Batré surya - kombinasi parobél fotoelektrik (fotokel) - parangkat semikonduktor anu langsung ngarobah tanaga surya jadi arus listrik langsung, kontras jeung kolektor surya anu ngahasilkeun bahan pemanasan.
Rupa-rupa alat anu ngamungkinkeun konvérsi radiasi panonpoé kana énergi termal sareng listrik nyaéta objék ngulik tanaga surya (tina Helios Yunani. Ήλιος, Helios - Sun). Produksi sél fotovoltaic sareng kolektor surya ngembang di arah anu béda. Panel surya asalna dina sababaraha ukuran: tina microcalculators terbina dina nepi ka mobil dipasang sareng hateup.
Carita
Dina taun 1842, Alexander Edmond Becquerel mendakan pangaruh ngarobah lampu kana listrik. Charles Fritts mimiti nganggo selenium pikeun lampu janten listrik. Prototipe pertama panél surya diciptakeun ku fotokimia Italia Giacomo Luigi Chamican.
25 Maret 1948, para ahli di Laboratorium Bell ngumumkeun nyiptakeun panél solar basis silikon munggaran anu ngahasilkeun arus listrik. Pamanggihan ieu dilakukeun ku tilu pagawé perusahaan - Calvin Souther Fuller (Calvin Souther Fuller), Daryl Chapin (Daryl Chapin) sareng Gerald Pearson (Gerald Pearson). Parantos 10 taun, dina tanggal 17 Maret 1958, satelit kalayan ngagunakeun batré surya, Avangard-1, diluncurkeun di Amérika Serikat. Dina tanggal 15 Méi 1958, satelit kalayan ngagunakeun batré surya, Sputnik-3, ogé diluncurkeun di USSR.
Naon anu anjeun kedah terang ngeunaan panel solar
"Batré surya" mangrupikeun ekspresi anu nyababkeun sababaraha sél surya, dasar anu janten bahan semikonduktor anu langsung ngarobih énergi panonpoé janten arus langsung. Prosedur ieu disebut pangaruh fotosintéktik. Saatos kadali fenomena mikrofisik ieu dikuasai di tingkat laboratorium, industri ogé ngawasa produksi modul silikon silikon. Efisiensi panél surya - 18-22%. Sambungan fotokar di antarana aya serial sareng paralel.
Pigura tempatna ayana didamel tina bahan diéléktrik.
Rencana pikeun nyambungkeun panél surya pikeun imah usum panas sareng hiji imah pribadi. Operasi anu bener dina sistem ieu dipangaruhan ku pilihan anu leres sadaya komponén sirkuit tanaga listrik. Kualitas modul anu nyiptakeun batré surya gumantung kana kumaha hasil tina jalan anu dilancarkeun ku foton ti Matahari ka Bumi.
Kusabab aya kana parambangan pikeun radiasi cahya, aranjeunna janten bagian tina sirkuit listrik kalayan arus langsung. Salajengna, gumantung kana tugas, énergi anu akumulasi akumulasi dina batré atanapi aranjeunna dirobih janten arus listrik anu sanés anu nyayogikeun 220 V
Jenis Jenis Panél Solar
Dumasar kana jinis anu dianggo pikeun pabrik semikonduktor silikon, modul panél surya dibagi jadi dua kategori: poligris , kristal tunggal .
Tilas aya dina bentuk alun-alun datar kalayan permukaan anu beragam, kusabab ayana kristal anu henteu jelas. Ngalembereh silikon dianggo pikeun pembuatannana. Mimiti, bahan baku dituang kana bentuk khusus, teras blok anu diala ku lebur dipotong kana piring bujur. Salila prosés manufaktur, massa silikon molten mangrupikeun pendinginan bertahap.
Panel monocrystalline langkung éfisién sareng ngahasilkeun energi langkung ageung dina ukuran anu sami, tapi panél polycrystalline langkung mirah. Modul ieu diwangun ku 36 atanapi 72 piring polycrystalline. A panel diwangun ku sakumpulan titik sapertos na. Téknologi cukup sederhana, henteu ngalibatkeun panggunaan peralatan anu mahal sareng henteu butuh investasi finansial ageung. Dikurangan tina modul ieu mangrupikeun - efisiensi henteu ngaleuwihan 18%.
Paménta utamina pikeun aranjeunna dijelaskeun ku kanyataan yén aranjeunna langkung mirah. Beda sareng anu sateuacanna, permukaan panel tunggal kristal homogen. Ieu mangrupikeun lempeng ipis anu tiasa dikenalkeun sacara visual salaku potongan bujur di juru. Pikeun menangkeun aranjeunna, kristal silikon sacara artifisial ditumbuh. Sél solar anu digunakeun dina kasus ieu diwangun tina silinder silikon.
Ku ngeureunkeun ingot silikon dina sadaya sisi, pagelaran ditingkatkeun. Prosés ieu mahal tapi produktif. Éfisién unsur kristal tunggal tiasa ngahontal 22%. Biayaana langkung luhur tibatan poliétrystalline di daérah 10%.
Naon batré surya?
Batré surya (SB) mangrupikeun sababaraha modul fotovoltaic anu digabungkeun kana hiji alat nganggo konduktor listrik.
Sareng upami batré diwangun modul (anu ogé disebut panel), maka unggal modul kabentuk ku sababaraha sél surya (anu disebut sél). Sél solar mangrupikeun unsur konci anu aya di tengah batré sareng pamasangan solar.
Poto ieu nunjukkeun sél solar tina sababaraha format.
Tapi Déwan panel photovoltaic.
Dina praktékna, sél fotovoltaic digunakeun salaku alat tambahan, anu ngagaduhan pikeun ngarobih arus, pikeun akumulasina sareng distribusi saatosna antara konsumen. Alat anu di handap ieu kalebet dina kit listrik bumi
- Panel Photovoltaic mangrupikeun unsur utama dina sistem anu ngahasilkeun listrik nalika sinar panonpoé nyerang.
- Batré anu tiasa diisi ulang tiasa mangrupikeun alat panyimpen énérgi anu ngamungkinkeun para konsumen disayogikeun sareng listrik alternatif sanajan dina waktos-waktos éta SB henteu ngahasilkeun (contona, wengi)
- Controller - alat anu tanggung jawab pikeun ngecas batré tepat waktu, bari ngajaga batré tina ngaleutikan sareng ngaleupaskeun jero.
- Inverter mangrupikeun artos énérgi listrik anu ngamungkinkeun anjeun nampi arus bulak-balik dina kaluaran kalayan frékuénsi sareng tegangan anu diperyogikeun.
Sacara skematis, sistem catu daya listrik tanaga surya kieu.
Skéma éta cukup basajan, tapi pikeun tujuanana ngerjakeun sacara efektif, perlu leres ngitung parameter operasi sadaya alat anu kalebet dina éta.
Unsur sareng prinsip operasi panel surya
Tugas batré surya nyaéta transformasi énergi sinar panonpoé kana listrik, anu nyayogikeun perangkat rumah tangga sareng industri. Operasi stasion listrik solar nyaéta, dina dasarna, dilaksanakeun dumasar kana skema anu sami salaku konvensional.
Panel solar diwangun ku 5 unsur, Komponén munggaran pamasangan solar nyaéta panél poto.
Alat semikonduktor dimana aranjeunna diwangun sacara langsung ngarobih tanaga awak selét jadi arus listrik konstan. Daya kakuatan sareng tegangan panél surya tiasa bénten, tapi biasana sababaraha kali 12 V. Batré surya mangrupikeun kumpulan unit modular. Milarian batré dina tempat anu tiasa diaksés langsung sinar panonpoé langsung.
Kanggo ngatur sareng ngontrol operasi panél surya, sapertos alat batré, inverter, sareng pengendali kalebet dina sirkuit. Batré ngalaksanakeun peran tradisional dina sistem - disimpen listrik na. Ieu lumangsung nalika operasi pakakas listrik rumah tangga tina jaringan terpusat, sareng nalika kaleuwihan listrik lumangsung nalika kakuatan bumi sapinuh tina modul surya.
Énergi énergi nyayogikeun sirkuit jumlah jumlah listrik sahingga voltase stabil tetep dijaga di dinya. Sakumaha aturan, sapasang batré téh kalebet kana sirkuit - utami sareng cadangan. Anu pangheulana, ngagaduhan listrik, dikintunkeun kana parangkat listrik.
Kaduana nyababkeun énergi anu akumulasi ngan ukur saiceun tegangan dina jaringan. Seringna, kabutuhan batré cadangan muncul dina cuaca anu cerah atanapi wengi upami panel poto henteu tiasa jalan.
