Suna baterio - la kombinaĵo de fotoelektraj konvertiloj (fotoceloj) - duonkonduktaĵoj, kiuj rekte konvertas sunan energion en rektan elektran kurenton, kontraste al sunaj kolektantoj, kiuj produktas hejtadon.
Diversaj aparatoj, kiuj permesas konverti sunan radiadon en termikan kaj elektran energion, estas la objekto de studo de sunenergio (el la greka Helios. Ήλιος, Helios - Suno). La produktado de fotovoltaaj ĉeloj kaj sunaj kolektantoj disvolviĝas en diversaj direktoj. Suna paneloj havas diversajn grandecojn: de enkonstruitaj mikrokalkuliloj ĝis tegmentaj aŭtoj kaj konstruaĵoj.
Rakonto
En 1842, Alexander Edmond Becquerel malkovris la efikon de konvertado de lumo en elektron. Charles Fritts komencis uzi selenion por igi lumon en elektron. La unuaj prototipoj de sunaj paneloj estis kreitaj de la itala fotokemiisto Giacomo Luigi Chamican.
La 25-an de marto 1948, spertuloj ĉe Bell Laboratories anoncis la kreadon de la unuaj silici-bazitaj sunaj paneloj por produkti elektran kurenton. Ĉi tiu malkovro estis farita de tri dungitoj de la kompanio - Calvin Souther Fuller (Calvin Souther Fuller), Daryl Chapin (Daryl Chapin) kaj Gerald Pearson (Gerald Pearson). Jam post 10 jaroj, la 17an de marto 1958, la satelito per uzado de sunaj baterioj, la Avangard-1, estis lanĉita en Usono. La 15-an de majo 1958, la satelito kun uzado de sunaj baterioj, Sputnik-3, ankaŭ estis lanĉita en Sovetunio.
Kion vi bezonas scii pri sunaj paneloj
“Suna baterio” estas esprimo, kiu implicas aron da kelkaj sunaj ĉeloj, kies bazo estas duonkonduktaj materialoj, kiuj rekte konvertas la energion de la suno en rektan kurenton. Ĉi tiu proceduro estas nomata la fotoelektra efiko. Post kiam la kontrolo de ĉi tiu mikrofizika fenomeno mastris ĉe la laboratoria nivelo, la industrio ankaŭ majstris la produktadon de sunaj moduloj de silicio. Efikeco de sunaj paneloj - 18-22%. La rilato de la fotoceloj estas seria kaj paralela.
La kadro sur kiu ili situas estas farita el dielektra materialo.
La skemo por konekti sunajn panelojn por somera domo kaj privata domo. La ĝusta funkciado de la sistemo estas influita de la ĝusta elekto de ĉiuj komponantoj de la elektra centralo. La kvalito de la moduloj, kiuj konsistigas la sunan baterion, dependas de kiom sukcese kompletigis la vojon veturitan de fotonoj de la Suno ĝis la Tero.
Falintaj en ĉi tiun kaptilon pro malpeza radiado, ili fariĝas parto de elektra cirkvito kun rekta kurento. Plue, depende de la tasko, la akumulita energio amasigas en la baterioj aŭ ili transformiĝas al alterna elektra kurento, kiu liveras 220 V-kablojn
Tipoj de Suna Paneloj
Surbaze de la tipo uzata por fabrikado de silikaj duonkonduktaĵoj, moduloj de sunaj paneloj estas dividitaj en du kategoriojn: polikristala , ununura kristalo .
La unuaj estas en formo de plata kvadrato kun diversa surfaco, pro la ĉeesto de malsimilaj kristaloj. Silicia fandado estas uzata por ilia fabrikado. Unue, la krudmaterialoj estas verŝitaj en specialajn formojn, poste la blokoj akiritaj per fandiĝo estas tranĉitaj en kvadratajn platojn. Dum la fabrikada procezo, la fandita silicia maso estas submetita laŭgrada malvarmigo.
Monokristalaj paneloj estas pli efikaj kaj produktas pli da energio je la samaj grandecoj, sed polikristalaj paneloj estas pli malmultekostaj. La modulo konsistas el 36 aŭ 72 plankristalaj platoj. Panelo konsistas el aro de tiaj nodoj. La teknologio estas relative simpla, ne implikas uzon de multekosta ekipaĵo kaj ne bezonas grandajn financajn investojn. Minus de ĉi tiuj moduloj estas unu - la efikeco ne superas 18%.
La superreganta peto por ili estas klarigita per la fakto ke ili estas pli malmultekostaj. Male al la antaŭaj, la surfaco de unuokristalaj paneloj estas homogena. Ĉi tiuj estas maldikaj platoj videble identigeblaj kiel kvadrata tranĉo ĉe la anguloj. Por akiri ilin, silicio-kristalo estas arte kreita. La sunaj ĉeloj uzataj en ĉi tiu kazo konsistas el silicio-cilindroj.
Per tranĉado de silikaj ingotoj ambaŭflanke, rendimento estas plibonigita. Ĉi tiu procezo estas multekosta sed produktema. La efikeco de unuokristalaj elementoj povas atingi 22%. Ilia kosto estas pli alta ol tiu de polikristalaĵoj en la regiono de 10%.
Kio estas suna baterio?
La suna baterio (SB) estas kelkaj fotovoltaaj moduloj kombinitaj en unu aparato uzante elektrajn konduktilojn.
Kaj se la kuirilaro konsistas el moduloj (kiuj ankaŭ nomiĝas paneloj), tiam ĉiu modulo estas formita de kelkaj sunaj ĉeloj (kiuj nomiĝas ĉeloj). La suna ĉelo estas ŝlosila elemento kiu estas en la koro de kuirilaroj kaj tutaj sunaj instalaĵoj.
La foto montras sunajn ĉelojn de diversaj formatoj.
Sed la fotovoltaika panelo muntas.
En la praktiko, fotovoltaaj ĉeloj estas uzataj kune kun aldona ekipaĵo, kiu servas por konverti la kurenton, por ĝia amasiĝo kaj posta distribuo inter konsumantoj. La sekvaj aparatoj estas inkluzivitaj en la hejma sunenergia ilaro:
- Fotovoltaaj paneloj estas la ĉefa elemento de la sistemo, kiu generas elektron kiam la sunlumo trafas ĝin.
- Reŝargebla baterio estas energia stokada aparato, kiu permesas al konsumantoj disponigi alternativan elektron eĉ dum tiuj horoj, kiam la SB ne produktas ĝin (ekzemple nokte).
- Regilo - aparato respondeca pri la ĝustatempa reŝarĝo de kuirilaroj, protektante kuirilarojn kontraŭ superŝarĝo kaj profunda malŝarĝo.
- Invertilo estas elektra energio-konvertilo, kiu permesas ricevi alternan kurenton ĉe la eligo kun la postulataj frekvenco kaj tensio.
Skemate, sunenergia nutra sistemo estas kiel sekvas.
La skemo estas sufiĉe simpla, sed por ke ĝi funkciu efike, necesas ĝuste kalkuli la funkciajn parametrojn de ĉiuj aparatoj en ĝi.
Elementoj kaj principo de funkciado de sunaj paneloj
La tasko de la suna baterio estas transformo de la energio de la sunaj radioj en elektron, kiu nutras hejmajn kaj industriajn aparatojn. La funkciado de suna centralo principe efektiviĝas laŭ la sama skemo kiel konvencia.
