður eða á nóttunni þegar ljósmyndapallarnir geta ekki virkað.

Rétt kerfið til að tengja sólarplötur Eins konar milliliður milli sólarhlífar og rafhlöður er stjórnandi. Þetta rafeindabúnað hefur aðgerð sem stjórnar hleðslu og afhleðslu rafhlöðunnar, auk þess að stjórna þessu ferli.

Á mismunandi tímum sólarhringsins er yfirborðseining geislað af sólinni á mismunandi vegu. Þess vegna breytist spenna framleiðsla spjaldsins einnig. Til að hlaða rafhlöðuna innan eðlilegra marka þarf spennu, gildi hennar er takmarkað við ákveðið svið. Sólarsafnari útrýma óreglu af völdum einangrunar. Tilvist slíks búnaðar útilokar að endurhlaða rafhlöðuna með suðu hennar í kjölfarið. Einnig mun stjórnandinn ekki leyfa lækkun á orkuframboði undir settum viðmiðum, sem tryggir áreiðanlega notkun alls orkukerfisins.

Útreikningur á ljósteppum

Það fyrsta sem þú þarft að vita þegar þú ætlar að reikna út hönnun ljósoljubreytta (sólarplötur) er það rafmagn sem verður neytt af búnaði sem er tengdur við sólarplötur. Samantekt á nafnstyrk framtíðarneytenda á sólarorku, sem er mæld í vött (W eða kW), getum við dregið úr meðaltal mánaðarlegs raforkunotkunar - W * h (kW * h). Og nauðsynlegur kraftur sólarrafhlöðu (W) verður ákvarðaður út frá fengnu gildi.

Tökum sem dæmi lista yfir rafbúnað sem hægt er að útvega orku frá litlu sólarorkuveri með 250 vattar afkastagetu.

Taflan er tekin af vef eins framleiðanda sólarplata.

Það er misræmi milli daglegrar orkunotkunar - 950 W * h (0,95 kW * klst.) Og gildi sólarrafhlöðuorkunnar - 250 W, sem við stöðuga notkun ætti að framleiða 6 kW * klst. Af rafmagni á dag (sem er miklu meira en tilgreindar þarfir). En þar sem við erum að tala sérstaklega um sólarplötur, þá verður að hafa í huga að þessi tæki geta þróað nafnskiltafl sitt aðeins á daginn (frá um það bil 9 til 16 klukkustundir), og jafnvel á skýrum degi. Í skýjuðu veðri lækkar raforkuframleiðsla einnig verulega. Og á morgnana og á kvöldin fer rafmagn sem rafhlaðan framleiðir ekki yfir 20-30% af meðaltali daglegra verðs. Að auki er aðeins hægt að fá hlutfallsaflið frá hverri frumu ef ákjósanlegar aðstæður eru til þess.

Af hverju er rafhlaðan metin 60 vött og gefur það út 30? Verðmæti 60 W er fast af framleiðendum frumna við einangrun við 1000 W / m² og rafhitastigið er 25 gráður. Engar slíkar aðstæður eru á jörðu og jafnvel meira í Mið-Rússlandi.

Allt er þetta tekið með í reikninginn þegar ákveðinn aflgjafi er lagður í hönnun sólarplata.

Nú skulum við tala um hvaðan rafmagnsvísirinn kom frá - 250 kW. Tilgreindur færibreytur tekur tillit til allra leiðréttinga vegna ójöfnunar sólgeislunar og táknar meðaltal gagna sem byggjast á hagnýtum tilraunum. Nefnilega: að mæla afl við mismunandi rekstrarskilyrði rafhlöður og reikna meðaltal daglegs gildi þess.

Þegar þú veist hversu mikið neyslan er valin skaltu velja ljósgeymslufrumur miðað við nauðsynlegan kraft eininganna: hver 100W af einingum framleiðir 400-500 Wh * klst á dag.

Við göngum lengra: að þekkja meðaltalsþörf dagsins eftir rafmagni, við getum reiknað út nauðsynlegan sólarorku og fjölda vinnufrumna í einni ljósgeymsluplani.

Við framkvæmd frekari útreikninga munum við einbeita okkur að gögnum töflu sem við þekkjum nú þegar. Svo gerðu ráð fyrir að heildarorkunotkunin sé um það bil 1 kWh á dag (0,95 kWst). Eins og við vitum nú þegar, munum við þurfa sólarrafhlöðu með að meðaltali afl að minnsta kosti 250 vött.

Segjum sem svo að þú hyggist nota ljósgetufrumur með nafnstyrk 1,75 W til að setja saman vinnueiningarnar (kraftur hverrar frumu ræðst af afurðinni af núverandi styrk og spennu sem sólarfruman býr til). Afl 144 frumna sameinuð í fjórum stöðluðum einingum (36 frumur hver) verður jafnt og 252 vött. Að meðaltali fáum við svona rafhlöðu 1 - 1,26 kWst rafmagn á dag, eða 30 - 38 kWst á mánuði. En það er á fínum sumardögum, á veturna er jafnvel ekki hægt að fá þessi gildi alltaf. Ennfremur, á norðlægum breiddargráðum, getur útkoman orðið aðeins lægri, og í suðri - hærri.

Það eru sólarplötur - 3,45 kW. Þeir vinna samhliða netkerfinu, þannig að hagkvæmnin er sem mest:

Þessi gögn eru aðeins yfir meðallagi, því sólin var stærri en venjulega. Ef hvirfilbylurinn dvelur, má framleiðsla yfir vetrarmánuðina ekki fara yfir 100-150 kW * klst.

Gildin sem sýnd eru eru kílóvött, sem hægt er að fá beint frá sólarplötum. Hversu mikil orka mun ná til neytendanna - það fer eftir eiginleikum viðbótarbúnaðarins sem er innbyggður í raforkukerfið. Við munum tala um þau seinna.

Eins og þú sérð er einungis hægt að reikna út fjölda sólarfrumna sem þarf til að búa til tiltekinn kraft. Til að fá nákvæmari útreikninga er mælt með því að nota sérstök forrit og reiknivélar á sólarorku til að ákvarða nauðsynlegan rafhlöðuorku eftir mörgum breytum (þar með talið landfræðilegri staðsetningu svæðisins).

Ef í fyrsta skipti sem það var ekki hægt að reikna ljósgeislaspjöldin rétt (og ekki fagfólk lendir oft í svipuðum vanda) skiptir þetta ekki máli. Alltaf er hægt að búa til það sem vantar upp með því að setja upp nokkrar viðbótar ljóseiningar.

Það eru þrjár gerðir af tækjum:

Kveikt - tæki sem tengja eða aftengja rafhlöðuna við sólarrafhlöðuna, allt eftir spennustiginu á skautunum. Hleðslustigi er stöðugt haldið á 70%.

PWM stjórnandi - mótun gerir þér kleift að ná 100% rafhlöðuhleðslu á síðasta stigi hleðslu.

Hafrannsóknastofnun - þessi tæki breyta breytum orkunnar sem berast frá sólarplötum í það sem hentar best til að hlaða rafhlöðuna og auka skilvirkni þess upp í 30%.

Inverter - eining sem breytir jafnstraumi sem berast frá sólarliðum í skiptisspennu 220 V.