Skema anu bener pikeun nyambungkeun panél surya Jinis perantara antara panel surya sareng batré anu ngatur. Alat éléktronik ieu gaduh fungsi anu ngatur ngecas sareng ngabebaskeun batréna, kitu ogé ngatur prosés ieu.
Dina waktos anu beda-beda, unit permukaan disinih ku panonpoé ku sababaraha cara. Ku alatan éta, output tegangan ku panel ogé robih. Pikeun ngeusi batre dina wates normal, tegangan diperyogikeun, niléyana dugi ka kisaran anu tangtu. Kolektor surya ngaleungitkeun irregularitas anu disababkeun ku pédah. Ayana alat sapertos henteu ngaleungitkeun ngecas batréna kalayan ngagolak anu salajengna. Ogé, controller moal ngantep panurunan tina suplai énérgi handapeun norma anu ditetepkeun, anu ngajamin operasi dipercaya tina sistem énergi.
Ngitung panél photovoltaic
Hal kahiji anu anjeun kedah terang nalika perencanaan ngitung desain parobih fotovoltaik (panél surya) nyaéta jumlah listrik anu bakal dikonsumsi ku peralatan nyambung ka panél surya. Nuliskeun kakuatan nominal para panganggé energi surya, anu diukur dina watt (W atanapi kW), urang tiasa nurunkeun rata-rata bulanan konsumsi listrik - W * h (kW * h). Sareng kakuatan anu dicabut tina batré solar (W) bakal ditangtukeun dumasar kana nilai anu dicandak.
Salaku conto, tempo daptar alat listrik anu tiasa disayogikeun ku tanaga listrik listrik anu leutik sareng kapasitas 250 watt.
Méja dicandak tina situs salah sahiji pabrik panél surya.
Aya gangguan anu antawis konsumsi énérgi rata-rata 950 W * h (0.95 kWh) sareng kakuatan batré surya 250 W, anu terus-terusan ngahasilkeun 6 kWh per dinten salami operasi kontinyu (anu langkung seueur dibutuhkeun anu diperyogikeun). Tapi kusabab urang ngobrol sacara khusus ngeunaan panél surya, éta kedah émut yén alat-alat ieu tiasa ngembangkeun kakuatan nameplatena ngan ukur di siang (tina tabuh 9 dugi ka 16 jam), sareng teras dina poe jelas. Dina cuaca mendung, turun-tumurun listrik ogé turun. Sareng isuk-isuk sareng magrib, jumlah listrik anu diasilkeun ku batréna teu langkung saé 20-30% tina rata-rata harga sapopoé. Salaku tambahan, kakuatan dinilai tiasa dicandak tina unggal sél hungkul upami aya kaayaan anu optimal pikeun ieu.
Naha tingkat batré 60 watt, sareng masihan 30? Nilai 60 W dibereskeun ku produsén sél salami 1000 W / m² sareng suhu batré 25 derajat. Henteu aya kaayaan sapertos kitu di bumi, bahkan langkung seueur di tengah Rusia.
Sadaya ieu diperhatoskeun nalika cagar listrik pasti disimpen dina desain panél surya.
Ayeuna hayu urang ngobrolkeun ngeunaan mana indikasi listrik asalna - 250 kW. Parameter anu ditangtukeun ngartos sadaya koréksi pikeun henteu rata radiasi surya sareng ngagambarkeun data anu rata dumasar kana eksperimen praktis. Nyaéta: ngukur kakuatan dina sababaraha kaayaan operasi accu sareng ngitung nilai poean rata-rata.
Nalika anjeun terang volume konsumsi, pilih sél photovoltaic dumasar kana kakawasaan modul anu diperyogikeun: unggal 100W modul ngahasilkeun 400-500 Wh * h per dinten.
Urang langkung maju: uninga rata-rata paménta listrik pikeun listrik, urang tiasa ngitung listrik tanaga surih anu diperyogikeun sareng jumlah sél anu damel dina hiji panel photovoltaic.
Dina ngalaksanakeun itungan langkung, kami bakal fokus kana data méja anu parantos akrab ku urang. Janten, anggap yén total konsumsi listrik sakitar 1 kWh per dinten (0.95 kWh). Sakumaha urang parantos terang, urang bakal peryogi batré surya kalayan kakuatan anu dipeunteun sahenteuna 250 watt.
Anggap anjeun ngarencanakeun ngagunakeun sél photovoltaic ku kakuatan nominal 1,75 W pikeun ngumpul modul kerja (kakuatan unggal sél ditangtukeun ku produk kakuatan ayeuna sareng tegangan anu ngahasilkeun sél solar). Kakuatan 144 sél digabungkeun jadi opat modul standar (36 sél unggal) bakal sami sareng 252 watt. Rata-rata, sareng batré sapertos kitu kami bakal nampi listrik listrik - 1,26 kWh per dinten, atanapi 30 - 38 kWh sabulan. Tapi éta dina dinten usum panas, nalika usum tiis bahkan nilai-nilai ieu henteu tiasa didapok. Leuwih ti éta, dina lintang kalér, hasilnana bakal rada handap, sareng di kidul - langkung luhur.
Aya panél surya - 3.45 kW. Aranjeunna berpungsi sajajar sareng jaringan, sahingga efisiensi maksimalna mungkin:
Data ieu rada luhur rata-rata, sabab panonpoé langkung ageung batan biasa. Upami siklonna santai, maka produksi dina bulan usum tiris henteu langkung ti 100-150 kW * h.
Nilai-nilai anu dipidangkeun nyaéta kilowatt, anu tiasa ditampi langsung tina panel surya. Sakumaha énérgi dugi ka konsumén tungtung - gumantung kana karakteristik peralatan tambahan anu diwangun kana sistem catu daya. Urang bakal ngobrol ngeunaan aranjeunna engké.
Sakumaha anjeun tingali, jumlah sél surya anu diperlukeun pikeun ngahasilkeun kakuatan anu ditangtukeun ukur tiasa diitung. Pikeun itungan anu langkung akurat, disarankeun pikeun nganggo program khusus sareng kalkulator énergi surya online anu bakal ngabantosan nangtukeun kakuatan batré anu dibutuhkeun gumantung kana seueur parameter (kalebet lokasi géografis situs anjeun).
Upami pertama kalina teu mungkin leres ngitung panél photovoltaic (sareng non-profésional sering sering ngalaman masalah anu sami), ieu henteu masalah. Kakawasaan anu leungit tiasa dianggo ku kéngingkeun sababaraha fotokét tambahan.
Aya tilu jinis alat sapertos kieu:
"Pareuman" - alat anu nyambungkeun atanapi ngahapus batré ka batré surya, gumantung kana tingkat tegangan dina terminalna. Tingkat muatan tetep disimpen dina 70%.
Controller PWM - modulasi ngamungkinkeun anjeun pikeun ngeusi batre 100% dina tahap terakhir ngeusian.
MRI - alat ieu ngarobih parameter énergi anu katampi tina panel surya pikeun paling cocog pikeun ngeusi batre, ningkatkeun efisiensina dugi ka 30%.
Inverter - unit anu ngarobih arus langsung nampi ti modul surya jadi voltase silih tinggih 220 V.
Ieu sacara pasti aya bédana poténsial anu dianggo pikeun kalolobaan jinis pakakas rumah tangga. Inverters sayogi dina tilu versi: nyalira waé, jaringan, hibrida. Nu munggaran henteu ngahubungan jaringan listrik luar. Dina grid (jaringan) fungsina ngan nganggo jaringan terpusat.
Salian ti fungsi konvérsi, inverters sapertos tiasa nyaluyukeun amplitudo ayeuna, frékuénsi voltase sareng parameter jaringan sanésna. Inverter Hybrid (hibrid) gaduh fungsi mandiri waé sareng parangkat jaringan. Nalika catu daya sentral berpungsi, butuh kakuatan maksimal tina batré surya, sareng upami jaringan umum dipegatkeun, leres tiasa leres.
Variasi sél fotovoltaic
Kalayan bantosan bab ieu, urang bakal nyobian ngaleungitkeun kasalahan ngeunaan kaunggulan sareng kalemahan sél sél photovoltaic anu paling umum. Ieu bakal ngagampangkeun anjeun milih alat anu leres. Modul silikon Monocrystalline sareng polycrystalline pikeun panél surya loba dipaké ayeuna.
Ieu mangrupikeun sél sél (sél) standar tina modul kristal tunggal, anu akurat tiasa dibédakeun ku juru bevel.
Di handap ieu poto sél polycrystalline.