La suna panelo konsistas el 5 elementoj. La unua ero de la suna instalado estas fotaj paneloj.
La duonkonduktaĵaj aparatoj, el kiuj ili estas formitaj, konvertas la energion de ĉiela korpo en konstantan elektran kurenton. Ambaŭ potenco kaj tensio de sunaj paneloj povas esti malsamaj, sed ĉiam multoblo de 12 V. La suna baterio estas kolekto de modulaj unuoj. Lokigu bateriojn en lokoj alireblaj al rekta sunlumo.
Por reguligi kaj regi la funkciadon de sunaj paneloj, tiaj aparatoj kiel kuirilaro, inversigilo kaj regilo estas inkluzivitaj en la cirkvito. La kuirilaro plenumas sian tradician rolon en la sistemo - ĝi estas konservita en elektro. Ĉi tio okazas dum la funkciado de hejmaj elektraj aparatoj de centraligita reto, kaj kiam troa elektro okazas dum nutrado de la domo tute el la suna modulo.
La energia butiko provizas la cirkviton per tia kvanto da elektro, tiel ke konstanta tensio estas konstante konservita en ĝi. Kiel regulo, paro de kuirilaroj estas inkluzivita en la cirkvito - primara kaj rezerva. La unua, amasiginte elektron, tuj sendas ĝin al la elektra krado.
La dua liveras la akumulitan energion nur post falo de tensio en la reto. Plej ofte, la rezerva kuirilaro ekestas en malhela sunplena vetero aŭ nokte, kiam la fotaj paneloj ne povas funkcii.
La ĝusta skemo por konekti sunajn panelojn Speco de intermediario inter la sunpanelo kaj baterioj estas la regilo. Ĉi tiu elektronika aparato havas funkcion, kiu kontrolas la ŝarĝon kaj malŝarĝon de la kuirilaro, same kiel kontrolas ĉi tiun procezon.
En malsamaj epokoj de la tago, unuo de surfaco estas irradia de la suno laŭ malsamaj manieroj. Tial la tensia eligo de la panelo ankaŭ ŝanĝiĝas. Por ŝarĝi la baterion ene de normalaj limoj, tensio estas bezonata, kies valoro estas limigita al certa gamo. La suna kolektanto forigas la malregulaĵon kaŭzitan de insolaĵo. La ĉeesto de tia aparato ekskludas reŝargi la kuirilaron kun ĝia posta bolado. Ankaŭ la regilo ne permesos malpliigon de la energifonto sub la establita normo, kio garantias fidindan funkciadon de la tuta energia sistemo.
Kalkulo de fotovoltaaj paneloj
La unua afero, kiun vi devas scii, kiam vi planas kalkuli la projekton de fotovoltaaj konvertiloj (sunaj paneloj), estas la kvanto de elektro konsumata de ekipaĵoj konektitaj al sunaj paneloj. Resumante la nominalan potencon de estontaj konsumantoj de sunenergio, kiu estas mezurita en vatoj (W aŭ kW), ni povas derivi la mezan monatan indicon de elektra konsumo - W * h (kW * h). Kaj la bezonata potenco de la suna baterio (W) estos determinita surbaze de la akirita valoro.
Ekzemple pripensu liston de elektraj ekipaĵoj, kiuj povas esti provizitaj per energio de malgranda suna centralo kun kapacito de 250 vatoj.
La tablo estas prenita de la loko de unu el la fabrikantoj de sunaj paneloj.
Estas malkombineco inter la ĉiutaga energikonsumo de 950 W * h (0,95 kWh) kaj la suna bateria potenco de 250 W, kiu devas kontinue generi 6 kWh ĉiutage dum kontinua operacio (kio estas multe pli ol la indikitaj bezonoj). Sed ĉar ni parolas specife pri sunaj paneloj, oni devas memori, ke ĉi tiuj aparatoj povas disvolvi sian skribtablon nur en la tago (de ĉirkaŭ 9 ĝis 16 horoj), kaj eĉ tiam en klara tago. En nuba vetero, elektro-generacio ankaŭ falas markite. Matene kaj vespere, la kvanto de elektro generita per la baterio ne superas 20-30% de la averaĝaj ĉiutagaj tarifoj. Krome la taksita potenco povas esti akirita de ĉiu ĉelo nur se ekzistas optimumaj kondiĉoj por ĉi tio.
Kial la baterio taksis 60 vatojn, kaj ĝi eligas 30? La valoro de 60 W estas fiksita de fabrikantoj de ĉeloj dum insolado je 1000 W / m² kaj bateria temperaturo de 25 gradoj. Ne ekzistas tiaj kondiĉoj sur la tero, kaj pli malgraŭ tio en centra Rusio.
Ĉio ĉi estas konsiderata kiam certa elektra rezervo estas metita en la projektado de sunaj paneloj.
Nun ni parolu pri kie venis la potenca indikilo - 250 kW. La specifita parametro enkalkulas ĉiujn korektojn por la malegaleco de suna radiado kaj reprezentas averaĝajn datumojn bazitajn sur praktikaj eksperimentoj. Nome: mezuri potencon sub diversaj funkciaj kondiĉoj de baterioj kaj kalkuli ĝian averaĝan ĉiutagan valoron.
Kiam vi scias la volumon de konsumo, elektu fotovoltaajn ĉelojn laŭ la bezonata potenco de la moduloj: ĉiu 100W da moduloj produktas 400-500 Wh * h ĉiutage.
Ni iras plu: sciante la mezan ĉiutagan postulon de elektro, ni povas kalkuli la postulatan sunan energion kaj la nombron da laborantaj ĉeloj en unu fotovoltaa panelo.
Por realigi pluajn kalkulojn, ni fokusos sur la datumoj de tabelo jam familiaraj al ni. Do, supozu, ke la tuta elektra konsumo estas proksimume 1 kWh ĉiutage (0,95 kWh). Kiel ni jam scias, ni bezonos sunan baterion kun taksa potenco de almenaŭ 250 vatoj.
Supozu, ke vi planas uzi fotovoltaajn ĉelojn kun nominala potenco de 1,75 W por kunigi la funkciantajn modulojn (la potenco de ĉiu ĉelo estas determinita de la produkto de la aktuala forto kaj tensio, kiun la suna ĉelo generas). La potenco de 144 ĉeloj kombinitaj en kvar normajn modulojn (36 ĉeloj ĉiu) estos egala al 252 vatoj. Averaĝe, kun tia kuirilaro ni ricevos 1 - 1,26 kWh da elektro ĉiutage, aŭ 30 - 38 kWh monate. Sed estas en belaj someraj tagoj, vintre eĉ ĉi tiuj valoroj ne eblas ĉiam. Plie, en la nordaj latitudoj, la rezulto povas esti iomete pli malalta, kaj en la sudo - pli alta.
Estas sunaj paneloj - 3,45 kW. Ili funkcias paralele kun la reto, do la efikeco estas la maksimuma ebla:
Ĉi tiuj datumoj estas iomete super mezumo, ĉar la suno estis pli granda ol kutime. Se la ciklono daŭras, tiam la produktado en la vintra monato eble ne superas 100-150 kW * h.
La montritaj valoroj estas kilovatoj, akireblaj rekte de sunaj paneloj. Kiom da energio atingos la finajn konsumantojn - tio dependas de la trajtoj de la aldonaj ekipaĵoj enkonstruitaj en la nutra sistemo. Ni parolos pri ili poste.