Þetta er einmitt hugsanlegi munurinn sem er að vinna fyrir flestar gerðir heimilistækja. Breytirinn er fáanlegur í þremur útgáfum: sjálfstætt, net, blendingur. Hið fyrra hefur ekki samband við ytra rafkerfið. Á neti (net) virka aðeins með miðstýrt net.

Til viðbótar við umbreytingaraðgerðina geta slíkir hvarflarar aðlagað núverandi amplitude, spennu tíðni og aðrar netbreytur. Hybrid (blendingur) inverter hefur aðgerðir bæði sjálfstæða og netbúnaðar. Þegar aðalaflgjafinn er að vinna tekur hann hámarksaflið frá sólarrafhlöðunni, og ef almenna netið er aftengt, þá virkar það alveg sjálfstætt.

Afbrigði af ljósgjafafrumum

Með hjálp þessa kafla munum við reyna að eyða ranghugmyndum um kosti og galla algengustu ljósgjarnafrumna. Þetta mun auðvelda þér að velja rétt tæki. Monocrystalline og polycrystalline sílikon einingar fyrir sólarplötur eru mikið notaðar í dag.

Þetta lítur út eins og venjuleg sólarfruma (klefi) í eins kristals mát sem hægt er að greina nákvæmlega með skrúfuðum hornum.

Hér að neðan er ljósmynd af fjölkristallaðri klefi.

Hvaða eining er betri? FORUMHOUSE notendur eru að rífast um þetta.Einhver telur að fjölkristallað einingar virki á skilvirkari hátt í skýjuðu veðri en einokristallað spjöld sýna framúrskarandi afköst á sólríkum dögum.

Ég er með ein - 175 vött gefur sólinni undir 230 vött. En ég neita þeim og snúi mér að fjölkristöllum. Vegna þess að þegar himinninn er tær, hellaðu að minnsta kosti rafmagni úr hvaða kristal sem er, en þegar það er skýjað, þá virkar mitt ekki.

Í þessu tilfelli munu það alltaf vera andstæðingar sem, eftir framkvæmd verklegra mælinga, hrekja framkomna yfirlýsingu algjörlega.

Ég fæ hið gagnstæða: pólýkristallar eru mjög viðkvæmir fyrir ljósdeyfingu. Um leið og lítið ský fer í gegnum sólina hefur það strax áhrif á magn straumsins sem myndast. Spennan, við the vegur, breytist nánast ekki. Einkristallspjaldið hegðar sér stöðugri. Með góðri lýsingu haga sér báðar spjöldin mjög vel: uppgefinn kraftur beggja spjalda er 50W, báðir þessir sömu 50W gefa frá sér. Héðan sjáum við hvernig goðsögnin hverfur um að einokun gefi meiri kraft í góðu ljósi.

Önnur fullyrðingin varðar líf ljósgeymslufrumna: fjölkristallar eldast hraðar en einkristalla frumur. Lítum á opinbera hagtölur: venjulegur endingartími kristalla spjalda er 30 ár (sumir framleiðendur halda því fram að slíkir einingar geti unnið allt að 50 ár). Á sama tíma fer árangursríkur rekstur fjölkristallaða spjalda ekki yfir 20 ár.

Reyndar minnkar kraftur sólarplata (jafnvel með mjög miklum gæðum) um ákveðið prósent prósent við hvert starfsár (0,67% - 0,71%). Á sama tíma, á fyrsta starfsári, getur kraftur þeirra tafarlaust minnkað um 2% og 3% (fyrir einkristallað og fjölkristallað spjöld, hvort um sig). Eins og þú sérð er það munur en hann er óverulegur. Og ef þú telur að vísbendingarnar sem kynntar eru að mestu leyti ráðast af gæðum ljósgeymslu eininganna, þá er hægt að horfa framhjá mismuninum alveg. Ennfremur eru dæmi um að ódýr einkristallspjöld, unnin af gáleysislegum framleiðendum, töpuðu allt að 20% af afli sínu á fyrsta starfsári. Ályktun: því áreiðanlegri framleiðandi PV-eininga, því varanlegri afurðir þess.

Margir notendur vefgáttarinnar okkar halda því fram að ein kristalla einingar séu alltaf dýrari en fjölkristallaðar. Hjá flestum framleiðendum er munurinn á verði (hvað varðar eitt watt af afli) myndaður í raun áberandi, sem gerir kaup á fjölkristallaða þætti meira aðlaðandi. Maður getur ekki rökrætt við þetta, en ekki er hægt að rífast við þá staðreynd að skilvirkni einkristalla spjalda er meiri en polycrystals. Þess vegna, með sama krafti vinnueininganna, munu fjölkristallaðar rafhlöður hafa stórt svæði. Með öðrum orðum, með því að vinna í verði, getur kaupandi fjölkristallaðra þátta tapað á svæði, sem, ef skortur er á laust pláss fyrir uppsetningu SB, getur svipt það svo augljósan ávinning.

Fyrir algenga staka kristalla er skilvirkni, að meðaltali, 17% -18%, fyrir fjöl - um það bil 15%. Munurinn er 2% -3%. Hvað varðar flatarmál er þessi munur þó 12% -17%. Með myndlausum spjöldum er munurinn enn skýrari: með skilvirkni þeirra 8-10%, getur einn kristal spjaldið verið helmingi eins stórt og myndlaust.

Formlausar spjöld eru annars konar ljósgetufrumur sem hafa ekki enn orðið nægjanlega vinsælar, þrátt fyrir augljósa kosti: lágt rafmagnstuðull með hækkandi hitastigi, getu til að framleiða rafmagn jafnvel í mjög litlu ljósi, hlutfallslega ódýrleiki eins framleidds kW af orku, og svo framvegis . Og ein af ástæðunum fyrir litlum vinsældum liggur í mjög takmörkuðum skilvirkni þeirra. Formlausar einingar eru einnig kallaðar sveigjanlegar einingar. Sveigjanleg uppbygging auðveldar mjög uppsetningu, sundur og geymslu.

Ég veit ekki hver þessi formlausa auglýsir. Skilvirkni þeirra er lítil, þau taka næstum tvöfalt meira pláss en með aldrinum minnkar skilvirkni, líkt og kristallað. Klassískar einingar eru hannaðar fyrir 25 ára notkun með 20% skilvirkni. Amorphous hefur hingað til aðeins einn plús: þeir líta út eins og svart gler (þú getur hulið alla framhliðina með slíku).

Að velja vinnuhluti fyrir byggingu sólarplötur, í fyrsta lagi ættir þú að einbeita þér að orðspori framleiðanda þeirra. Þegar öllu er á botninn hvolft eru eiginlegir eiginleikar þeirra háð gæðum. Einnig ætti maður ekki að missa sjónar á skilyrðunum þar sem uppsetning sólareininga verður framkvæmd: Ef pláss sem úthlutað er til uppsetningar á sólarplötum er takmarkað er mælt með því að nota staka kristalla. Ef það skortir ekki laust pláss skaltu gæta að fjölkristalla eða myndlausum spjöldum. Hið síðarnefnda gæti verið jafnvel hagnýtara en kristallað spjöld.