Modél mana anu saé? Para pangguna FORUMHOUSE aktip ngabantosan ieu.Aya anu yakin yén modul polycrystalline tiasa langkung éfisién dina cuaca mendung, sedengkeun panel monocrystalline nunjukkeun pagelaran anu saé dina dinten cerah.
Kuring ngagaduhan mono - 175 watt masihan di panonpoé handapeun 230 watt. Tapi kuring nampik aranjeunna sareng teraskeun kana polycrystals. Kusabab nalika langit jelas, sahanteuna tuang listrik tina kristal naon waé, tapi nalika mendung, kuring moal damel.
Dina hal ieu, bakal aya anu salawasna lawan anu, saurna pangukuran ukuran, lengkep refute pernyataan anu dibere.
Kuring meunang sabalikna: polycrystals sensitip pisan kana dimming. Pas awan leutik ngaliwat panonpoé, éta langsung mangaruhan jumlah anu ayeuna dibangkitkeun. Tegangan, ku jalan kitu, praktis henteu robih. Panel kristal tunggal-tingkah langkung étang. Kalayan pencahyaan anu hadé, panél duanana beresih pisan: kakawasaan anu dinyatakeun pikeun panél ieu 50W, kadua 50W sami kaluar. Ti dieu urang ningali kumaha mitos ngaleungit yén monopanel masihan langkung kakuatan dina lampu anu saé.
Pernyataan kadua ngeunaan kahirupan sél photovoltaic: umurna poliérry gancang ti sél tunggal-kristal. Pertimbangkeun statistik resmi: kahirupan standar panél kristal tunggal nyaéta 30 taun (sababaraha pabrik produsén yén modél sapertos tiasa digarap dugi 50 taun). Dina waktos anu sami, periode operasi anu efektif tina panel polycrystalline henteu langkung ti 20 taun.
Mémang, kakawasaan panél surya (sanajan kualitasna pisan) diturunkeun ku fraksi anu saé persen (0.67% - 0.71%) unggal taun operasi. Dina waktos anu sami, dina taun mimiti operasi, daya na geuwat tiasa turun ku 2% sareng 3% (kanggo panél tunggal-kristal sareng polycrystalline, masing-masing). Sakumaha anjeun tiasa tingali, aya bédana, tapi henteu pati penting. Sareng upami anjeun nganggap yén indikator anu dibere kalolobaan gumantung kana kualitas modul fotovoltaic, maka bédana tiasa dipaliré. Leuwih ti éta, aya kasus nalika panél kristal tunggal-mirah anu dilakukeun ku produsén anu lalai leungiteun 20% tanagaana dina taun mimiti operasi. Kacindekan: beuki dipercaya produsén modul PV, langkung awét produkna.
Seueur anu nganggo portal portal urang ngaku yén modul single-kristal sok langkung mahal tibatan polycrystalline. Kanggo sabagéan ageung produsén, bédana harga (dina jihat hiji kakuatan watt anu ngahasilkeun) saleresna tiasa katingali, anu ngagaleuh unsur-unsur polycrystalline langkung pikaresepeun. Hiji henteu tiasa ngabantah ieu, tapi teu tiasa ngabantah kanyataan yén efisiensi panél kristal tunggal-luhur langkung luhur batan poliistri. Ku alatan éta, kalayan kakuatan anu sami dina modul kerja, batré polycrystalline bakal ngagaduhan tempat anu ageung. Kalayan kecap sanés, menang harga, anu mésér unsur polycrystalline tiasa éléh di daérah, anu, upami aya kurang rohangan bébas pikeun masang SB, tiasa nyingkirkeun kauntungan anu jelas.
Pikeun kristal tunggal umum, efisiensi, rata-rata, 17% -18%, pikeun poli - sakitar 15%. Bédana nyaéta 2% -3%. Nanging, tina segi aréa, bédana ieu 12% -17%. Kalayan panél amorfina, bédana parantos langkung jelas: kalayan kaosna kaci 8-10an, panél kristal tunggal tiasa satengah ageung sapertos amorf.
Panels amfarah mangrupikeun salah sahiji jenis sél fotovoltaik anu henteu acan janten langkung populér, sanaos kaunggulan anu atos: koefisien leungitna listrik kalayan naekna suhu, kamampuan ngahasilkeun listrik sanajan pisan séhat, kamampuan relatif hiji kW ngahasilkeun énérgi sareng saterasna. . Sareng hiji alesan pikeun popularitas low na ayana efisiensi anu pohara dugi. Modul Amorphous ogé disebut modul kalenturan. Struktur fleksibel tiasa ngagampangkeun instalasi, ngaleupaskeun sareng neundeunana.
Kuring henteu terang saha amirphous ieu ngiklankeun. Éfisiénna kirang, aranjeunna ngeusian ampir dua kali langkung seueur rohangan, sedengkeun sareng umur, efisiensi, sapertos kristal, turun. Modul klasik dirancang pikeun operasi dina 25 taun operasi tina kakurangan tina 20%. Amphphous ngan ukur aya hiji tambah: aranjeunna katingali sapertos kaca hideung (anjeun tiasa nutupan sakabéh adul).
Milih barang-barang damel pikeun konstruksi panél surya, mimiti pisan, anjeun kedah difokuskeun kana reputasi produsénna. Barina ogé, ciri kinerja sabenerna gumantung kana kualitas. Oge, salah henteu kedah ningal kaayaan anu di handapeun instalasi modul surya bakal dilaksanakeun: upami rohangan anu dipasang pikeun pamasangan panél surya dibatesan, tiasa disarankeun nganggo kristal tunggal. Upami teu aya kurangna rohangan gratis, teras perhatosan panél polycrystalline atanapi amorfina. Anu dimungkinkeun tiasa langkung praktis tibatan panél kristal.
Ku mésér panél siap-siap ti pabrik, anjeun tiasa nyederhanakeun tugas ngawangun panél surya. Kanggo anu resep ngadamel sadayana kalayan pananganana, prosés manufaktur modul surya bakal dijelaskeun dina kontinu tulisan ieu. Ogé dina waktos anu caket, urang merencanakeun kanggo nyarioskeun kriteria anu milih batré, pengendali sareng inverters - alat anu henteu upami batré surya henteu tiasa fungsina pinuh. Tetep diropéa pikeun apdet pikeun feed artikel kami.
Poto nembongkeun 2 panél: kristal tunggal buatan bumi 180 W (kénca) sareng poliétrystalline ti pabrik 100 W (katuhu).
Anjeun tiasa mendakan ngeunaan sumber énérgi anu paling populér pikeun topik anu pas, kabuka pikeun diskusi di portal kami. Dina bagian ngeunaan konstruksi imah otonom, anjeun tiasa diajar seueur hal anu pikaresepeun ngeunaan énergi alternatif sareng panél surya khususna. Video anu leutik bakal nyaritakeun ngeunaan unsur utama stasiun listrik surya standar sareng ngeunaan fitur masang panél surya.
Jinis Modél Panel Solar
Modél panél-solar dikelompokeun tina sél surya, upami henteu - converters photoelectric. PEC tina dua jenis parantos mendakan pamakéan anu nyebar.
Aranjeunna bénten dina jinis semikonduktor silikon anu dianggo pikeun pembuatannana, nyaéta:
- Polycrystalline. Ieu mangrupikeun sél surya anu diciptakeun tina silikon ngalelep ku panyamanan jangka panjang. Metodeu produksi basajan nangtukeun mampuh hargana, tapi pagelaran pilihan polycrystalline henteu ngaleuwihan 12%.
- Monocrystalline. Ieu mangrupikeun unsur anu diala ku motong piring ipis tina kristal silikon artifisial. Pilihan anu paling produktif sareng mahal. Efisiensi rata-rata di daérah 17%, anjeun tiasa mendakan photocells-kristal tunggal sareng kinerja anu langkung luhur.
Sél solar polycrystalline bentukna pasagi anu datar kalayan permukaan anu teu pikaresepeun. Spésiés monocrystalline katingalina kuadrat dina permukaan paragi bentuk homogen sareng sudut anu dipotong (pseudo-kuadrat)
Panel tina versi mimiti anu gaduh kakuatan anu sami langkung ageung tibatan kadua kusabab efisiensiana langkung handap (18% berbanding 22%). Tapi persén, rata-rata, sapuluh langkung mirah sareng paménta utami.
Anjeun tiasa maca ngeunaan aturan sareng nuansa milih panél surya pikeun masihan énergi pikeun pemanasan otonom di dieu.