Kiel vi povas vidi, la nombro de sunaj ĉeloj necesaj por generi difinitan potencon povas esti kalkulita nur proksimume. Por pli precizaj kalkuloj, rekomendas uzi specialajn programojn kaj interretajn sunenergiajn kalkulilojn por helpi determini la bezonatan baterian potencon depende de multaj parametroj (inkluzive de la geografia loko de via retejo).
Se la unuan fojon ne eblis ĝuste kalkuli la fotovoltaajn panelojn (kaj ne-profesiuloj tre ofte renkontas similan problemon), tio ne gravas. La manka potenco ĉiam eblas kun instalado de pliaj fotoceloj.
Estas tri specoj de aparatoj:
Deŝutita - aparatoj, kiuj konektas aŭ malkonektas la kuirilaron al la suna baterio, laŭ la tensia nivelo ĉe ĝiaj fina stacioj. La ŝargnivelo estas konstante tenata ĉe 70%.
PWM-regilo - modulado permesas atingi 100% baterian ŝarĝon ĉe la lasta etapo de ŝarĝo.
MRI - ĉi tiuj aparatoj konvertas la parametrojn de la energio ricevita de sunaj paneloj en la plej taŭgan por ŝarĝi la baterion, pliigante ĝian efikecon ĝis 30%.
Invertilo - unuo kiu konvertas rektan kurenton ricevitan de sunaj moduloj en alterna tensio de 220 V.
Jen ĝuste la ebla diferenco, kiu funkcias por plej multaj hejmaj aparatoj. Invertiloj haveblas en tri versioj: memstara, reto, hibrido. La unuaj ne kontaktu la eksteran elektran reton. Sur krado (reto) funkcias nur per centraligita reto.
Krom la konverta funkcio, tiaj inversigiloj povas ĝustigi la nunan amplekson, tensian frekvencon kaj aliajn retajn parametrojn. Hibrida (hibrida) inversigilo havas la funkciojn kaj memstare kaj retan ekipaĵon. Kiam la centra fonto funkcias, ĝi prenas la maksimuman potencon de la suna baterio, kaj se la ĝenerala reto estas malkonektita, ĝi funkcias tute aŭtonomie.
Varioj de fotovoltaaj ĉeloj
Kun la helpo de ĉi tiu ĉapitro, ni provos forigi miskonceptojn pri la avantaĝoj kaj malavantaĝoj de la plej oftaj fotovoltaaj ĉeloj. Ĉi pli faciligos vin elekti la ĝustan aparaton. Monokristalaj kaj polikristalaj silikaj moduloj por sunaj paneloj estas vaste uzataj hodiaŭ.
Jen kiel aspektas norma suna ĉelo de unuokristala modulo, kiu povas esti precize distingitaj per biselitaj anguloj.
Sube estas foto de polikristala ĉelo.
Kiu modulo estas pli bona? FORUMHOUSE-uzantoj aktive disputas pri tio.Iu kredas, ke polikristalaj moduloj funkcias pli efike en nuba vetero, dum monokristalaj paneloj montras bonegan agadon en sunplenaj tagoj.
Mi havas mono - 175 vatojn en la suno sub 230 vatoj. Sed mi rifuzas ilin kaj turnas min al polikristaloj. Ĉar kiam la ĉielo estas klara, almenaŭ verŝu elektron el iu ajn kristalo, sed kiam ĝi estas nuba, mi tute ne funkcias.
En ĉi tiu kazo, ĉiam estos kontraŭuloj, kiuj post farado de praktikaj mezuradoj tute refutas la prezentitan deklaron.
Mi ricevas la malon: polikristaloj tre sentas difektiĝon. Tuj kiam malgranda nubo pasas tra la suno, ĝi tuŝas la kvanton de fluo generita. La tensio, laŭ la vojo, praktike ne ŝanĝiĝas. La unuokristala panelo kondutas pli stabile. Kun bona lumigado, ambaŭ paneloj kondutas tre bone: la deklarita potenco de ambaŭ paneloj estas 50W, ambaŭ el tiuj 50W donas. De ĉi tie ni vidas kiel la mito malaperas, ke monopaneloj donas pli da potenco en bona lumo.
La dua deklaro rilatas al la vivo de fotovoltaaj ĉeloj: polikristaloj aĝas pli rapide ol unuokristalaj ĉeloj. Pripensu la oficialajn statistikojn: la norma vivo de unuokristalaj paneloj estas 30 jaroj (iuj fabrikantoj asertas, ke tiaj moduloj povas funkcii ĝis 50 jaroj). Samtempe, la periodo de efika funkciado de polikristalaj paneloj ne superas 20 jarojn.
Efektive, la potenco de sunaj paneloj (eĉ kun tre alta kvalito) malpliiĝas je certa frakcio de procento (0,67% - 0,71%) kun ĉiu jaro de funkciado. Samtempe, en la unua jaro de funkciado, ilia potenco povas tuj malpliiĝi je 2% kaj 3% (por monokristalaj kaj polikristalaj paneloj respektive). Kiel vi povas vidi, estas diferenco, sed ĝi estas bagatela. Kaj se vi konsideras, ke la prezentitaj indikiloj plejparte dependas de la kvalito de la fotovoltaaj moduloj, tiam la diferenco povas esti tute ignorita. Plie, estas kazoj, kiam malmultekostaj monokristalaj paneloj faritaj de neglektaj fabrikantoj perdis ĝis 20% de sia potenco en la unua jaro de funkciado. Konkludo: ju pli fidinda estas la fabrikanto de PV-moduloj, des pli daŭras ĝiaj produktoj.
Multaj uzantoj de nia portalo asertas, ke unuokristalaj moduloj estas ĉiam pli multekostaj ol polikristalaj. Por la plej multaj fabrikantoj, la diferenco en prezo (koncerne unu vato da generita potenco) estas efektive rimarkinda, kio faras la aĉeton de policristalaj elementoj pli alloga. Oni ne povas disputi pri tio, sed oni ne povas argumenti per tio, ke la efikeco de unuokristalaj paneloj estas pli alta ol tiu de plurkristaloj. Tial kun la sama potenco de la funkciaj moduloj, plurkristalaj baterioj havos grandan areon. Alivorte, gajnante la prezon, la aĉetanto de polikristalaj elementoj povas perdi en la areo, kiu, se mankas libera spaco por la instalado de SB, povas senigi ĝin de tiel evidenta avantaĝo.
Por oftaj unuopaj kristaloj, la efikeco, averaĝe, estas 17% -18%, por poli - ĉirkaŭ 15%. La diferenco estas 2% -3%. Tamen laŭ areo, ĉi tiu diferenco estas de 12% -17%. Kun amorfaj paneloj, la diferenco estas eĉ pli klara: kun ilia efikeco de 8-10%, unuokristala panelo povas esti duone tiel granda ol amorfa.
Amorfaj paneloj estas alia speco de fotovoltaaj ĉeloj, kiuj ankoraŭ ne fariĝis sufiĉe popularaj, malgraŭ iliaj evidentaj avantaĝoj: malalta koeficiento de malaltiĝo de potenco kun kreskanta temperaturo, kapablo generi elektron eĉ en tre malalta lumo, la relativa malkareco de unu kW produktita energio ktp. . Kaj unu el la kialoj de la malalta populareco kuŝas en ilia tre limigita efikeco. Amorfaj moduloj ankaŭ estas nomataj flekseblaj moduloj. La fleksebla strukturo multe faciligas ilian instaladon, malmuntadon kaj stokadon.