Með því að kaupa tilbúnar spjöld frá framleiðendum geturðu einfaldað verulega að byggja sólarplötur. Fyrir þá sem kjósa að búa til allt með eigin höndum verður ferlinu við framleiðslu sólareininga lýst í framhaldi þessarar greinar. Einnig í náinni framtíð ætlum við að ræða um viðmiðin til að velja rafhlöður, stýringar og spennubreytir - tæki sem engin sólarrafhlöður getur ekki virkað að fullu. Fylgstu með fyrir uppfærslur á greinaflóðinu okkar.

Myndin sýnir 2 spjöld: heimabakað einn kristal 180 W (til vinstri) og fjölkristallað frá framleiðanda 100 W (til hægri).

Þú getur fundið út um vinsælustu val orkugjafa í samsvarandi efni, opinn til umræðu á vefsíðunni okkar. Í hlutanum um byggingu sjálfstæðs húss er hægt að læra margt áhugavert um val orku og sólarplötur sérstaklega. Lítið myndband mun segja frá meginþáttum stöðluðs sólarorkuvers og um eiginleika þess að setja upp sólarplötur.

Gerðir af sólarpallseiningum

Sólspjöld-einingar eru samsettar úr sólarfrumum, annars - ljósnemar. PECs af tveimur gerðum hafa fundið útbreidd notkun.

Þeir eru mismunandi hvað varðar kísil hálfleiðara sem notaðir eru við framleiðslu þeirra, þetta eru:

• Fjölkristallað. Þetta eru sólarfrumur sem eru framleiddar úr kísilbráðnun með langtíma kælingu. Einföld framleiðsluaðferð ákvarðar hagkvæmni verksins, en afköst fjölkristallaðs valmöguleika fara ekki yfir 12%.
• Einokristalt. Þetta eru þættirnir sem fást með því að skera þunnar plötur úr tilbúnu ræktuðu kísilkristal. Afkastamesti og dýrasti kosturinn. Meðaltal skilvirkni á svæðinu 17%, þú getur fundið einkristallað ljósrit með meiri afköst.

Fjölkristallaðar sólarfrumur með sléttu, ferkantaðu formi með óeðlilegu yfirborði. Einlíkristalla tegundir líta út eins og þunnar, einsleitar yfirborðsbyggingar reitir með skornum hornum (gervi-ferninga).

Spjöld fyrstu útgáfunnar með sama kraft eru stærri en önnur vegna minni skilvirkni (18% á móti 22%). En prósent er að meðaltali tíu ódýrari og í ríkjandi eftirspurn.

Þú getur lesið um reglur og blæbrigði við val á sólarplötum til að veita orku til sjálfstæðrar upphitunar hér.

Meginreglan um notkun sólarrafhlöðu

Tækið er hannað til að umbreyta geislum sólarinnar í rafmagni beint. Þessi aðgerð er kölluð ljósvirkjun. Hálfleiðarar (sílikonþurrkur), sem eru notaðir til að búa til frumefni, eru með jákvæðar og neikvæðar hlaðnar rafeindir og samanstanda af tveimur lögum: n-lag (-) og p-lag (+). Óhóflegar rafeindir undir áhrifum sólarljóss eru slegnar út úr lögunum og taka tómt rými í öðru lagi. Þetta veldur því að frjálsar rafeindir hreyfast stöðugt, fara frá einum disk til annarrar, og framleiða rafmagn, sem safnast fyrir í rafhlöðunni.

Hvernig sólarrafhlöður virkar veltur að miklu leyti á tæki þess. Upphaflega voru sólarfrumur úr sílikoni. Þeir eru enn mjög vinsælir núna, en þar sem hreinsun kísils er frekar erfiður og dýr, eru gerðir með aðrar ljósfrumur úr efnasamböndum kadmíums, kopar, gallíums og indíums þróaðar en þær eru minna afkastamiklar.

Skilvirkni sólarplata hefur aukist með þróun tækni. Hingað til hefur þessi tala hækkað úr einu prósenti, sem var skráð í byrjun aldarinnar, í meira en tuttugu prósent. Þetta gerir okkur kleift að nota spjöld þessa dagana, ekki aðeins fyrir innlendar þarfir, heldur einnig til framleiðslu.

Tæknilýsing

Sólrafgeymirinn er mjög einfaldur og samanstendur af nokkrum íhlutum:

• Beint sólarfrumur / sólarplata,

• Inverter sem breytir jafnstraumi í skiptisstraum,

• Rafhlaðustig stjórnandi.

Kaupa ætti rafhlöður fyrir sólarplötur með hliðsjón af nauðsynlegum aðgerðum. Þeir safnast saman og gefa frá sér rafmagn. Sokkinn og neyslan á sér stað yfir daginn og á nóttunni er uppsöfnuð hleðsla eingöngu neytt. Þannig er stöðugt og stöðugt framboð af orku.

Óhófleg hleðsla og afhleðsla rafhlöðunnar styttir endingu rafhlöðunnar. Sólhleðslustýringin stöðvar sjálfkrafa uppsöfnun orku í rafhlöðunni þegar hún nær hámarksbreytum og aftengir álag tækisins þegar mikil losun er.

(Tesla Powerwall - rafhlaða fyrir 7 kW sólarplötur - og hleðslu heima fyrir rafknúin ökutæki)

Rafbreytirinn fyrir sólarplötur er mikilvægasti hönnunarþátturinn. Það breytir orkunni sem berast frá sólarljósi í skiptisstraum með mismunandi getu. Sem samstilltur breytir, sameinar það framleiðsluspennu rafstraums í tíðni og áfanga við kyrrstætt net.

Hægt er að tengja ljósrita bæði í röð og samsíða. Síðarnefndu valkosturinn eykur breytur afls, spennu og straum og gerir tækinu kleift að vinna, jafnvel þó að einn þátturinn missi virkni. Sameinaðar gerðir eru gerðar með báðum kerfum. Endingartími plötanna er um 25 ár.

Sólaruppsetning

Ef mannvirkin verða notuð til að knýja íbúðarrými, ætti að velja uppsetningarstað vandlega. Ef spjöldin eru lokuð af háum byggingum eða trjám verður erfitt að fá nauðsynlega orku. Þeir verða að vera staðsettir þar sem sólarstraumurinn er hámarks, það er að sunnan megin. Það er betra að setja uppbygginguna í horn, sem hornið er jafnt við landfræðilega breiddargráðu kerfisins.

Setja skal sólarplötur þannig að eigandinn hafi getu til að hreinsa reglulega yfirborðið af ryki og óhreinindum eða snjó, þar sem það leiðir til minni getu til að framleiða orku.

Orkubirgðir bygginga

Stórar stórar sólarplötur, eins og sólargeymar, eru mikið notaðar á suðrænum og subtropískum svæðum með miklum fjölda sólardaga. Sérstaklega vinsæl í Miðjarðarhafslöndunum, þar sem þau eru sett á þök húsa.

Síðan í mars 2007 hafa ný hús á Spáni verið búin með sólvatnshitara til að koma sjálfstætt frá 30% til 70% af þörfinni fyrir heitt vatn, allt eftir staðsetningu hússins og væntanlegri vatnsnotkun. Byggingar utan íbúðarhúsnæðis (verslunarmiðstöðvar, sjúkrahús o.s.frv.) Verða að vera með ljósabúnað.