Prinsip operasi tina batré surya
Alat dirarancang pikeun langsung ngarobah sinar panonpoé kana listrik. Peta ieu disebut épék potoectéktik. Semikonduktor (wafer silikon), anu dipaké pikeun ngadamel unsur, ngagaduhan éléktron anu muatan positip sareng négatip sareng diwangun ku dua lapisan: n-lapisan (-) sareng p-lapisan (+). Éléktron anu kaleuleuwihan dina pangaruh sinar panonpoé diketok tina lapis sareng ngeusian rohangan kosong dina lapisan anu sanés. Ieu ngabalukarkeun éléktron bébas kanggo terus-terusan mindahkeun, pindah ti hiji pelat ka anu sanés, ngahasilkeun listrik, anu ngumpulkeun dina batré.
Kumaha carana batré surya gumantung pisan kana alatna. Mimitina, sél surya diciptakeun silikon. Masih dipikanyaho ayeuna, tapi kusabab prosés ngabersihkeun silikon rada labuh sareng mahal, modél nganggo fotokél alternatif tina sanyawa kadmium, tambaga, hélium sareng indium ayeuna dikembangkeun, tapi aranjeunna henteu produktif.
Éfisién panél surya parantos ningkat sareng ngembangkeun téknologi. Nepi ka ayeuna, sosok ieu parantos ningkat tina hiji persén, anu kacatet dina awal abad, dugi ka langkung ti dua puluh persén. Hal ieu ngamungkinkeun urang ngagunakeun panél poé-ayeuna ieu henteu ngan ukur pikeun kabutuhan rumah tangga, tapi ogé pikeun produksi.
Spésifikasi
Alat batré surya cukup basajan, sareng diwangun ku sababaraha komponén:
- Sél solar langsung / panel surya,
- Inverter anu ngarobih arus langsung ka arus bulak-balik,
- Kontrol tingkat batré.
Batré panél surya kedah dibéréskeun kalayan nyandak fungsi-fungsi anu diperyogikeun. Aranjeunna ngumpulkeun sareng masihan listrik. Saham sareng konsumsi kajantenan siang, sareng wengi artos anu akumulasi ngan dihakan. Kituna, aya asupan tanaga konstan sareng berterusan.
Bébaskeun ngecas sareng ngaleupaskeun batré na nyababkeun umur batrena. Controller muatan surya otomatis ngeureunkeun akumulasi énergi dina batréna upami ngahontal parameter maksimal, sareng sambungkeun beban alat anu aya upami ngaleupaskeun kuat.
(Tesla Powerwall - batré pikeun 7 panél solar kW - sareng ngecas bumi pikeun kendaraan listrik)
Inverter grid kanggo panél surya mangrupikeun elemen desain anu paling penting. Éta ngarobih énergi anu ditampi tina sinar panonpoé janten arus-aras dina sababaraha kamampuan. Salaku konvér anu nyingkur, éta ngagabungkeun tegangan kaluaran tina arus listrik dina frékuénsi sareng fase sareng jaringan cicing.
Photocells tiasa dihubungkeun boh dina séri sareng paralel. Pilihan anu terakhir ningkatkeun parameter kakuatan, tegangan sareng arus sareng ngamungkinkeun alatna jalan, sanaos hiji unsur kaleungitan fungsionalitas. Model gabungan dilakukeun nganggo skema kadua. Ladenan kahirupan pelat sakitar sakitar 25 taun.
Pamasangan surya
Upami struktur éta bakal dianggo pikeun nyicingan ruang padumukan, situs pamasangan kedah dipilih sacara saksama. Upami panélna katutup ku gedong atanapi tatangkalan jangkung, éta bakal hese kéngingkeun énergi anu diperyogikeun. Aranjeunna kedah ditempatkeun dimana aliran cahya panonpoé maksimal, nyaéta, di sisi kidul. Desain langkung saé di pasang dina sudut, sudut anu sami sareng lintang geografis lokasi sistem.
Panel surya kudu ditempatkeun ku kituna boga boga kamampuan pikeun ngabersihan périodik lebu sareng debu atanapi salju, sabab ieu nyababkeun kamampuan anu langkung handap pikeun ngahasilkeun énergi.
Pasokan énergi gedong
Panel solar ukuran ageung, sapertos kolektor surya, seueur dianggo di daérah tropis sareng subtropis kalayan sajumlah dinten cerah. Utamana populer di nagara-nagara Tengah, dimana aranjeunna disimpen dina hateup imah.
Ti saprak Maret 2007, imah anyar di Spanyol parantos dilengkepan pamanas cai solar pikeun sacara mandiri nyayogikeun tina 30% ka 70% tina kabutuhan cai panas, gumantung kana lokasi bumi sareng konsumsi cai diharepkeun. Wangunan non-padumukan (pusat balanja, rumah sakit, sareng sajabana) kedah gaduh parabot photovoltaic.
Ayeuna, switch ka panél surya nyababkeun seueur kritik di antawis jalma. Ieu sabab harga listrik anu langkung luhur, karier bentang alami. Lawan transisi ka panél surya nyempadkeun peralihan sapertos kitu, sabab pamilik imah sareng tanah anu panél surya sareng pabrik listrik angin dipasang nampi dana tina nagara, tapi nyewa biasa henteu. Dina hal ieu, Kementrian Ekonomi Federal Jerman parantos ngembangkeun tagihan anu bakal ngantunkeun dina waktos ka hareup pikeun ngenalkeun insentif pikeun lapak anu tinggal di imah anu disayogikeun tina pamasangan fotovoltaic atanapi ngablokir pepelakan tanaga termal. Marengan pamayaran subsidi ka nu gaduh bumi anu nganggo sumber énérgi alternatif, éta rencanana mayar subsidi ka lapak anu tinggal di imah ieu.
Beungeut jalanna
- Taun 2014, jalur sapédah solar anu munggaran di dunya dibuka di Walanda.
- Taun 2016, Menteri Ékologi Prancis sareng Énergi Segolene Royal ngumumkeun rencana ngawangun 1000 km jalan kalayan kejutan anu diwangun sareng panél surya tahan panas. Disangka yén 1 km jalan sapertos kitu bakal tiasa nyayogikeun listrik listrik 5.000 jalma (kalebet pemanasan) [sumber non-otorisasi?] .
- Dina bulan Pebruari 2017, jalan anu dikalangkungan solar dibuka ku pamaréntah Perancis di désa Norman tina Tourouvre-au-Perche. Bagian panjang kilométer jarak panjang ka 2880 panél surya. Trotoar sapertos kitu bakal nyayogikeun listrik ka Lampu kampung. Panel éta bakal ngahasilkeun 280 megawatts listrik unggal taun. Pangwangunan bagian jalan jalan 5 juta euro.
- Ogé dianggo pikeun lampu jalan mandiri mandiri di jalan raya
Kumpulan lengkep listrik tanaga surya
Pikeun milih komponén anu leres pikeun pabrik tanaga anjeun, anjeun kedah nangtukeun jumlah alat sareng kakuatanana. Pikeun kajelasan, éta langkung hadé kanggo mertimbangkeun conto anu spesifik: aya pondok usum panas anu aya di pinggir bandar Ryazan, dimana aranjeunna cicing, ti bulan Maret nepi ka Séptémber.
Kumpulan lengkep panél surya ngawengku: panél surya, hiji inverter, pengikat, bahan tambahan (kabel, mesin otomatis dll.) Rata-rata konsumsi poéan nyaéta 10.000 W / h, beban rata-rata 500 watt, beban maksimal 1000 watt. Kami ngitung beban puncak, ningkatkeun maksimal ku 25%: 1000 x 1.25 = 1250 watt.
Anggo rohangan
Batré surya mangrupikeun salah sahiji cara anu utama pikeun ngahasilkeun énergi listrik dina pesawat ruang angkasa: aranjeunna damel lami henteu nganggo konsumsi bahan, sareng dina waktos éta ramah lingkungan, henteu sapertos sumber énérgi nuklir sareng radioisotop.
Nanging, nalika ngalayang dina jarak anu jauh ti Matahari (saluareun orbit Mars), panggunaan janten masalah, sabab aliran energi surya proporsional sareng alun-alun jarak tina Sun. Nalika mabur ka Venus sareng Mercury, sabalikna, kakawasaan panél surya ningkat sacara signifikan (di daérah Venus ku 2 kali, di daérah Mercury ku 6 kali).
Tegangan ayeuna
Rating batré anu paling umum nyaéta sababaraha 12 V. Komponén sapertos di stasiun surya salaku controller, inverter, modul surya dirancang pikeun voltase tina 12 dugi ka 48 V. Hadir batré V 5 gampang sabab nalika gagal, anjeun tiasa ngagentosana sakaligus. .