Mi ne scias, kiu ĉi tiu amorfa reklamas. Ilia efikeco estas malalta, ili okupas preskaŭ duoble pli da spaco, dum kun la aĝo, la efikeco, kiel kristala, malpliiĝas. Klasikaj moduloj estas desegnitaj por 25-jara funkciado kun perdo de efikeco de 20%. Amorfoj havas ĝis nun nur unu pluson: ili aspektas kiel nigra vitro (vi povas kovri la tutan fasadon per tia).
Elektante laborobjektojn por konstruado de sunaj paneloj, antaŭ ĉio, vi devas koncentriĝi pri la reputacio de ilia fabrikanto. Post ĉio, iliaj faktaj agokvalitoj dependas de kvalito. Ankaŭ oni ne devas perdi la vidon de la kondiĉoj en kiuj la instalado de sunaj moduloj efektiviĝos: se la spaco asignita por la instalado de sunaj paneloj estas limigita, oni konsilas uzi unuopajn kristalojn. Se ne mankas libera spaco, tiam atentu polikristalajn aŭ amorfajn panelojn. Ĉi-lastaj eble estas eĉ pli praktikaj ol kristalaj paneloj.
Aĉetante pretajn panelojn de fabrikantoj, vi povas multe simpligi la taskon konstrui sunajn panelojn. Por tiuj, kiuj preferas krei ĉion per siaj propraj manoj, la procezo fabriki sunajn modulojn estos priskribita en la daŭrigo de ĉi tiu artikolo. Ankaŭ en proksima estonteco ni planas paroli pri la kriterioj, laŭ kiuj elekti kuirilarojn, regilojn kaj inversigilojn - aparatojn sen kiuj neniu suna baterio ne povas funkcii plene. Restu agordita pri ĝisdatigoj pri nia artikolfluo.
La foto montras 2 panelojn: hejmeca sola kristalo de 180 W (maldekstre) kaj polikristala de la fabrikanto 100 W (dekstre).
Vi povas ekscii pri la plej popularaj alternativaj energifontoj en la responda temo, malfermita por diskuto en nia portalo. En la sekcio pri konstruado de aŭtonoma domo, vi povas lerni multajn interesajn aferojn pri alternativa energio kaj sunaj paneloj precipe. Malgranda filmeto rakontos pri la ĉefaj elementoj de norma suna centralo kaj pri la ecoj de instalado de sunaj paneloj.
Tipoj de Moduloj de Suna Panelo
Suna paneloj-moduloj kunvenas el sunaj ĉeloj, alie - fotoelektraj konvertiloj. PEC de du specoj trovis ĝeneraligitan uzon.
Ili malsamas en la tipoj de silicia duonkonduktaĵo uzata por sia fabrikado, jen:
- Polikristala. Ĉi tiuj estas sunaj ĉeloj faritaj el silicia fandado per longtempa malvarmigo. Simpla produktadmetodo determinas la atingeblon de la prezo, sed la agado de la plurkristala opcio ne superas 12%.
- Monokristala. Ĉi tiuj estas la elementoj akiritaj de tranĉado de maldikaj platoj de artefarite kreskigita silicia kristalo. La plej produktiva kaj multekosta elekto. La meza efikeco en la regiono de 17%, vi povas trovi unuokristalajn fotokelojn kun pli alta rendimento.
Polikristalaj sunaj ĉeloj de ebena kvadrata formo kun nehomogena surfaco. Monokristalaj specioj aspektas kiel maldikaj, homogenaj surfacstrukturoj kvadrataj kun tranĉitaj anguloj (pseŭdo-kvadratoj).
La paneloj de la unua versio kun la sama potenco estas pli grandaj ol la dua pro la pli malalta efikeco (18% kontraŭ 22%). Sed procento, averaĝe, estas dek pli malmultekosta kaj laŭregula postulo.
Vi povas legi pri la reguloj kaj nuancoj pri elektado de sunaj paneloj por liveri energion al aŭtonoma hejtado ĉi tie.
La principo de funkciado de la suna baterio
La aparato estas desegnita por konverti rekte la radiojn de la suno en elektron. Ĉi tiu ago nomiĝas la fotoelektra efiko. Semikonduktaĵoj (silikaj vafoj), uzataj por fabriki elementojn, havas pozitivajn kaj negativajn ŝarĝitajn elektronojn kaj konsistas el du tavoloj: n-tavolo (-) kaj p-tavolo (+). Troaj elektronoj sub la influo de sunlumo estas frapitaj el la tavoloj kaj okupas malplenajn spacojn en alia tavolo. Ĉi tio kaŭzas, ke liberaj elektronoj senĉese moviĝas, moviĝante de unu plato al alia, generante elektron, kiu akumuliĝas en la kuirilaro.
Kiel funkcias suna baterio dependas plejparte de sia aparato. Komence sunaj ĉeloj estis fabrikitaj el silicio. Ili ankoraŭ estas tre popularaj nun, sed ĉar la procezo purigi silicion estas sufiĉe laborema kaj multekosta, modeloj kun alternativaj fotoceloj el komponaĵoj de kadmio, kupro, galio kaj indio disvolviĝas, sed ili estas malpli produktivaj.
La efikeco de sunaj paneloj kreskis kun la disvolviĝo de teknologio. Ĝis nun ĉi tiu cifero kreskis de unu procento, registrita komence de la jarcento, al pli ol dudek procentoj. Ĉi tio permesas al ni uzi panelojn ĉi tiujn tagojn ne nur por hejmaj bezonoj, sed ankaŭ por produktado.
Specifoj
La suna bateria aparato estas sufiĉe simpla, kaj konsistas el pluraj komponantoj:
- Rekte sunaj ĉeloj / suna panelo,
- Invertilo kiu konvertas rektan kurenton al alterna kurento,
- Bateria nivelo-regilo.
Kuirilaroj por sunaj paneloj devas esti aĉetitaj konsiderante la necesajn funkciojn. Ili amasigas kaj elspezas elektron. Provizo kaj konsumo okazas dum la tuta tago, kaj vespere la akumulita ŝarĝo konsumas nur. Tiel, ekzistas konstanta kaj kontinua provizado de energio.
Troa ŝarĝo kaj malŝarĝo de la kuirilaro mallongigas sian baterian vivon. La regilo de suna ŝarĝo aŭtomate ĉesigas amasiĝon de energio en la kuirilaro kiam ĝi atingas maksimumajn parametrojn, kaj malkonektas la ŝarĝon de la aparato kiam estas forta malŝarĝo.
(Tesla Powerwall - baterio por 7 kW sunaj paneloj - kaj hejma ŝarĝo por elektraj veturiloj)
La krada inversilo por sunaj paneloj estas la plej grava desegna elemento. Ĝi konvertas la energion ricevitan de sunlumo en alternan kurenton de diversaj kapabloj. Estante sinkrona konvertilo, ĝi kombinas la elira tensio de elektra kurento en frekvenco kaj fazo kun stacia reto.