Sem stendur veldur skiptin yfir í sólarplötur mikla gagnrýni meðal fólks. Þetta stafar af hærra raforkuverði, ringulreið náttúrulandsins. Andstæðingar umskiptanna yfir í sólarplötur gagnrýna slíka umskipti þar sem eigendur húsa og landa sem sólarplötur og vindorkuver eru sett á fá niðurgreiðslur frá ríkinu en venjulegir leigjendur gera það ekki. Í þessu sambandi hefur þýska alríkisráðuneytið þróað frumvarp sem gerir kleift á næstunni að innleiða hvata fyrir leigjendur sem búa í húsum sem eru búin með orku frá rafstöðvum ljósavarna eða loka fyrir varmaorkuver. Samhliða greiðslu niðurgreiðslna til húseigenda sem nota aðra orkugjafa er fyrirhugað að greiða niðurgreiðslur til leigjenda sem búa í þessum húsum.

Vegur yfirborðs

• Árið 2014 opnaði fyrsta sólarknúna hjólreiðabraut heims í Hollandi.
• Árið 2016 tilkynnti Frakklands umhverfis- og orkumálaráðherrann Segolene Royal áætlanir um að reisa 1.000 km vegi með innbyggðu áfalli og hitaþolnu sólarplötum. Gert er ráð fyrir að 1 km slíkur vegur geti veitt raforkuþörf 5.000 manna (að upphitun undanskildum) [óheimild heimild?] .
• Í febrúar 2017 var sólknúnur vegur opnaður af frönskum stjórnvöldum í Norman-þorpinu Tourouvre-au-Perche. Kílómlöngur hluti vegarins er búinn 2880 sólarplötum. Slík gangstétt mun veita rafmagn til götuljós þorpsins. Spjöldin munu framleiða 280 megavött rafmagn á ári. Framkvæmdir við hluta vegarins kostuðu 5 milljónir evra.
• Einnig notað til að knýja fram sjálfstæða umferðarljós á vegum

Heill hópur sólarorkuvera

Til að velja rétta íhluti fyrir virkjun þína þarftu að ákvarða fjölda tækja og afl þeirra. Til glöggvunar er betra að íhuga sérstakt dæmi: það er sumarhús í úthverfum Ryazan, þar sem þau búa, frá mars til september.

Allt safnið af sólarplötum inniheldur: sólarplötur, inverter, festingar, viðbótarefni (snúrur, sjálfvirkar vélar osfrv.) Meðalnotkun daglega er 10.000 W / h, álagið er að meðaltali 500 vött, hámarksálag er 1000 watt. Við reiknum hámarksálagið og eykjum hámarkið um 25%: 1000 x 1,25 = 1250 vött.

Rýmisnotkun

Sólrafhlöður eru ein megin leiðin til að framleiða raforku í geimfar: þau vinna í langan tíma án neyslu neinna efna, og á sama tíma eru þau umhverfisvæn, ólíkt orkugjafa frá kjarnorku og geislalyfjum.

Hins vegar, þegar flogið er í mikilli fjarlægð frá sólinni (út fyrir sporbraut Mars), verður notkun þeirra erfið, þar sem sólarorkuflæðið er öfugt í réttu hlutfalli við fermetra fjarlægðarinnar frá sólinni. Þegar flogið er til Venus og Mercury, þvert á móti, eykst kraftur sólarplata verulega (á Venus svæðinu um það bil 2 sinnum, á svæðinu Mercury um 6 sinnum).

Núverandi spenna

Algengasta rafgeymamatið er margfeldi af 12 V. Slíkir hlutar sólarstöðvar sem stjórnandi, inverter, sóleiningar eru hönnuð fyrir spennu frá 12 til 48 V. Tilvist 12 V rafgeyma er þægileg vegna þess að þegar þeir mistakast geturðu skipt þeim út í einu. .

Aðeins tvöfalt hærri spennu, miðað við sérstöðu rafhlöðunnar, er aðeins hægt að skipta um par. Í 48 V neti verður að breyta öllum fjórum rafhlöðum í einni grein, og 48 V er þegar ógn frá sjónarhorni rafmagnsöryggis. Frá öðru sjónarhorni, því hærri sem spenna er, því minni verður vír þversniðsins og snerturnar verða áreiðanlegri.

Þegar þú velur flokkun er nauðsynlegt að taka bæði tillit til krafteiginleika hvolpanna og gildi hámarksálags:

48 V - frá 3 - 6 kW,

24 eða 48 V - frá 1,5 - 3 kW,

12, 24, 48V - allt að 1, 5 kW.

Ef afköst rafhlöðu og verð eru um það bil jafnt, ætti að stöðva valið á rafhlöðunni með hæsta leyfilega afhleðsludýpt og stærsta leyfða núverandi gildi.Líftími rafhlöðunnar eykst verulega þegar þessi vísir fer ekki yfir 30-50%.

„Helsta viðmiðunin við val á rafhlöðu ætti að vera áreiðanleiki. Í tilteknu tilfelli verður upphafsspennan 24 V.

Val á sólarfrumum

Afl sólarrafhlöðu er reiknað með eftirfarandi formúlu: Pcm = (1000 x Yesut) / (K x Sin) Í henni:

Rcm - rafhlaðan í W, sem er jöfn summan af krafti sólarplata, 1000 - ljósnæmi sólarfrumna í kW / m²,

Yesut - nauðsynleg dagleg raforkunotkun í kWh (fyrir valið svæði - 18). Stuðull K tekur mið af öllu tapi árstíðabundið: fyrir sumarið - 0,7, fyrir veturinn - 0,5.

Synd - snjóflóð af sólargeislun í kW x h / m² (töfluvirði) við hagstæðasta halla spjalda. Þú getur fundið út þessa færibreytu í veðurþjónustu svæðisins. Besta hornið til að setja upp sólarplötur vor og haust er samhljóða breiddargildið.

Á sumrin ættu 15⁰ að vera mínus, og á veturna ætti að bæta við 15⁰. Spjöldin sjálf verða að vera miðuð til suðurs. Svæðið úr dæminu er staðsett á breiddargráðu 55⁰.

Þar sem sá tími sem vekur áhuga okkar fellur í mars-september tökum við sumarhneigðarhornið - 40⁰ miðað við jörðu. Í þessu tilfelli er meðaltal daglegs insolation fyrir þetta svæði 4,73.

Við skiptum öllum þessum gögnum í formúluna og framkvæma aðgerðina:

Pcm = 1000 x 12: (0,7 x 4,73) ≈ 3 600 W .

Ef einingarnar sem mynda rafhlöðuna hafa rafmagnið 100 vött, verður að kaupa 36 einingar. Til að setja þá þarftu 5 x 5 m pall og burðarvirkin vegur um 0,3 tonn.

Rafgeymsla

Þegar rafgeymispakkinn er raðað skal taka eftirfarandi blæbrigði með í reikninginn: hefðbundnar rafhlöður ætlaðar fyrir bíla henta ekki í þessum tilgangi, áletrunin „SOLAR“ ætti að vera á sólarplötum, allar keyptar rafhlöður ættu að vera með sömu breytur og helst tilheyra sömu framleiðslulotu , það er nauðsynlegt að setja þættina í heitt herbergi, best - 25⁰.