Dina tegangan dua kali leuwih luhur, dumasar kana spésifikasi operasi batré, ngan ukur ngagantikeun pasangan anu tiasa. Dina jaringan 48 V, sadaya opat batré kedah dirobih dina hiji cabang, sareng 48 V parantos diancam tina sudut pandang listrik. Tina sudut pandang sanés, langkung luhur voltase, bagian alit kawat alit anu dibutuhkeun, sareng kontakna bakal tiasa dipercaya.
Nalika milih rating, kedah ngémutan ciri-ciri kakuatan inverters sareng nilai beban puncak:
48 V - ti 3 - 6 kW,
24 atanapi 48 V - ti 1,5 - 3 kW,
12, 24, 48V - dugi ka 1, 5 kW.
Upami kapasitas batré sareng hargana kirang langkung sami, pilihan kedah na pareum dina batré kalayan jerona cair anu diidinan anu paling luhur sareng ajén anu paling ayeuna diidinan.Batré anu hirup ningkat sacara signifikan nalika indikator ieu henteu langkung ti 30 - 50%.
"Kritér utama pikeun milih batré kedah réliabilitas. Dina hiji kasus anu khusus, tegangan mimiti bakal 24 V.
Seleksi sél surya
Daya batré surya diitung nganggo rumus ieu di handap: Pcm = (1000 x Yesut) / (K x Sin) Di jerona:
Rcm - daya batré dina W, anu sami sareng jumlah kakuatan panél surya, 1000 - fotosensitivitas sél surya dina kW / m²,
Yesut - konsumsi listrik anu diperyogikeun sapopoé di kWh (kanggo daérah anu dipilih - 18). Éfisién K ngiringan sadaya karugian usumna: pikeun usum panas - 0,7, keur usum - 0,5.
Dosa - hiji longsoran radiasi surya dina kW x h / m² (nilai tabular) dina tunjangan anu paling nguntungkeun tina panél. Anjeun tiasa mendakan parameter ieu dina palayanan cuaca di daérah éta. Sudut optimal dina masang panél surya dina musim semi sareng usum gugur sami sareng nilai lintang.
Dina usum panas, 15⁰ kedah dikurangan, sareng dina usum tiis - 15⁰ kedah di tambah. Panel sorangan kedah berorientasi di kidul. Wewengkon ti conto aya dina lintang 55 lat.
Kusabab waktu minat urang tumiba dina bulan Maret-September, urang nyandak sudut usum panasna inclination - 40⁰ relatif kana taneuh. Dina hal ieu, rata-rata insolasi saben dinten pikeun daérah ieu 4,73.
Kami ngagantikeun sakabéh data ieu kana rumus sareng ngalakukeun tindakan:
Pcm = 1000 x 12: (0.7 x 4.73) ≈ 3 600 W .
Upami modul anu ngajantenkeun batré anu ngagaduhan kakawasaan 100 watt, maka 36 unit kedah dipésér. Pikeun nempatkeun aranjeunna, anjeun peryogi platform 5 x 5 m, sareng struktur bakal beuratna 0,3 ton.
Majelis batré
Nalika nyusun batré batré, anu berikut kedah diperhatoskeun: batré konvensional anu dimaksudkeun pikeun mobil teu cocog kanggo tujuan ieu, prasasti "SOLAR" kedahna dina panél surya, sadaya batré anu dibeli kedah nganggo parameter anu sami sareng, langkung saé, milik angkatan produksi anu sami. , perlu nempatkeun unsur dina kamar anu haneut, optimal - 25⁰.
Henteu kedah mésér batré énggal, kumargi batré anu dianggo ogé hadé pikeun tujuan ieu. Upami suhu turun ka -5⁰, kapasitas batré bakal turun ku 50%. Dina conto kalayan 12 volt AB kalayan kapasitas 100 A / h, anjeun tiasa ningali yén éta tiasa masihan konsumén listrik ku jumlah 1200 W sajam.
Leres, ieu bakal dituturkeun ku ngaleupaskeun batré lengkep, sareng ieu téh teu pikaresepeun. Kusabab 60% dianggap "mean emas" pikeun ngaleupaskeun, kami nyandak cagar énérgi pikeun unggal 100 A / h jam 600 W / h (1000 W / h x 60%). Batré awal kedah 100% dieusi ti outlet stasion.
Tempat mesen kedah sapertos kitu cekap pikeun nutupan beban wengi, sareng upami cuaca mendung, maka nyayogikeun parameter anu dipikabutuh nalika siang pikeun sistem damel. Batré anu kaleuleuwihan henteu pikaresepeun kusabab aranjeunna bakal teras-terasan di handapeun taneuh sareng bakal tumurun.
Solusi anu paling kompeten nyaéta bungkus batré anu nganggo cagar anu nyertakeun konsumsi kakuatan sapopoé. Kami netepkeun total kapasitas batré: (10,000 W / h: 600 W / h) x 100 A / h = 1667 A / h Alatan éta, pikeun ngalengkepan pabrik listrik tanaga surya tina conto anu spesifik, 16 AB kalayan kapasitas 100 A / h atanapi 8 dugi ka 200 bakal diiiihkeun. serial-sajajar.
Kumaha milih Controller
Pilihan Controller ngagaduhan spésipina sorangan. Pengontrol anu dipilih leres kedah:
1. Pikeun mastikeun sapertos muatan batré multi-tahapan supados ningkatkeun jasa hirupna.
2. Laksanakeun konéksi / sambungan otomatis otomatis sareng batré surya sareng anu dicas atanapi ngecas.
3. Sambungkeun beban tina batré surya pikeun batré sareng dina waktos anu sabalikna.
Controller muatan surya kedah aya dina kamar anu sami sareng batré, pikeun ngalakukeun ieu, parameter inputna kedah aya pakait sareng nilai-nilai dina modul solar, sareng kaluaranana peryogi tegangan anu sami sareng bédana poténsial di jero sistem.
Seueur gumantung naha pengontrol dipilih anu leres pisan: operasi pak batréna, sareng sistem solar sacara gembleng. Upami anjeun mastikeun yén pencahyaan nampi kakuatan langsung tina controller, anjeun tiasa nyimpen artos nalika ngagaleuh inverter - mésér pilihan anu langkung mirah.
Cara milih inverter Tugas inverter nyaéta nyayogikeun beban puncak kanggo waktos anu lami.
Ieu tiasa dilaksanakeun nalika voltase inputna sami sareng bédana poténsial lebet sistem.
Pilihan anu pangsaéna nalika milih inverter nyaéta nyaéta "Inverter sareng fungsi controller." Kritéria ieu penting: Bentuk gelombang sinus sareng frékuénsi arus dirobih janten arus anu alik. Caket ka sinusoid kalayan frékuénsi 50 Hz mangrupikeun jaminan efisiensi anu langkung luhur.
Saenipun, upami angka ieu diluhur 90%. Konsumsi alat paranti kedah disatujuan ku total konsumsi listrik tanaga surya. Pangalusna sadaya - dugi ka 1%. Alat kedah tahan beban ganda lilana lilana.
Tip sareng perhitungan conto anu disayogikeun dina tulisan bakal ngabantosan pamasangan stasiun listrik tanaga surya. Éta cocog pikeun duanana pondok anu ageung sareng bumi nagara leutik.
Rencana tina catu listrik tanaga surya
Nalika anjeun ningal nami-sora tina sora anu misterius anu nyusun sistem suplai listrik tanaga surya, ideu sumping ka kompleksitas super-téknis alat.
Dina tingkat mikro kahirupan foton, ieu bet kitu. Sareng jelas-jelas sirkuit umum sirkuit listrik sareng prinsip tindakna sederhana pisan. Ti sulap surga ka "lampu Ilyich" ngan opat léngkah.
Modul solar mangrupikeun komponén munggaran ngeunaan tanaga listrik. Di handap ieu mangrupikeun panél anu panjangna ipis anu dipasang ti sababaraha piring photocell standar. Pabrikan ngadamel panél poto béda dina kakuatan listrik sareng tegangan, sababaraha 12 volt.
Alat anu ngawangun datar tiasa dipisahkeun dina permukaan anu dipungut sinar langsung. Hijian modular dihubungkeun ku saling nyambungkeun batré solar. Tugas batré nyaéta pikeun ngarobah énergi anu ditampi tina panonpoé, ngahasilkeun arus konstan tina nilai anu ditangtukeun.
Alat panyimpen muatan listrik - batré pikeun panél surya dipikanyaho ku sadayana. Peranna dina sistem panawaran énergi ti panonpoé tradisional. Nalika konsumen bumi disambungkeun ka jaringan terpusat, toko énergi disimpen dina listrik.