Fotomoviloj povas esti konektitaj ambaŭ en serio kaj paralele. Ĉi-lasta opcio pliigas la parametrojn de potenco, tensio kaj kurento kaj permesas al la aparato funkcii, eĉ se unu elemento perdas funkciecon. Kombinitaj modeloj estas faritaj uzante ambaŭ skemojn. La vivdaŭro de la teleroj estas ĉirkaŭ 25 jaroj.
Suna instalado
Se la strukturoj estos uzataj por nutri loĝejajn spacojn, la instalaĵo devas esti zorge elektita. Se la paneloj estas ĉirkaŭigitaj de altaj konstruaĵoj aŭ arboj, estos malfacile akiri la necesan energion. Ili devas esti metitaj, kie la fluo de sunlumo estas maksimuma, tio estas al la suda flanko. Pli bona estas la dezajno instali ĉe angulo, kies angulo egalas al la geografia latitudo de la loko de la sistemo.
Suna paneloj devas esti metitaj tiel ke la posedanto havu la kapablon periode purigi la surfacon de polvo kaj malpuraĵo aŭ neĝo, ĉar tio kondukas al malpli alta kapablo generi energion.
Energia provizado de konstruaĵoj
Grandaj sunaj paneloj, kiel sunaj kolektantoj, estas vaste uzataj en tropikaj kaj subtropikaj regionoj kun granda nombro da sunplenaj tagoj. Precipe populara en la mediteraneaj landoj, kie ili estas metitaj sur la tegmentojn de domoj.
Ekde marto 2007, novaj domoj en Hispanio estis ekipitaj per suna akvo-hejtiloj por sendepende provizi de 30% ĝis 70% de la bezonoj de varma akvo, depende de la loko de la domo kaj la atendata akvo-konsumado. Ne-loĝejaj konstruaĵoj (komercaj centroj, hospitaloj, ktp.) Devas havi fotovoltaajn ekipaĵojn.
Nuntempe la ŝanĝo al sunaj paneloj kaŭzas multajn kritikojn inter homoj. Ĉi tio estas pro pli altaj elektraj prezoj, pli kaj pli de la natura pejzaĝo. Kontraŭuloj de la transiro al sunaj paneloj kritikas tian transiron, ĉar posedantoj de domoj kaj terenoj sur kiuj estas instalitaj sunaj paneloj kaj ventenergiaj centraloj ricevas subvenciojn de la ŝtato, sed ordinaraj luantoj ne. Tiurilate, la germana Federacia Ministerio pri Ekonomio ellaboris fakturon, kiu permesos baldaŭ enkonduki stimulojn por luantoj loĝantaj en domoj provizitaj per energio el fotovoltaaj instalaĵoj aŭ blokigi termikajn centralojn. Kune kun pago de subvencioj al domposedantoj, kiuj uzas alternativajn energifontojn, oni planas pagi subvenciojn al luantoj loĝantaj en ĉi tiuj domoj.
Voja surfaco
- En 2014 malfermiĝis en Nederlando la unua sun-funkciigita bicikla trako en la mondo.
- En 2016, franca ministro pri ekologio kaj energio Segolene Royal anoncis planojn konstrui 1,000 km da vojoj kun enkonstruitaj ŝokoj kaj varm-rezistemaj sunaj paneloj. Oni supozas, ke 1 km de tia vojo povos liveri la elektrajn bezonojn de 5.000 homoj (escepte hejtado) [neaŭtoritata fonto?] .
- En februaro 2017, sun-funkciigita vojo estis malfermita de la franca registaro en la normanda vilaĝo Tourouvre-au-Perche. Kilometra longa sekcio de la vojo estas ekipita per 2880 sunaj paneloj. Tia pavimo provizos elektron al la stratlumoj de la vilaĝo. La paneloj generos 280 megavatojn da elektro jare. La konstruado de sekcio de la vojo kostis 5 milionojn da eŭroj.
- Ankaŭ uzata por funkciigi sendependajn semaforojn sur vojoj
Kompleta aro de sunenergiaj centraloj
Por elekti la taŭgajn komponentojn por via centralo, vi devas determini la nombron de aparatoj kaj ilian potencon. Por klareco, pli bone estas konsideri specifan ekzemplon: ekzistas somera dometo situanta en la antaŭurboj de Ryazan, en kiu ili loĝas, de marto ĝis septembro.
La kompleta aro de sunaj paneloj inkluzivas: sunaj paneloj, invertilo, fiksiloj, aldonaj materialoj (kabloj, aŭtomataj maŝinoj ktp.) La meza ĉiutaga konsumado estas 10.000 W / h, la ŝarĝo estas averaĝe 500 vatoj, la maksimuma ŝarĝo estas 1000 vatoj. Ni kalkulas la pintan ŝarĝon, pliigante la maksimumon je 25%: 1000 x 1,25 = 1250 vatoj.
Spaca uzo
Suna baterioj estas unu el la ĉefaj manieroj generi elektran energion sur kosmoŝipoj: ili funkcias longan tempon sen konsumado de ajnaj materialoj kaj samtempe ili estas ekologiaj, male al nukleaj kaj radisotopaj energifontoj.
Tamen fluginte je granda distanco de la Suno (preter la orbito de Marso), ilia uzo fariĝas problema, ĉar la fluo de suna energio estas inverse proporcia al la kvadrato de la distanco de la Suno. Fluginte al Venuso kaj Merkuro, kontraŭe, la potenco de sunaj paneloj pliigas signife (en la regiono Venuso dufoje, en la regiono de Merkuro 6 fojojn).
Nuna tensio
La plej ofta bateria takso estas multoblo de 12 V. Tiaj komponentoj de suna stacio kiel regilo, inversigilo, sunaj moduloj estas desegnitaj por tensioj de 12 ĝis 48 V. La ĉeesto de 12 V-baterioj estas konvena ĉar kiam ili malsukcesas, vi povas anstataŭigi ilin samtempe. .
Al tensio duoble pli alta, surbaze de la specifoj de funkciado de la kuirilaro, nur paro-anstataŭaĵo estas ebla. En reto de 48 V, ĉiuj kvar baterioj devos esti ŝanĝitaj sur unu branĉo, kaj 48 V jam estas minaco el la vidpunkto de elektra sekureco. De alia vidpunkto, ju pli alta estas la tensio, des pli malgranda estos la sekcio de drato, kaj la kontaktoj estos pli fidindaj.
Kiam oni elektas takson, oni devas konsideri tiel la potencajn trajtojn de la inverter kaj la valoron de la maksimuma ŝarĝo:
48 V - de 3 - 6 kW,
24 aŭ 48 V - de 1,5 - 3 kW,
12, 24, 48V - ĝis 1, 5 kW.
Se la kapablo kaj prezo de la baterio estas proksimume egalaj, la elekto estu ĉesigita sur la kuirilaro kun la plej alta permesebla malŝarĝa profundo kaj la plej granda permesita aktuala valoro.Bateria vivo signife pliiĝas kiam ĉi tiu indikilo ne superas 30 - 50%.
"La ĉefa kriterio por elektado de kuirilaro devas esti fidindeco. En specifa kazo, la komenca tensio estos 24 V.