Það er ekki nauðsynlegt að kaupa nýjar rafhlöður, því notaðar rafhlöður eru líka frábærar í þessum tilgangi. Ef hitastigið lækkar í -5⁰ lækkar rafgeymirýmið um 50%. Í dæminu með 12 volt AB með afkastagetu 100 A / klst. Geturðu séð að það getur veitt neytendum rafmagn að upphæð 1200 W í klukkutíma.

Satt að segja verður þessu fylgt eftir með fullkominni afhleðslu rafhlöðunnar og það er afar óæskilegt. Þar sem 60% er talið vera „gullna meðaltalið“ við losun, tökum við orkusparnað fyrir hvert 100 A / klst við 600 W / klst. (1000 W / h x 60%). Upphafs rafhlöður verða að vera 100% hlaðnar frá kyrrstæðum innstungu.

Varasjóðurinn ætti að vera þannig að það sé nóg til að hylja næturálagið, og ef veðrið er skýjað, gefðu þá nauðsynlegar breytur á daginn til að kerfið virki. Óhóflegar rafhlöður eru óæskileg vegna þeir verða stöðugt undirskuldaðir og endast minna.

Skilvirkasta lausnin er rafhlaðan með varasjóði sem nær yfir daglega orkunotkun. Við skilgreinum heildargetu rafhlöðunnar: (10.000 W / h: 600 W / h) x 100 A / h = 1667 A / h Þess vegna, til að útbúa sólarorkuver frá tilteknu dæmi, verður 16 AB með afkastagetu 100 A / klst eða 8 til 200. rað-samsíða.

Hvernig á að velja stjórnandi

Val á stjórnandi hefur sína sérstöðu. Rétt valinn stjórnandi ætti:

1. Til að tryggja svo margþrep hleðslu rafhlöðunnar svo það auki endingartíma þeirra.

2. Framkvæma sjálfvirka samræmda tengingu / aftengingu AB og sólarrafhlöðu samhliða hleðslu eða afhleðslu.

3. Tengdu aftur álagið frá sólarrafhlöðunni við rafhlöðuna og í öfugri röð.

Sólhleðslustýringin verður að vera í sama herbergi og rafhlöðurnar.Til að gera þetta verða inntaksstærðir þess að samsvara samsvarandi gildum sólareininganna og framleiðsla verður að vera með sömu spennu og mögulegur munur innan kerfisins.

Mikið veltur á því hvort stjórnandi er svo rétt valinn: rekstur rafhlöðupakkans og allt sólkerfið í heild. Ef þú ert viss um að lýsingin fái orku beint frá stjórnandanum geturðu sparað pening þegar þú kaupir inverter - keyptu ódýrari kost.

Hvernig á að velja inverter Verkefni invert er að veita hámarksálag í langan tíma.

Þetta er mögulegt þegar inngangsspenna hennar er eins og mögulegur munur inni í kerfinu.

Besti kosturinn við val á inverter er „Inverter with controller function.“ Eftirfarandi viðmið eru mikilvæg: Lögun sínusbylgjunnar og tíðni straumsins sem er breytt í skiptisstraum. Nálægð skútabólgu með tíðni 50 Hz er trygging fyrir meiri skilvirkni.

Helst, ef þessi tala er yfir 90%. Eigin neysla tækisins ætti að vera í réttu hlutfalli við heildarorkunotkun sólkerfisins. Það besta af öllu - allt að 1%. Tækið verður að standast tvöfalt of mikið of stuttan tíma.

Ráðin og útreikningsdæmin sem gefin eru í greininni munu hjálpa til við uppsetningu sólarrafstöðvar heima fyrir. Þau henta bæði í stórt sumarhús og lítið sveitahús.

Verkakerfi sólarrafveitu

Þegar þú lítur á dularfullt hljómandi nöfn hnútanna sem mynda sólarorkukerfið færðu hugmyndina um ofurtæknilega margbreytileika tækisins.

Á örstigi í lífi ljósmyndans er þetta svo. Og greinilegt að almennur rafrásir og meginreglan um aðgerð hans líta mjög út. Frá ljósum himinsins til „lampa Iljichs“ eru aðeins fjögur skref.

Sólareiningar eru fyrsti hluti virkjunarinnar. Þetta eru þunnar rétthyrndar spjöld sem sett eru saman úr ákveðnum fjölda staðlaðra ljósgeislaplata. Framleiðendur gera ljósmyndaspjöld frábrugðin raforku og spennu, margfeldi 12 volt.

Flatlaga tæki eru þægilega staðsett á flötum sem verða fyrir beinum geislum. Mátareiningar eru samtengdar með því að samtengja sólarrafhlöðu. Verkefni rafhlöðunnar er að umbreyta móttekinni orku sólarinnar og framleiða stöðugan straum af tilteknu gildi.

Geymslutæki fyrir rafhleðslu - rafhlöður fyrir sólarplötur eru þekktar fyrir alla. Hlutverk þeirra í orkuveitukerfinu frá sólinni er hefðbundið. Þegar neytendur heima eru tengdir miðlægu neti eru orkuverslanir geymdar í rafmagni.

Þeir safnast líka umfram það, ef straumur sólareiningarinnar er nægur til að veita aflinn sem rafmagnstæki nota.

Rafhlöðupakkinn gefur hringrásinni það magn af orku sem er og heldur stöðugri spennu um leið og neysla hennar hækkar í auknu gildi. Sami hlutur gerist, til dæmis, á nóttunni með aðgerðalaus myndspjöldum eða við sólskin veður.

Stýringin er rafræn milliliður milli sólareiningarinnar og rafhlöðurnar. Hlutverk þess er að stjórna rafhlöðustiginu. Tækið leyfir ekki að sjóða þeirra frá því að hlaða eða falla rafmagnsgetu undir ákveðinni norm, sem er nauðsynleg fyrir stöðugan rekstur alls sólkerfisins.

Að snúa við, hljóðið á hugtakinu inverter fyrir sólarplötur er svo bókstaflega útskýrt. Já, reyndar sinnir þessi eining aðgerð sem eitt sinn virtist vera skáldskapur fyrir rafmagnsverkfræðinga.

Það breytir jafnstraumi sólareiningarinnar og rafhlöðunum í skiptisstraum með hugsanlegan mismun 220 volt. Það er þessi spenna sem vinnur fyrir langflest rafmagnstæki heimilanna.

Hámarksálag og dagleg meðalorkunotkun

Ánægjan að eiga eigin sólarstöð er enn mikil. Fyrsta skrefið á leiðinni til að búa yfir krafti sólarorku er að ákvarða hámarksálag á kílóvött og skynsamlega meðaltal orkunotkunar daglega í kílóvattstundum heima eða sumarhúsa.

Hámarksálag myndast af nauðsyn þess að kveikja á nokkrum rafmagnstækjum í einu og ræðst af hámarks heildarafli þeirra, að teknu tilliti til ofmetinna upphafseinkenna sumra þeirra.

Útreikningur á hámarks orkunotkun gerir þér kleift að bera kennsl á mikilvæga þörfina fyrir samtímis notkun rafmagnstækja og sem eru ekki mjög mikil. Þessi vísir hlýðir krafteiginleikum hnúta virkjunarinnar, það er heildarkostnaður tækisins.

Dagleg orkunotkun rafmagnstækis er mæld með afurðinni af einstökum krafti þess tíma sem það vann frá netinu (neytt rafmagns) í einn dag. Heildarmeðaltal orkunotkunar á dag er reiknuð sem summan af neyttri raforku hjá hverjum neytanda á daglegu tímabili.