Éta ogé ngumpulkeun kaleuwihan éta, upami arus modul surya cekap pikeun masihan kakuatan dikonsumsi ku panél listrik.
Paket batré méré sirkuit jumlah anu diperyogikeun énergi sareng ngajaga tegangan stabil saatos konsumsi naék kana nilai anu ningkat. Hal anu sami kajadian, contona, nalika wengi nganggo panel poto dianggurkeun atanapi salami cuaca cerah.
Controller mangrupikeun perantara éléktronik antara modul surya sareng batré. Peranan na nyaéta pikeun ngatur tingkat batré. Alatna henteu kéngingkeun ngagolak tina garapan listrik atanapi ragrag poténsial listrik di handap norma tertentu, dipikabutuh pikeun operasi stabil tina sistem solar.
Ngahurungkeun, sora istilah inverter kanggo panél surya diterangkeun sacara harfiah. Leres, saleresna, unit ieu ngalakukeun fungsi anu sakali deui dianggap fiksi kana insinyur listrik.
Ngarobih arus langsung ngeunaan modul surya sareng batré kana alik anu sanés kalayan bédana poténsial 220 volt. Tegangan Ieu mangrupikeun tegangan anu seueur pikeun alat-alat listrik rumah tangga.
Beban puncak sareng konsumsi kakuatan rata-rata poéan
Kenikmatan pikeun ngagaduhan stasiun surya anjeun masih seueur. Léngkah munggaran dina jalur pikeun gaduh kakuatan tanaga surya nyaéta pikeun ngeusian beban puncak optimal dina kilowatt sareng rata-rata konsumsi énérgi rata-rata dina kilowatt jam imah atanapi pondok usum panas.
Beban puncak didamel ku kabutuhan pikeun ngaktipkeun sababaraha alat listrik sakaligus sareng ditangtukeun ku kakuatan maksimalna, kalayan ngitung karakteristik anu langkung seueur ti sababaraha aranjeunna.
Ngitung konsumsi kakuatan maksimal ngamungkinkeun anjeun pikeun ngidentipikasi kabutuhan penting pikeun operasi simultan anu parangkat listrik, sareng anu sanés pisan. Indikator ieu nurut karakteristik kakuatan tina tempat tanaga listrik, nyaéta biaya total alat.
Konsumsi énérgi unggal alat listrik diukur ku produk tina kakuatan masing-masing pikeun waktos éta digawé tina jaringan (didamel listrik) sadinten. Rata-rata konsumsi énérgi poéan diitung salaku jumlah énergi listrik anu dikonsumsi ku unggal konsumen pikeun période sapopoé.
Hasil konsumsi énergi mantuan pikeun medar konsumsi listrik tanaga surya. Hasil pangitungan penting pikeun itungan salajengna tina kapasitas batré. Harga bungkus batré, komponén anu ageung tina sistem, gumantung kana parameter ieu langkung seueur.
Persiapan kanggo itungan aritmetika
Kolom kahiji ditarik tradisional - nomer sérial. Kolom kadua nyaéta nami perkakas. Anu katilu nyaéta konsumsi kakuatan individu na.
Kolom ti kaopat dugi ka dua puluh tujuh nyaéta jam beurang ti jam 00 dugi ka 24. Ieu di handap aya ngetik ku garis fraktional horisontal:
- dina numerator - waktos operasi alat dina jangka waktu khusus dina bentuk perpuluhan (0,0),
- pangbagi téh janten deui konsumsi kakuatan masing-masing (pengulangan ieu diperyogikeun pikeun ngitung beban jam).
Kolom puluh dalapan kolom mangrupikeun jumlah waktos alat perumahan rumah tangga dianggo salami beurang. Dina dua puluh kasalapan, pamakean énergi pribadi alat janten kacatet pikeun ngalikeun pamakean kakuatan individu ku waktos operasi kanggo période sapopoéna.
Kolom tilu puluh ogé standar - catetan. Mangpaat pikeun itungan panengah.
Spésifikasi konsumen
Tahap pangitung sabanjure nyaéta transformasi bentuk notebook kana spésifikasi pikeun konsumén listrik rumah tangga. Kolom kahiji jelas. Ieu nomer garis.
Kolom kadua ngandung nami konsumen énergi. Disarankeun pikeun ngamimitian ngeusian lorong sareng alat listrik. Ieu di handap ngajelaskeun kamar séjén anu teu kedah leres arah sareng arah jam (sakumaha anu dipikahoyong).
Lamun aya lantai kadua (jsb), prosedur anu sami: ti tangga - buleudan. Dina waktos anu sami, saurang henteu kedah hilap ngeunaan tangga tangga sareng lampu jalan.
Leuwih hade kanggo ngeusian kolom katilu nganggo kakuatan tibalik nami unggal alat listrik sapanjang jalan kadua.
Kolom opat ngaliwatan dua puluh tujuh pakait sareng unggal jam sadinten. Pikeun genah, aranjeunna langsung tiasa meuntas kaluar sareng jalur horisontal di tengah-tengah jalur. Halves luhur anu dihasilkeun tina garis sapertos numerator, halves handap nyaéta pangbagi.
Kolom ieu diisi ku garis-garis. Numerator format anu diformat salaku interval waktu tina format perpuluhan (0,0), ngagambarkeun waktu operasi alat listrik anu ditangtukeun dina jangka waktu anu tangtu. Dina paralel sareng numerator, denominator diketik ku indikator kakuatan alat anu dicandak tina kolom katilu.
Sanggeus kabéh kolom jam-jam sarat, aranjeunna ngitung jam kerja sapopoé kanggo pakakas listrik, nyalira sapanjang jalur. Hasilna dirékam dina sél anu aya pakait sareng dua puluh dalapan kolom.
Dumasar kana kakuatan sareng waktos padamelan, konsumsi énérgi sapopoé konsumen diitung sacara berturut-turut. Ieu kacatet dina sél kolom dua puluh kasalapan.
Nalika sadaya barisan sareng kolom spésifikasi dieusi, aranjeunna ngitung jumlahna. Nambahkeun kakuatan grafis tina pangbagi kolom-jam, beban unggal jam ditangtukeun. Summing up konsumsi énergi poéan individu ti kolum puluh kasalapan ti luhur ka handap, aranjeunna mendakan rata-rata rata-rata poean.
Itungan henteu kaasup konsumsi sistem hareupna. Faktor ieu dipertimbangkeun ku koefisien bantu dina itungan ahirna.
Analisis sareng optimalisasi data
Upami listrik tanaga surya direncanakeun salaku cadangan, data dina konsumsi kakuatan jam-jam sareng konsumsi énérgi rata-rata rata-rata ngabantosan konsumsi listrik listrik.
Hal ieu dihontal ku ngaleungitkeun konsumen énergi anu intensif tina tanaga dugi ka restorasi catu daya terpusat, utamina dina jam puncak.
Upami sistem listrik tanaga surya dirancang salaku sumber tanaga listrik tetep, maka hasil beban jam-jaman kadorong teraskeun. Penting pikeun nyebarkeun konsumsi listrik dina sapoe dina cara sapertos ngaleungitkeun tingkat luhur anu langkung seueur sareng kakurangan anu parah.
Pangecualian puncak, bébédaan beban maksimal, ngaleungitkeun dipas seukeut dina pamakean energi dina waktos ayeuna ngamungkinkeun anjeun milih pilihan anu paling ekonomis pikeun nodul surya sarta mastikeun operasi anu paling penting, paling penting, bébas tina operasi jangka panjang di stasiun surya.
Gambar anu dipidangkeun nunjukkeun transformasi anu dipikabutuh dumasar kana spésifikasi anu disusun tina jadwal irasional sacara optimal. Indikator konsumsi sapopoé dikurangan tina 18 dugi ka 12 kW / h, rata-rata jam-jam beban tina 750 dugi 500 watt.
Prinsip optimalitas anu sami mangpaat lamun nganggo pilihan tanaga listrik tina panonpoé salaku cadangan. Anu henteu perlu ngaluarkeun artos kanggo ningkatkeun kakuatan modél solar sareng batré pikeun sababaraha kasulitan samentawis.
Seleksi tempat ngambah tutuwuhan listrik tanaga surya
Pikeun mempermudah itungan, urang bakal mertimbangkeun versi panggunaan batré surya salaku sumber utama pikeun nyayogikeun tanaga listrik. Konsumén bakal janten bumi nagara kondisional di daérah Ryazan, dimana aranjeunna tetep cicing ti bulan Maret nepi ka Séptémber.
Itungan praktis dumasar kana data tina jadwal pamakean énergi anu rasional diterbitkeun di luhur bakal masihan kajelasan pikeun nalar:
- Rata-rata konsumsi kakuatan rata-rata = 12.000 watt / jam.