Elekto de sunaj ĉeloj
La potenco de la suna baterio estas kalkulata uzante la jenan formulon: Pcm = (1000 x Yesut) / (K x Sin) En ĝi:
Rcm - bateria potenco en W, kiu egalas al la sumo de la potenco de sunaj paneloj, 1000 - fotosensiveco de sunaj ĉeloj en kW / m²,
Yesut - la bezonata ĉiutaga elektra konsumo en kWh (por la elektita regiono - 18). Koeficiento K konsideras ĉiujn perdojn laŭsezone: somere - 0,7, vintre - 0,5.
Sin - lavango de suna radiado en kW x h / m² (tabula valoro) ĉe la plej avantaĝa kliniĝo de la paneloj. Vi povas ekscii ĉi tiun parametron en la veter-servo de la regiono. La optimuma angulo, por instali la sunajn panelojn en printempo kaj aŭtuno, estas identa al la latituda valoro.
En somero, 15⁰ devus esti malpli kaj en vintro - 15⁰ devus esti aldonita. La paneloj mem devas esti orientitaj suden. La regiono el la ekzemplo situas ĉe latitudo 55⁰.
Ĉar la tempo de nia intereso falas en marto-septembro, ni prenas la someran angulon de deklivo - 40⁰ relative al la tero. En ĉi tiu kazo, la meza ĉiutaga insolado por ĉi tiu areo estas 4,73.
Ni anstataŭigas ĉiujn ĉi tiujn datumojn al la formulo kaj plenumas la agon:
Pcm = 1000 x 12: (0,7 x 4,73) ≈ 3 600 W .
Se la moduloj, kiuj konsistigas la kuirilaron, havos potencon de 100 vatoj, tiam oni devas aĉeti 36 ekzemplerojn. Por meti ilin, vi bezonos platformon de 5 x 5 m, kaj la strukturo pezas ĉirkaŭ 0,3 tunojn.
Bateria asembleo
Kiam vi aranĝas la baterian pakon, oni devas konsideri jenajn nuancojn: konvenciaj kuirilaroj destinitaj al aŭtoj ne taŭgas por ĉi tiu celo, la surskribo "SOLAR" devas esti sur sunaj paneloj, ĉiuj aĉetitaj baterioj devas havi la samajn parametrojn kaj, prefere, aparteni al la sama produktada loto. , necesas meti la elementojn en varman ĉambron, optimume - 25⁰.
Ne necesas aĉeti novajn bateriojn, ĉar uzataj kuirilaroj ankaŭ estas bonegaj por ĉi tiu celo. Se la temperaturo falas al -5⁰, la bateria kapablo falos je 50%. En la ekzemplo kun 12 volt AB kun kapacito de 100 A / h, vi povas vidi, ke ĝi povas provizi konsumantojn per elektro en la kvanto de 1200 W dum horo.
Vere, sekvos kompleta malŝarĝo de la kuirilaro, kaj ĉi tio estas ege nedezirata. Ĉar 60% estas konsiderata kiel la "ora mezumo" por malŝarĝo, ni prenas energian rezervon por ĉiu 100 A / h je 600 W / h (1000 W / h x 60%). Komencaj baterioj devas esti 100% ŝargitaj de senmova elirejo.
La rezervo estu tia, ke sufiĉas kovri la noktan ŝarĝon, kaj se la vetero estas nuba, tiam provizi la necesajn parametrojn dum la tago por la sistemo funkcii. Troaj baterioj estas nedezirataj ĉar ili konstante estos subŝarĝitaj kaj daŭros malpli.
La plej kompetenta solvo estas baterio kun rezervo, kiu kovras la ĉiutagan konsumon. Ni difinas la totalan baterian kapaciton: (10.000 W / h: 600 W / h) x 100 A / h = 1667 A / h Tial, ekipi sunenergian centralon el specifa ekzemplo, 16 AB kun kapacito de 100 A / h aŭ 8 ĝis 200 estos bezonata. seria-paralela.
Kiel elekti regilon
La elekto de regilo havas siajn proprajn specifojn. Konvene elektita regilo devas:
1. Certigi tian mult-stadian ŝarĝon de la kuirilaroj tiel ke ĝi pliigu ilian servan vivon.
2. Plenumu aŭtomatan kunordigitan rilaton / malkonektadon de AB kaj suna baterio en tandemo kun ŝarĝo aŭ malŝarĝo.
3. Rekonektu la ŝarĝon de la suna baterio al la kuirilaro kaj en la inversa ordo.
La suna ŝargilo devas esti en la sama ĉambro kun la kuirilaroj. Por tio, ĝiaj enigaj parametroj devas konformi al la respondaj valoroj de la sunaj moduloj, kaj la eligo devas havi la saman tension kiel la potenciala diferenco en la sistemo.
Multe dependas de tio, ĉu la regilo estas tiel ĝuste elektita: la funkciado de la bateria pako, kaj la tuta sunsistemo entute. Se vi certigas, ke la lumigado ricevas potencon rekte de la regilo, vi povas ŝpari monon aĉetante invertilon - aĉetu pli malmultekostan eblon.
Kiel elekti inversigilon La tasko de la inversigilo estas provizi pezan ŝarĝon dum longa tempo.
Ĉi tio eblas kiam ĝia enira tensio estas identa al la potenciala diferenco en la sistemo.
La plej bona opcio kiam elektas inversigilon estas "Invertilo kun regilo funkcianta". Gravaj sekvaj kriterioj estas: La formo de la sinusa ondo kaj la frekvenco de la kurento transformita al alterna kurento. Proksimeco al sinusoido kun frekvenco de 50 Hz estas garantio de pli alta efikeco.
Ideale, se ĉi tiu cifero superas 90%. La propra konsumo de la aparato devas esti konforma al la tuta elektra konsumo de la sunsistemo. Plej bone - ĝis 1%. La aparato devas elteni duoblajn superŝarĝojn de mallonga daŭro.
La konsiloj kaj kalkulaj ekzemploj donitaj en la artikolo helpos kun la instalado de hejma sunenergia centralo. Ili taŭgas por kaj granda dometo kaj malgranda kampara domo.
Skemo de laboro de sunenergio
Kiam vi rigardas la mistere sonantajn nomojn de la nodoj, kiuj konsistigas la sunenergian sistemon, vi ekhavas la ideon pri la super-teknika komplekseco de la aparato.
Je la mikro-nivelo de la vivo de fotonoj, tiel estas. Kaj klare la ĝenerala cirkvito de la elektra cirkvito kaj la principo de ĝia agado aspektas tre simplaj. De la lumradio de la ĉielo ĝis la "lampo de Iljiĉ" estas nur kvar paŝoj.
Suna moduloj estas la unua ero de centralo. Ĉi tiuj estas maldikaj rektangulaj paneloj kunvenitaj el certa nombro de normaj fotilaj platoj. Fabrikistoj diferencas fotajn panelojn en elektra potenco kaj tensio, multoblo de 12-voltoj.
Platformaj aparatoj estas konvene lokitaj sur surfacoj elmontritaj al rektaj radioj. Modulaj unuoj estas interligitaj interkonektante la sunan baterion. La tasko de la kuirilaro estas konverti la ricevitan energion de la suno, produktante konstantan fluon de donita valoro.
Aparatoj pri elektraj ŝarĝoj - kuirilaroj por sunaj paneloj estas konataj de ĉiuj. Estas tradicia ilia rolo en la energiproviza sistemo de la suno. Kiam hejmaj konsumantoj estas konektitaj al centraligita reto, energiaj butikoj estas konservataj en elektro.