Árangurinn af orkunotkun hjálpar til við að hagræða neyslu sólarrafmagns. Árangurinn af útreikningunum er mikilvægur fyrir frekari útreikning á rafgeymisgetu. Verð rafhlöðupakkans, sem er talsverður hluti kerfisins, ræðst enn frekar af þessari breytu.

Undirbúningur reikninga

Fyrsti dálkur er dreginn upp hefðbundið - raðnúmer. Annar dálkur er heiti tækisins. Þriðja er einstök orkunotkun hennar.

Súlur frá fjórða til tuttugasta og sjöunda eru klukkustundir dagsins frá 00 til 24. Eftirfarandi eru færð inn í þá gegnum lárétta brotalínuna:

• í tölunni - notkunartími tækisins á tiltekinni klukkustund í aukastaf (0,0),
• nefnarinn er aftur einstaklingsorkunotkun hans (þessi endurtekning er nauðsynleg til að reikna álag á klukkutíma fresti).

Tuttugasta og áttunda súlan er heildartíminn sem heimilistækið vinnur á daginn. Klukkan tuttugasta og níunda er persónuleg orkunotkun tækisins skráð sem afleiðing af því að margfalda einstaka orkunotkun með rekstrartíma daglegs tíma.

Þrítugasta dálkurinn er einnig venjulegur - athugið. Það er gagnlegt fyrir milligönguútreikninga.

Neytendaupplýsingar

Næsta stig útreikninga er umbreyting minnisbókarforms í forskrift fyrir raforkunotendur heimilanna. Fyrsti dálkur er skýr. Hér eru línutölurnar.

Annar dálkur inniheldur nöfn orkunotenda. Mælt er með því að byrja að fylla ganginn með raftækjum. Eftirfarandi lýsir öðrum herbergjum rangsælis eða réttsælis (eins og þú vilt).

Ef það er önnur (osfrv.) Hæð, er aðferðin sú sama: frá stiganum - hringtorginu. Á sama tíma má ekki gleyma stigatækjum og götulýsingu.

Það er betra að fylla þriðja dálkinn með aflinu á móti nafni hvers rafbúnaðar á leiðinni með öðrum.

Dálkarnir fjórir til tuttugu og sjö samsvara þeirra klukkutíma fresti dagsins. Til þæginda er hægt að fara strax yfir þær með lárétta línum á miðjum línunum. Efri helminga línanna sem myndast eru eins og tölur, neðri helmingarnir eru nefnararnir.

Þessir dálkar eru fylltir línu fyrir línu. Tölur eru valin snið sem tímabili á aukastaf (0,0) sem endurspegla notkunartíma tiltekins rafbúnaðar á tilteknu klukkutíma tímabili. Samhliða tölunum eru nafngjafar færðir inn með aflvísir tækisins tekinn úr þriðja dálki.

Eftir að allir klukkustundar dálkarnir eru fullir fara þeir að reikna út einstakan daglegan vinnutíma rafmagnstækja og fara eftir línunum. Niðurstöðurnar eru skráðar í samsvarandi frumur tuttugasta og áttunda súlan.

Miðað við kraft og vinnutíma er dagleg orkunotkun allra neytenda reiknuð út í röð. Það er tekið fram í frumum tuttugasta og níunda dálksins.

Þegar allar línur og dálkar í forskriftinni eru fylltir reikna þeir út samtölin. Með því að bæta við myndræna krafti frá nefjendum klukkutíma súlna fást hver klukkustund. Þeir draga saman daglega orkunotkun tuttugasta og níunda súlu frá toppi til botns og finna heildar dagsmeðaltal.

Útreikningurinn nær ekki til eigin neyslu framtíðarkerfisins. Þessir þættir eru teknir með í reikninginn með stoðstuðlinum í síðari útreikningum.

Greining og hagræðing gagna

Ef sólarorkan er skipulögð sem öryggisafrit, hjálpa gögn um raforkunotkun klukkutíma fresti og meðaltal orkunotkunar á sólarhring að draga úr neyslu á dýru sólarrafmagni.

Þetta er náð með því að útrýma orkufrekum neytendum frá notkun þar til endurheimt er á miðlægri aflgjafa, sérstaklega á álagstímum.

Ef sólarorkukerfið er hannað sem uppspretta stöðugs aflgjafa, er árangri klukkutímaálags ýtt áfram. Það er mikilvægt að dreifa raforkunotkuninni á daginn á þann hátt að fjarlægja mun meiri ríkjandi hæðir og verulega fallandi lægð.

Að útiloka hámark, jöfnun hámarks álags, útrýming beittra dýfa í orkunotkun með tímanum gerir þér kleift að velja hagkvæmustu valkostina fyrir hnúta sólkerfisins og tryggja stöðugan, mikilvægasta, vandræðalausan rekstur sólstöðvarinnar til langs tíma.

Framlögð teikning sýnir umbreytingu sem fæst á grundvelli samanlagðra forskriftar óræðu áætlunarinnar sem best. Vísir um daglega neyslu minnkar úr 18 í 12 kW / klst., Meðaltal klukkustundar álag á klukkustund frá 750 í 500 vött.

Sama hagræðisregla er gagnleg þegar þú notar möguleikann á krafti frá sólinni sem afrit. Það er óþarfi að eyða peningum í að auka kraft sólareininga og rafhlöður vegna tímabundinna óþæginda.

Val á hnútum sólarorkuvera

Til að einfalda útreikningana munum við líta á útgáfu af notkun sólarrafhlöðu sem aðal uppsprettu fyrir afhendingu raforku. Neytandinn verður skilyrt sveitasetur á Ryazan svæðinu, þar sem þeir búa stöðugt frá mars til september.

Hagnýtir útreikningar byggðir á gögnum um skynsamlega áætlun fyrir klukkustundarorkunotkun sem birt er hér að ofan munu skýra rök:

• Heildar meðalorkunotkun daglega = 12.000 watt / klukkustund.
• Meðalnotkun = 500 vött.
• Hámarksálag 1200 vött.
• Toppálag 1200 x 1,25 = 1500 vött (+ 25%).

Gildin verða nauðsynleg við útreikninga á heildargetu sólartækja og annarra rekstrarþátta.

Ákvörðun á rekstrarspennu sólkerfisins

Innri rekstrarspenna hvaða sólkerfis sem er er byggð á margfeldi 12 volt, sem algengasta rafgeymamatið. Víðtækasti hnútar sólstöðva: sólareiningar, stýringar, inverters - eru framleiddir undir vinsælustu spennunni 12, 24, 48 volt.

Hærri spenna gerir kleift að nota framboðsvír af minni þversnið - og þetta er aukin áreiðanleiki snertna. Aftur á móti er hægt að skipta um 12V rafhlöður sem misheppnast í einu.

Aðeins verður að skipta um par í 24 volta neti með hliðsjón af sértækum rekstri rafgeymanna. 48V net þarf að skipta um allar fjórar rafhlöður í sömu grein. Að auki, við 48 volt er þegar hætta á raflosti.