- Rata konsumsi beban = 500 watt.
- Beban maksimum 1200 watt.
- Bébas puncak 1200 x 1,25 = 1500 watt (+ 25%).
Nilai-nilai éta bakal dipikabutuh dina perhitungan total kapasitas alat solar sareng parameter operasi sanésna.
Penentuan tegangan operasi tina sistem tatasurya
Tegangan operasi internal tina sistem solar didasarkeun kana sababaraha kali 12 volt, salaku tingkat batré anu paling umum. Kode stasiun paling lega ti stasiun surya: modul surya, pengontrol, inverters - diproduksi dina tegangan anu populer tina 12, 24, 48 volt.
Tegangan anu langkung luhur ngamungkinkeun panggunaan kabel suplai bagian anu langkung alit - sareng ieu mangrupikeun reliabilitas kontak. Sateuacanna, batré 12V anu gagal tiasa digentos sakaligus.
Dina jaringan 24 volt, tempo spésifikasi operasi batré, kedah digentos ukur duaan. Jaringan 48V ngabutuhkeun sadayana ngarobah opat batré tina cabang anu sami. Salaku tambahan, dina 48 volt aya bahaya bahaya listrik.
Pilihan utama nilai nominal bédana poténsi internal tina sistem dihubungkeun sareng ciri kakuatan inverters anu dihasilkeun ku industri modéren sareng kedah ngémutan beban puncak:
- tina 3 ka 6 kW - 48 volt,
- ti 1,5 dugi ka 3 kW - sami sareng 24 atanapi 48V,
- nepi ka 1,5 kW - 12, 24, 48V.
Milih antara réliabilitas wiring sareng kasulitan dina ngagentos batré, pikeun conto urang bakal difokuskeun réliabilitas. Di hareup, urang bakal ngawangun dina voltase operasi sistem 24 volt anu diitung.
Anggo ubar
Ilmuwan Koréa Kidul parantos ngembangkeun sél surya subkutan.Sumber énergi miniatur tiasa di-implit dina kulit manusa pikeun mastikeun operasi anu teu diganggu tina alat anu disirami dina awak, contona, tukang némutan. Batré sapertos ieu 15 kali langkung ipis tibatan rambut sareng tiasa dicas sanajan layar sunscreen dilarapkeun kana kulit.
Baterai Paket Solar Modél
Rumus pikeun ngitung kakuatan anu dipikabutuh tina batré surya sapertos kieu:
Pcm = (1000 * Leres) / (k * Dosa),
- Rcm = kakuatan tina batré surya = jumlah kakuatan modul surya (panél, W),
- 1000 = photosensitivity anu ditampi tina photoselectric converters (kW / m²)
- Dahareun = kabutuhan konsumsi énergi sapopoé (kW * h, contona = 18),
- koefisien k = musiman nyandak kana sagala karugian (usum panas = 0.7, usum tiris = 0,5).
- Dosa = nilai panéduksi (flux radiasi surya) kalayan optimal panel (kW * h / m²).
Anjeun tiasa mendakan nilai pédol tina jasa météorologi régional.
Sudut optimal optimal tina panlit surya sarua jeung garis tengah daérah:
- dina musim semi sareng usum gugur
- tambah 15 derajat - dina usum tiis.
- dikurangan 15 derajat dina usum panas.
Wewengkon Ryazan dianggap dina conto anu ayana di Latitude 55th.
Pikeun waktos anu dicandak ti bulan Maret nepi ka Séptémber, miring batré anu henteu teratur tina batré surya sami sareng sudut usum panas 40⁰ nepi ka permukaan bumi. Kalayan instalasi modul ieu, insolasi poéan rata-rata Ryazan salami periode ieu nyaéta 4.73. Sadayana nomerna aya, hayu urang perhitungan:
Pcm = 1000 * 12 / (0.7 * 4,73) ≈ 3 600 watt.
Upami urang nyandak modul 100-watt salaku dadasar batré surya, maka 36 di antarana bakal diperyogikeun. Aranjeunna bakal beuratna 300 kilogram sareng ngeusian daérah kirang langkung 5 x 5 m.
Diagram kabel kabuktian lapangan sareng pilihan pikeun nyambungkeun panél surya dipasihkeun di dieu.
Éfisién tina fotokél sareng modul
Kakuatan radiasi radiasi surya dina lawang ka atmosfir Bumi (AM0) sakitar 1366 watt per méter pasagi (tingali ogé AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). Dina waktu nu sami, kakuatan khusus radiasi surya di Éropa dina cuaca anu mendung sanajan dina waktos beurang kurang tina 100 W / m² [ sumber anu henteu ditangtoskeun 1665 dinten ]. Kalayan bantuan sél solar anu sacara umum ngahasilkeun, kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ngarobah énergi ieu kana listrik kalayan éfisién 9-24% [ sumber anu henteu ditangtoskeun 1665 dinten ]. Dina waktos anu sami, harga batré bakal sakitar 1-3 dolar AS per watt tina kakuatan dipeunteun. Kanggo generasi listrik industri anu nganggo fotokel, harga per kWh bakal $ 0,25. Numutkeun kana Asosiasi Photovoltaic Éropa (EPIA), ku 2020 biaya listrik listrik ku sistem "solar" bakal turun dugi ka kurang tina 0.10 € per kW · h kanggo pamasangan industri sareng kirang ti 0,15 € per kWh pikeun pamasangan di wangunan padumukan [ sumber non-otorisasi? ] .
Sél sareng modul solar dibagi dumasar kana jinisna sareng: single-kristal, poli-kristal, amorf (fleksibel, film).
Dina taun 2009, Spectrolab (anak cabang Boeing) nunjukkeun sél surya kalayan efisiensi 41,6%. Dina Januari 2011, diperkirakeun yén perusahaan ieu bakal ngaluncurkeun pasar sél surya kalayan efisiensi 39%. Dina taun 2011, perusahaan Solar Junction basis California ngahontal kacukupan fotokopi 5.5 × 5.5 mm tina 43,5%, anu 1,2% langkung luhur batan catetan sateuacana.
Dina taun 2012, Morgan Solar nyiptakeun sistem Sun Simba tina polymethyl methacrylate (Plexiglas), germanium sareng gallium arsenide, ngagabungkeun hub kalayan panel anu dipasangna fotokopi. Éfisién tina sistem nganggo panel pamancar nyaéta 26-30% (gumantung kana waktos taun sareng sudut tempatna panonpoé), dua kali ngaleuwihan efisiensi sél sél panonpoé dumasar kana silikon kristal.
Taun 2013, Sharp nyiptakeun fotokél tilu lapisan 4 × 4 mm dina arsénida indium gallium kalayan 44,4% efisiensi, sareng tim ahli tina Fraunhofer Institute for Solar Energy System, Soitec, CEA-Leti sareng Helmholtz Berlin Center nyiptakeun. Nganggo lensa Fresnel hiji fotokel sareng efisiensi 44,7%, langkung ageungeun prestasiana 43,6% [ sumber non-otorisasi? ]. Dina taun 2014, Institut Fraunhofer pikeun Sistem Énergi Solar nyiptakeun panél surya dimana efisiensina nyaéta 46% kusabab pokus cahaya kana fotokel anu leutik pisan sumber non-otorisasi? ] .
Dina taun 2014, para ilmuwan Spanyol ngembang sél sél fotovoltaic silikon anu sanggup ngarobah radiasi infra red surya jadi listrik.
Arah anu ngajangjikeun nyaéta nyiptakeun photocells dumasar kana nanoantennas anu beroperasi dina koréksi langsung arus diinduksi dina anteneu leutik (tina tatanan 200-300 nm) ku cahaya (nyaéta, radiasi éléktromagnétik tina frekuensi tina urutan 500 THz). Nanoantennas henteu meryogikeun bahan baku atos pikeun produksi sareng ngagaduhan efisiensi dugi dugi ka 85%.
Ogé, taun 2018, kalayan panemuan épéktofotovoltaik, kamungkinan ningkatna kekecapan fotokon parantos kapanggih., Sareng ogé kusabab penyambungan kahirupan operator panas (éléktron), watesan téoritis efisiensina ningkat ti 34 langsung ka 66 persen.