Ili ankaŭ amasigas ĝian troon, se la kurento de la suna modulo sufiĉas por provizi la potencon konsumitan de elektraj aparatoj.
La bateria pako donas al la cirkvito la bezonatan kvanton da energio kaj konservas stabilan tension tuj kiam ĝia konsumado pliiĝos al pliigita valoro. La samo okazas, ekzemple, nokte kun senutilaj fotaj paneloj aŭ dum malhela sunplena vetero.
La regilo estas elektronika intermediaro inter la suna modulo kaj la baterioj. Lia rolo estas reguligi la baterian nivelon. La aparato ne permesas, ke ilia bolado reŝarĝas aŭ falas elektran potencialon sub certa normo, necesa por la stabila funkciado de la tuta sunsistemo.
Turnante, la sono de la termino inversigilo por sunaj paneloj estas tiel laŭvorte klarigita. Jes, fakte ĉi tiu unuo plenumas funkcion, kiu iam ŝajnis fikcii al elektraj inĝenieroj.
Ĝi konvertas la rektan kurenton de la suna modulo kaj baterioj en alternan kurenton kun potenciala diferenco de 220 voltoj. Ĉi tiu tensio funkcias por la granda plimulto de hejmaj elektraj aparatoj.
Pika ŝarĝo kaj ĉiutaga averaĝa elektra konsumo
La plezuro havi vian propran sunan stacion ankoraŭ multe. La unua paŝo sur la vojo al la potenco de sunenergio estas determini la optimuman pintan ŝarĝon en kilovatoj kaj la racia meza ĉiutaga konsumado de energio en kilovattaj horoj de hejmo aŭ somera dometo.
La maksimuma ŝarĝo estas kreita de la neceso ŝalti plurajn elektrajn aparatojn samtempe kaj estas determinita de ilia maksimuma totala potenco, konsiderante la troajn komencajn trajtojn de iuj el ili.
Kalkulado de la maksimuma potenca konsumo permesas identigi la esencan bezonon por la samtempa funkciado de kiuj elektraj aparatoj kaj kiuj ne tre. Ĉi tiu indikilo obeas la potencajn trajtojn de la nodoj de la centralo, tio estas la tuta kosto de la aparato.
La ĉiutaga energikonsumo de elektra aparato estas mezurita per la produkto de sia individua potenco dum la tempo, kiam ĝi funkciis el la reto (konsumita elektro) dum tago. La tuta averaĝa ĉiutaga konsumado de energio estas kalkulata kiel la sumo de la konsumata elektra energio fare de ĉiu konsumanto dum ĉiutaga periodo.
La rezulto de energikonsumo helpas raciigi la konsumon de suna elektro. La rezulto de la kalkuloj gravas por la plua kalkulado de la bateria kapablo. La prezo de la baterio, konsiderinda ero de la sistemo dependas eĉ pli de ĉi tiu parametro.
Preparo por aritmetikaj kalkuloj
La unua kolumno estas tirita tradicia - seria numero. La dua kolumno estas la nomo de la aparato. La tria estas ĝia individua elektrokonsumo.
Kolumnoj de la kvara ĝis la dudek-sepa estas la horoj de la tago de 00 ĝis 24. La jenaj estas enigitaj per ili tra la horizontala frakcia linio:
- en la numeratoro - la funkcia tempo de la aparato en la periodo de aparta horo en dekuma formo (0,0),
- la nomanto estas denove sia individua elektro-konsumo (ĉi tiu ripeto necesas por kalkuli horajn ŝarĝojn).
La dudek-oka kolumno estas la tuta tempo, kiun la hejma aparato funkcias dum la tago. Je la dudek-naŭa, la persona energikonsumo de la aparato estas registrita rezulte de multobligo de la individua elektra konsumo per la operacia tempo por la ĉiutaga periodo.
La trideka kolumno ankaŭ estas normala - notu. Ĝi utilas por interaj kalkuloj.
Konsumado-specifo
La sekva etapo de kalkuloj estas la transformo de kajero en specifon por konsumantoj de hejma elektro. La unua kolumno estas klara. Jen la liniaj numeroj.
La dua kolumno enhavas la nomojn de energiaj konsumantoj. Oni rekomendas komenci plenigi la koridoron per elektraj aparatoj. La sekva priskribas aliajn ĉambrojn en la horloĝo aŭ horloĝo (kiel vi deziras).
Se estas dua (ktp) etaĝo, la procedo estas la sama: de la ŝtuparo - trafikcirklo. Samtempe oni ne forgesu pri ŝtupaj aparatoj kaj stratlumo.
Pli bone estas plenigi la trian kolumnon kun la potenco kontraŭ la nomo de ĉiu elektra aparato laŭ la vojo kun la dua.
Kolumnoj kvar ĝis dudek sep respondas al iliaj ĉiu horo de la tago. Por komforto, ili povas tuj trairi per horizontalaj linioj meze de la linioj. La rezultaj supraj duonoj de la linioj similas al numeratoroj, la subaj duonoj estas la nomantoj.
Ĉi tiuj kolumnoj estas plenigitaj linio post linio. Numeratoroj estas selektate formatitaj kiel tempodaŭroj en dekuma formato (0,0), reflektante la funkciadon de tempo de difinita elektra aparato en aparta horperiodo. Paralele al la numeratoroj, nomiloj estas enigitaj kun la potenca indikilo de la aparato prenita el la tria kolumno.
Post kiam ĉiuj horaj kolonoj plenas, ili kalkulas la unuopajn ĉiutagajn labortagojn de elektraj aparatoj, moviĝantaj laŭ la linioj. La rezultoj estas registritaj en la respondaj ĉeloj de la dudek-oka kolumno.
Surbaze de la potenco kaj labortempo, la ĉiutaga energikonsumo de ĉiuj konsumantoj estas sinsekve kalkulita. Ĝi estas rimarkita en la ĉeloj de la dudek-naŭa kolumno.
Kiam ĉiuj vicoj kaj kolumnoj de la specifo estas plenigitaj, ili kalkulas la totalojn. Aldonante la grafikan potencon de la nomiloj de la ĉiumonataj kolonoj, oni ricevas ŝarĝojn de ĉiu horo. Resumante la individuan ĉiutagan energian konsumon de la dudekunua kolumno de supre al sube, ili trovas la totalan ĉiutagan mezumon.
La kalkulo ne inkluzivas la propran konsumon de la estonta sistemo. Ĉi tiu faktoro estas prenita en konsideron per helpa koeficiento en postaj finaj kalkuloj.
Analizo kaj optimumigo de la datumoj
Se sunenergio estas planita kiel rezerva, datumoj pri hora konsumado kaj entute ĉiutaga ĉiutaga konsumado helpas minimumigi la konsumadon de multekosta suna elektro.
Ĉi tio atingas forigante konsumon de energio intensiva ĝis la restarigo de centraligita nutrado, precipe dum pintaj horoj.
Se la sunenergia sistemo estas desegnita kiel fonto de konstanta nutrado, tiam la rezultoj de ĉiumonataj ŝarĝoj antaŭenpuŝiĝas. Gravas distribui elektro-konsumon dum la tago tiel ke vi forigu la multe pli regantajn altojn kaj severe falintajn malaltajn.