Helstu val á nafnverði innri hugsanlegs mismunur kerfisins er tengd afl eiginleika einkennum hvítbræðra sem framleidd eru af nútíma iðnaði og verður að taka tillit til hámarksálags:

• frá 3 til 6 kW - 48 volt,
• frá 1,5 til 3 kW - jafn 24 eða 48V,
• allt að 1,5 kW - 12, 24, 48V.

Að velja á milli áreiðanleika raflagna og óþæginda við að skipta um rafhlöður, til dæmis munum við einbeita okkur að áreiðanleika. Í framtíðinni munum við byggja á rekstrarspennu reiknaða kerfisins 24 volt.

Notið í læknisfræði

Vísindamenn í Suður-Kóreu hafa þróað sólarfrumu undir húð.Hægt er að græða litlu orkugjafa undir húð manns til að tryggja samfelldan notkun tækja sem eru grædd í líkamann, til dæmis gangráð. Slík rafhlaða er 15 sinnum þynnri en hár og hægt er að hlaða hana jafnvel þó að sólarvörn sé sett á húðina.

Rafhlöður pakki Sól mát

Formúlan til að reikna aflinn sem þarf frá sólarrafhlöðu lítur svona út:

Pcm = (1000 * Já) / (k * Synd),

• Rcm = afl sólarrafhlöðu = heildarafli sólareininga (spjöldum, W),
• 1000 = samþykkt ljósnæmi ljósleiðara (kW / m²)
• Borðaðu = þörf fyrir daglega orkunotkun (kW * klst., Í dæminu okkar = 18),
• k = árstíðabundin stuðull að teknu tilliti til alls taps (sumar = 0,7, vetur = 0,5),
• Sin = töfluð gildi einangrunar (sólargeislunarflæði) með ákjósanlega halla á pallborðinu (kW * h / m²).

Þú getur fundið út gildi insolation frá svæðisbundnum veðurfræði þjónustu.

Besta hallahorn sólarplötur er jafnt breiddargráðu svæðisins:

• á vorin og haustin,
• plús 15 gráður - að vetri til,
• mínus 15 gráður á sumrin.

Ryazan svæðið sem talið er í dæmi okkar er staðsett á 55 breiddargráðu.

Fyrir þann tíma sem tekið er frá mars til september er besta stjórnlausa halla sólarrafhlöðunnar jafnt og sumarhornið 40⁰ við yfirborð jarðar. Með þessari uppsetningu á einingum er meðaltal daglegs einangrunar Ryazan á þessu tímabili 4,73. Allar tölurnar eru til staðar, við skulum gera útreikninginn:

Pcm = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3 600 vött.

Ef við tökum 100 watta einingar sem grunn að sólarrafhlöðu, þá þarf 36 þeirra. Þeir vega 300 kíló og taka svæði 5 x 5 m að stærð.

Hér eru gefnar reitasannaðar raflögn og valkostir til að tengja sólarplötur.

Skilvirkni ljósrita og eininga

Kraftur sólargeislunarflæðis við inngang lofthjúps jarðar (AM0) er um 1366 watt á fermetra (sjá einnig AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). Á sama tíma getur sérstakur kraftur sólargeislunar í Evrópu í mjög skýjuðu veðri jafnvel á daginn verið minna en 100 W / m² [ uppspretta ekki tilgreind 1665 dagar ]. Með hjálp sameiginlegra sólarfrumna sem eru framleiddar í iðnaði er mögulegt að breyta þessari orku í rafmagn með 9-24% skilvirkni [ uppspretta ekki tilgreind 1665 dagar ]. Á sama tíma verður rafhlöðuverðið um það bil 1-3 Bandaríkjadalir á hvert watt af aflmati. Fyrir raforkuframleiðslu í iðnaði sem notar ljósmellur verður verð á kWst 0,25 dollarar. Samkvæmt evrópsku ljósritunarstöðinni (EPIA) mun árið 2020 kostnaður raforku sem myndast með „sólkerfi“ lækka í minna en 0,10 € á kW · h fyrir iðnaðarmannvirki og innan við 0,15 € á kWst fyrir mannvirki í íbúðarhúsum [ óheimild heimild? ] .

Sólfrumur og einingar eru skipt eftir tegund og eru: einkristall, fjölkristallað, formlaust (sveigjanlegt, filmur).

Árið 2009 sýndi Spectrolab (dótturfyrirtæki Boeing) sólarsellu með 41,6% skilvirkni. Í janúar 2011 var búist við að þetta fyrirtæki færi á markað fyrir sólarfrumur með 39% skilvirkni. Árið 2011 náði Solar Junction, sem byggir á Kaliforníu, 5,5 × 5,5 mm ljósnemafræðni, 43,5%, sem er 1,2% hærra en fyrri met.

Árið 2012 bjó Morgan Solar til Sun Simba kerfið af pólýmetýlmetakrýlat (Plexiglas), germanium og gallium arseníði, þar sem miðstöðin var sameinuð með spjaldið sem ljósmyndasellan er sett á. Skilvirkni kerfisins með kyrrstöðu spjaldsins er 26-30% (fer eftir tíma ársins og sjónarhorninu þar sem sólin er staðsett), sem er tvisvar umfram hagnýtan sólarfrumur byggðar á kristallað kísil.

Árið 2013 stofnaði Sharp 4 × 4 mm þriggja laga ljósmynda á indíum gallíum arseníð með 44,4% skilvirkni, og teymi sérfræðinga frá Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, Soitec, CEA-Leti og Helmholtz Berlin Center stofnuðu með því að nota Fresnel linsu ljósnema með 44,7% skilvirkni og er umfram eigin afkomu 43,6% [ óheimild heimild? ]. Árið 2014 stofnaði Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems sólarplötur þar sem skilvirkni var 46% vegna áherslu ljóssins á mjög litla ljósrit [ óheimild heimild? ] .

Árið 2014 þróuðu spænskir ​​vísindamenn ljósblásara kísil sem getur umbreytt innrauða geislun sólar í rafmagn.

Efnileg stefna er að búa til ljósfrumur byggðar á nanoantennas, sem starfa við beina leiðréttingu strauma sem framkallað eru í litlu loftneti (af stærðargráðunni 200-300 nm) með ljósi (það er rafsegulgeislun með tíðni 500 THz). Nanoantennas þurfa ekki dýr hráefni til framleiðslu og hafa mögulega skilvirkni allt að 85%.

Einnig, árið 2018, með uppgötvun flexophotovoltaic áhrifanna, uppgötvaðist möguleikinn á að auka skilvirkni ljóseininga., Og einnig vegna lengingar á endingu heitra flutningsfyrirtækja (rafeinda) hækkaði fræðilegt takmark skilvirkni þeirra úr 34 strax í 66 prósent.

Árið 2019 voru rússneskir vísindamenn frá Skolkovo Institute for Science and Technology (Skoltech), Institute of Lífræn efnafræði nefnd eftir A.V. Nikolaev frá Síberíu útibúi rússnesku vísindaakademíunnar (SB RAS) og Institute of Problems of Chemical Physics RAS fengu í grundvallaratriðum nýtt hálfleiðaraefni fyrir sólarfrumur, gjörsneyddur flestum göllum efna sem notuð eru í dag. Hópur rússneskra vísindamanna birti í tímaritinu Journal of Materials Chemistry A [en] niðurstöður vinnu við beitingu nýs hálfleiðara efnis sem þróað var af þeim fyrir sólarfrumur - flókið fjölliða bismút joð (<[Bi₃Ég₁₀]> og <[BiI₄]>), byggingarlega svipað steinefninu perovxite (náttúrulegu kalsíum títanati), sem sýndi metmunarhlutfall ljóss í rafmagn. Sami hópur vísindamanna bjó til annan svipaðan hálfleiðara byggðan á flóknu antímónómbrómíði með perovxítlíkri uppbyggingu.