Taun 2019, ilmuwan Rusia ti Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech), Institut Kimia Inorganik dingaranan A.V. Nikolaev tina cabang Siberia Akademi Élmu Rusia (SB RAS) sareng Institut Masalah-masalah Fisika Kimia RAS nampi bahan semikonduktor anyar pikeun sél surya, henteu kalolobaanana kekurangan bahan anu dianggo ayeuna. Grup kelompok peneliti Rusia diterbitkeun dina jurnal Journal of Materials Chemistry A [en] hasil tina hasil padamelan bahan semikonduktor anyar anu dikembangkeun ku aranjeunna pikeun sél surya - kompléks polimér bismuth iodide (<Bi.3abdi10]> sareng <[BiI4]>), sacara struktural sami sareng perovxite mineral (kalsium titanate alami), anu nunjukkeun tingkat konversi catetan kana listrik. Grup anu sami élmuwan nyiptakeun semikonduktor anu serupa kadua dumasar kana bromida antimoneu anu kompleks kalayan struktur anu mirip perovxite.
Jinis | Éfisién konvérsi potoelektrik,% |
---|---|
Silikon | 24,7 |
Si (kristal) | |
Si (polycrystalline) | |
Si (pangiriman pilem ipis) | |
Si (submodul pilem ipis) | 10,4 |
III-V | |
GaAs (kristal) | 25,1 |
GaAs (pilem ipis) | 24,5 |
GaAs (polycrystalline) | 18,2 |
InP (kristal) | 21,9 |
Pilem tipis tina chalcogenides | |
CIGS (photocell) | 19,9 |
CIGS (submodul) | 16,6 |
CdTe (photocell) | 16,5 |
Amorphous / Nanocrystalline Silicon | |
Si (amorphous) | 9,5 |
Si (nanocrystalline) | 10,1 |
Fotokopi | |
Dumasar kana Organic Pewarna | 10,4 |
Dumasar kana pewarna organik (submodule) | 7,9 |
Organik | |
Polimér organik | 5,15 |
Ditapis | |
GaInP / GaAs / Ge | 32,0 |
GaInP / GaAs | 30,3 |
GaAs / CIS (pilem ipis) | 25,8 |
a-Si / mc-Si (submodul ipis) | 11,7 |
Nyusun unit daya batré
Nalika milih batré, anjeun kedah dipandu ku postulates:
- Batré mobil konvensional henteu cocog kanggo tujuan ieu. Batré listrik Solar dilabélan "SOLAR".
- Ngalaksanakeun batré ngan ukur kedah sami dina sagala hal, langkung-langkung ti hiji tumpak pabrik.
- Kamar tempat bungkus batré anu kedah diasah. Suhu optimal lamun batré masihan kakuatan pinuh = 25⁰C. Nalika turun ka -5⁰C, kapasitas batré turun ku 50%.
Upami urang nyandak batré eksponensial kalayan tegangan 12 volt sareng kapasitas 100 amperes / jam kanggo perhitungan, henteu sesah ngitung, sadinten sajam bakal tiasa nyayogikeun konsumen kalayan kapasitas 1200 watt. Tapi ieu sareng ngaluarkeun lengkep, anu henteu pikaresepeun pisan.
Pikeun umur batre anu panjang, éta henteu disarankeun pikeun ngirangan biaya di handap 70%. Bates angka = 50%. Nyandak 60% janten bumi tengah, urang nempatkeun cagar énérgi 720 W / h kanggo unggal 100 A * h tina komponén kapasitif (1200 W / h x 60%) salaku dadasar pangétang salancar.
Mimitina, batré kedah dipasang 100% dieusian tina sumber anu ayeuna waé. Batré kedah leres-leres nutupan beban poék. Upami anjeun henteu untung sareng cuaca, ngajaga parameter sistem anu dipikabutuh dina beurang.
Penting mertimbangkeun yén kaleuleuwihan batré bakal ngakibatkeun undercharging konstan maranéhanana. Ieu nyata bakal ngirangan jasa hirup. Solusi anu paling rasional nyaéta pikeun ngalengkepan unit sareng batré anu énérgi cekap pikeun nyalap panggunaan energi sapopoé.
Pikeun mengetahui jumlah kapasitas batré anu diperyogikeun, urang ngabagi total konsumsi kakuatan sapopoé 12,000 W / h ku 720 W / h sareng ngalikeun ku 100 A * h:
12 000/720 * 100 = 2500 A * h ≈ 1600 A * h
Dina total, contona, urang peryogi 16 batré anu kapasitas 100 atanapi 8 dina 200 Ah *, nyambung dina séri-paralel.
Faktor-Mangaruhan Éfisién Photocell
Fitur struktural sél surya nyababkeun panurunan dina pagelaran paningkatan suhu.
Diménsi sawaréh panel ngabalukarkeun panurunan tina voltase kaluaran kusabab karugian dina unsur anu henteu kapencil, anu mimitian tumindak salaku beban parasit. Larik ieu tiasa dihapus ku cara masang jalan anu tétéla dina unggal fotokél tina panel. Dina cuaca mendung, henteuna sinar panonpoé langsung, panél anu ngagunakeun lensa pikeun konséntrasi radiasi janten langkung épisién, sabab pangaruh lénsa ngaleungit.
Tina ciri-ciri operasi panel fotovoltaic, tiasa ningali yén pikeun ngahontal efisiensi maksimal, pamilihan résistansi beban anu leres. Kanggo ieu, panél photovoltaic henteu langsung dihubungkeun sareng beban, tapi langkung nganggo alat pengontrol pikeun ngatur sistem fotovoltaik, anu ngajamin operasi optimal dina panél.
Milih Controller anu saé
Pilihan anu ditangtoskeun tina Controller Batré (batre) mangrupikeun tugas anu spesifik. Parameter inputna kedah cocog sareng modul surya anu dipilih, sareng tegangan kaluaran kedah pakait sareng perbezaan poténsi internal tina sistem tatasurya (dina conto urang, 24 volt).
Controller anu hadé kedah mastikeun:
- Batré multistage anu ngeusikeun kahirupan anu efektif ku sababaraha kali.
- Silih, batré sareng batré surya, sambungan-cabut dina korélasi sareng ngaleupaskeun muatan.
- Nyambungkeun beban tina batré ka batré surya sareng sabalikna.
Cangreud leutik ieu komponén anu penting pisan.
Pilihan anu bener tina Controller gumantung kana operasi gratis-gangguan tina batré anu mahal sareng kasaimbangan sadaya sistem.
Pamilihan inverter anu pangsaéna
The inverter dipilih sahingga tiasa masihan beban puncak jangka panjang. Voltase input na kedah pakait kana poténsi internal internal sistem tatasurya.
Pikeun pilihan anu pangsaéna, éta disarankeun pikeun nengetan parameter:
- Bentuk sareng frékuénsi arus anu dibangkitkeun. Beuki caket kana gelombang sinus 50 Hz, langkung saé.
- Efisiensi alat. Nu leuwih luhur 90% - langkung saé.
- Konsumsi sorangan alat. Kedah janten saluyu sareng konsumsi kakuatan umum dina sistem ieu. Saenipun - dugi ka 1%.
- Kamampuhan unit pikeun tahan beban ganda jangka pondok.
Desain anu paling istiméwa mangrupikeun inverter kalayan fungsi pengawal anu diwangun.
Karugian tina tanaga surya
- Anu kedah dianggo di daérah anu ageung,
- Pabrik listrik tanaga surya henteu tiasa dianggo wengi sareng henteu cekap didamel nalika soré soré, sedengkeun puncak pamakean listrik terjadi dina waktos sonten,
- Sanaos kabersihan lingkungan énergi anu katampi, photocells sorangan ngandung bahan beracun, contona, kalungguhan, kadmium, gallium, arsén, jsb.
Tutuwuhan tanaga surya dikritik kusabab biaya anu tinggi, kitu ogé stabilitas lowong halida kompleks sareng karacunan sanyawa ieu. Semikonduktor gratis plumbum pikeun sél surya, contona, dumasar kana bismut sareng antimon, ayeuna nuju di pengembangan aktip.
Kusabab efisienna anu handap, anu ngahontal 20 persén paling saé, panél surya beuki panas. Sésana 80 persén tanaga surya panél panél surya nepi ka suhu rata-rata sakitar 55 ° C. Kalayan paningkatan suhu sél fotovoltaic ku 1 °, efisiensina turun ku 0,5%. Gumantungna ieu henteu linier sareng paningkatan dina suhu unsur ku 10 ° ngabalukarkeun turunna efisiensi ku ampir dua faktor. Unsur aktif sistem penyejukan (kipas atanapi pompa) anu mindahkeun penyejuk meakeun jumlah energi anu penting, butuh pangropéa périodik sareng ngurangan réliabilitas ti sadaya sistem. Sistem pendinginan pasif ngagaduhan prestasi anu saé pisan sareng teu tiasa nungkulan tugas panél surya.