Fyrirkomulag rafgeymis

Þegar þú velur rafhlöður þarftu að hafa leiðsögn frá staðsetningunni:

1. Hefðbundnar rafhlöður eru ekki hentugar í þessum tilgangi. Sólrafhlöður eru merktar „SOLAR“.
2. Fá rafhlöður ættu aðeins að vera eins að öllu leyti, helst úr einni verksmiðjuhópi.
3. Herbergið þar sem rafhlöðupakkinn er staðsettur ætti að vera heitt. Besti hitastigið þegar rafhlöðurnar gefa frá sér styrk = 25⁰C. Þegar það lækkar í -5 ° C minnkar rafgeymisgetan um 50%.

Ef við tökum veldisvísis rafhlöðu með spennu upp á 12 volt og afkastagetu 100 amper / klst. Til útreikninga, þá er ekki erfitt að reikna, í heila klukkustund mun það geta veitt neytendum 1200 vatt heildarafl. En þetta er með fullkominni útskrift, sem er afar óæskilegt.

Til langrar endingu rafhlöðunnar er EKKI mælt með því að draga úr hleðslu þeirra undir 70%. Takmörkunartala = 50%. Með því að taka 60% sem miðju jarðar leggjum við orkuforðann upp á 720 W / klst. Fyrir hver 100 A * klst. Af rafrýmdri hluti rafgeymisins (1200 W / h x 60%) sem grunn fyrir síðari útreikninga.

Upphaflega verður að setja rafhlöður 100% hlaðna frá kyrrstæðum straumi. Rafhlöður verða að hylja byrði myrkursins alveg. Ef þú ert ekki heppinn með veðrið skaltu viðhalda nauðsynlegum kerfisbreytum á daginn.

Mikilvægt er að hafa í huga að ofgnótt rafgeyma mun leiða til stöðugrar undirhleðslu þeirra. Þetta mun draga úr endingartíma verulega. Skynsamlegasta lausnin er að útbúa eininguna með rafhlöðum með orkuforða sem nægir til að ná einni orkunotkun á dag.

Til að komast að nauðsynlegri heildarafköst rafhlöðunnar skiptum við heildar orkunotkun á dag, 12.000 W / klst. Með 720 W / klst. Og margföldum með 100 A * klst:

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

Alls, til dæmis, þurfum við 16 rafhlöður með afköstin 100 eða 8 við 200 Ah *, tengd saman í röð.

Þættir sem hafa áhrif á skilvirkni ljósmynda

Uppbyggingareiginleikar sólarfrumna valda lækkun á afköstum spjalda með hækkandi hitastigi.

Dimmun að hluta spjaldsins veldur lækkun á spennu spennunnar vegna taps í óupplýsta þættinum, sem byrjar að virka sem sníkjudýr álag. Hægt er að útrýma þessum göllum með því að setja framhjáhlaup á hverja ljósmyndasíðu pallborðsins. Í skýjuðu veðri, þar sem ekki er beint sólarljós, verða spjöld sem nota linsur til að einbeita geislun afar óhagkvæm þar sem linsuáhrif hverfa.

Af notkunareiginleikum ljósgeislaspjaldsins má sjá að til að ná hámarksárangri er rétt val á álagsþol. Fyrir þetta eru ljósavélar spjöld ekki beint tengd við álagið, heldur nota þau stýringu til að stjórna rafmagnsgeymslukerfum, sem tryggir hámarks notkun á spjöldum.

Að velja góðan stjórnanda

Rétt val á rafhlöðuhleðslustýringu (rafhlaða) er mjög sérstakt verkefni. Inngangsstærðir þess ættu að samsvara völdum sólareiningum og úttaksspennan ætti að samsvara innri hugsanlegum mismun sólkerfisins (í okkar dæmi, 24 volt).

Góður stjórnandi verður að tryggja:

1. Fjölhleðsla rafhlöðuhleðslu sem lengir endingartíma þeirra með margfeldi.
2. Sjálfvirk gagnkvæm rafgeymir og sólarrafhlöður, tenging-aftenging í tengslum við hleðslu-afhleðslu.
3. Að tengja aftur álagið frá rafhlöðunni við sólarrafhlöðuna og öfugt.

Þessi litli hnútur er mjög mikilvægur þáttur.

Rétt val stjórnandans veltur á vandræðalausri notkun dýru rafhlöðupakkans og jafnvægi alls kerfisins.

Val á besta inverterinu

Inverterinn er valinn þannig að hann getur veitt langvarandi hámarksálag. Innspennu þess verður að samsvara innri hugsanlegum mismun sólkerfisins.

Fyrir besta úrvalið er mælt með því að fylgjast með breytunum:

1. Lögun og tíðni myndaðs skiptisstraums. Því nærri 50 Hz sinusbylgju, því betra.
2. Tækni skilvirkni. Því hærra sem 90% eru - því yndislegra.
3. Eigin neysla tækisins. Verður að vera í réttu hlutfalli við heildarorkunotkun kerfisins. Helst - allt að 1%.
4. Geta einingarinnar til að standast tvöfalt of mikið of mikið álag.

Sérkennilegasta hönnunin er inverter með innbyggða stjórnunaraðgerð.

Ókostir sólarorku

• Þörfin á að nota stór svæði,
• Sólvirkjunin virkar ekki á nóttunni og virkar ekki nægilega vel á kvöldin sólsetur, meðan hámark orkunotkunarinnar kemur einmitt á kvöldin,
• Þrátt fyrir hreinleika umhverfisins í orkunni sem er móttekin, innihalda ljósmellurnar sjálfar eitruð efni, til dæmis blý, kadmíum, gallíum, arsen o.s.frv.

Sólarorkuver eru gagnrýnd vegna mikils kostnaðar, sem og lítillar stöðugleika flókinna blýhalíða og eiturhrifa þessara efnasambanda. Blýlausir hálfleiðarar fyrir sólarfrumur, til dæmis byggðir á vismút og antímoni, eru nú í virkri þróun.

Vegna lítillar skilvirkni, sem nær 20 prósent í besta falli, verða sólarplötur mjög heitar. Það sem eftir er 80 prósent af sólarorku hitar sólarplötur í meðalhita um það bil 55 ° C. Með hækkun hitastigs ljósgeymslufrumunnar um 1 ° minnkar skilvirkni þess um 0,5%. Þessi ósjálfstæði er ólínuleg og hækkun á hitastigi frumefnisins um 10 ° leiðir til lækkunar á skilvirkni um næstum tveggja þátta þætti. Virkir þættir kælikerfa (viftur eða dælur) sem flytja kælimiðil neyta verulegs magns af orku, þurfa reglulega viðhald og draga úr áreiðanleika alls kerfisins. Hlutvirkt kælikerfi hefur mjög litla afköst og þolir ekki það verkefni að kæla sólarplötur.