La ekskludo de pintoj, egaligo de maksimumaj ŝarĝoj, forigo de akraj trempoj en energikonsumo laŭlonge de la tempo permesas elekti la plej ekonomiajn eblojn por nodoj de la sunsistemo kaj certigi stabilan, plej gravan, senprobleman longdaŭran funkciadon de la suna stacio.
La prezentita desegno montras la transformon akiritan surbaze de la kompilitaj specifaĵoj de la neracia horaro en optimumon. La indikilo de ĉiutaga konsumo estas reduktita de 18 ĝis 12 kW / h, kaj la meza hora ŝarĝo de 750 ĝis 500 vatoj.
La sama principo de optimumo estas utila kiam vi uzas la elekton de la potenco de la suno kiel rezervo. Ne necesas elspezi monon por pliigi la potencon de sunaj moduloj kaj kuirilaroj pro iu provizora malkomforto.
Elekto de nodoj de sunaj centraloj
Por simpligi la kalkulojn, ni konsideros la version de la uzo de la suna baterio kiel la ĉefa fonto por liveri elektran energion. La konsumanto estos kondiĉa kampara domo en la regiono Ryazan, kie ili senĉese loĝas de marto ĝis septembro.
Praktikaj kalkuloj bazitaj sur la datumoj de la racia horaro por ĉiutaga energikonsumo eldonita supre donos klarecon al rezonado:
- Tuta averaĝa ĉiutaga konsumado = 12.000 vatoj / horo.
- Meza ŝarĝa konsumo = 500 vatoj.
- Maksimuma ŝarĝo 1200 vatoj.
- Pinta ŝarĝo 1200 x 1,25 = 1500 vatoj (+ 25%).
La valoroj estos postulataj en la kalkuloj de la tuta kapablo de sunaj aparatoj kaj aliaj funkciaj parametroj.
Determino de la operacia tensio de la sunsistemo
La interna funkcia tensio de iu ajn sunsistemo baziĝas sur multiĝo de 12-voltoj, kiel la plej ofta bateria takso. La plej vaste nodoj de sunaj stacioj: sunaj moduloj, regiloj, inversigiloj - estas produktitaj sub la populara tensio de 12, 24, 48 voltoj.
Pli alta tensio permesas uzon de provizaj dratoj de pli malgranda sekcio - kaj ĉi tio estas pliigita fidindeco de kontaktoj. Aliflanke, malsukcesaj 12V-baterioj povas esti anstataŭigitaj unu post alia.
En 24-volt-reto, konsiderante la specifojn de la funkciado de la baterioj, devos esti anstataŭigitaj nur en paroj. 48V reto postulos ŝanĝi ĉiujn kvar bateriojn de la sama branĉo. Krome je 48 voltoj jam ekzistas danĝero de elektra ŝoko.
La ĉefa elekto de la nominala valoro de la interna potenciala diferenco de la sistemo estas ligita kun la potencaj trajtoj de invertiloj produktitaj de moderna industrio kaj devas konsideri la pintan ŝarĝon:
- de 3 ĝis 6 kW - 48 voltoj,
- de 1,5 ĝis 3 kW - egala al 24 aŭ 48V,
- ĝis 1,5 kW - 12, 24, 48V.
Elektante inter la fidindeco de la kablado kaj la malkomforto anstataŭigi la kuirilarojn, ekzemple ni koncentros fidindecon. En la estonteco, ni konstruos la funkciadon tensio de la kalkulita sistemo 24 voltojn.
Uzo en medicino
Sudkoreaj sciencistoj disvolvis subkutanan sunan ĉelon.Miniaturita energifonto povas esti enplantita sub homa haŭto por certigi seninterrompan funkciadon de aparatoj enplantitaj en la korpon, ekzemple kuracherbo. Tia kuirilaro estas 15 fojojn pli maldika ol hararo kaj ŝargebla eĉ se sunscreen aplikiĝas sur la haŭto.
Bateriaj Pakoj Suna Moduloj
La formulo por kalkuli la potencon bezonatan de suna baterio aspektas jene:
Pcm = (1000 * Jes) / (k * Sin),
- Rcm = potenco de la suna baterio = tuta potenco de sunaj moduloj (paneloj, W),
- 1000 = akceptita fotosensemo de fotoelektraj konvertiloj (kW / m²)
- Manĝi = la bezono de ĉiutaga energikonsumo (kW * h, en nia ekzemplo = 18),
- k = laŭsezona koeficiento konsiderante ĉiujn perdojn (somero = 0,7, vintro = 0,5),
- Sin = tabulita valoro de insolado (suna radiado-fluo) kun optimuma panela kliniĝo (kW * h / m²).
Vi povas ekscii la valoron de insolado de la regiona meteorologia servo.
La optimuma angulo de deklivo de sunaj paneloj estas egala al la latitudo de la areo:
- en printempo kaj aŭtuno,
- plus 15 gradoj - vintre
- minus 15 gradoj somere.
La regiono Ryazan pripensita en nia ekzemplo situas je la 55a latitudo.
Por la tempo daŭrita de marto ĝis septembro, la plej bona nereguligita deklivo de la suna baterio egalas al la somera angulo de 40⁰ al la tera surfaco. Kun ĉi tiu instalado de moduloj, la meza ĉiutaga insolaĵo de Ryazan dum ĉi tiu periodo estas 4,73. Ĉiuj nombroj estas tie, ni faru la kalkulon:
Pcm = 1000 * 12 / (0.7 * 4.73) ≈ 3 600 vatoj.
Se ni prenas 100-vatajn modulojn kiel bazon de la suna baterio, tiam 36 el ili estos bezonataj. Ili pezos 300 kilogramojn kaj okupos areon de ĉirkaŭ 5 x 5 m.
Ĉi-provitaj kabligaj diagramoj kaj ebloj por konekti sunajn panelojn estas donitaj ĉi tie.
Efikeco de fotoceloj kaj moduloj
La potenco de la suna radia fluo ĉe la enirejo de la tera atmosfero (AM0) estas ĉirkaŭ 1366 vatoj por kvadrata metro (vidu ankaŭ AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). Samtempe, la specifa potenco de suna radiado en Eŭropo en tre nuba vetero eĉ dumtage povas esti malpli ol 100 W / m² [ fonto ne specifita 1665 tagojn ]. Kun la helpo de komunaj produktitaj sunaj ĉeloj eblas konverti ĉi tiun energion en elektron kun efikeco de 9-24% [ fonto ne specifita 1665 tagojn ]. Samtempe, la bateria prezo estos ĉirkaŭ 1-3 usonaj dolaroj por vato de taksita potenco. Por industria elektro-produktado kun fotoceloj, la prezo po kWh estos $ 0,25 Laŭ la Eŭropa Fotovoltaika Asocio (EPIA), antaŭ 2020 la kosto de elektro generita per "sunaj" sistemoj falos al malpli ol 0,10 € por kW. h por industriaj instalaĵoj kaj malpli ol 0,15 € po kWh por instalaĵoj en loĝdomaj konstruaĵoj [ neaŭtoritata fonto? ] .
Suna ĉeloj kaj moduloj estas dividitaj laŭ tipo kaj estas: unuokristala, plurkristala, amorfa (fleksebla, filmo).
En 2009, Spectrolab (filio de Boeing) pruvis sunan ĉelon kun efikeco de 41.6%. En januaro 2011, oni atendis, ke ĉi tiu kompanio eniros la merkaton por sunaj ĉeloj kun efikeco de 39%. En 2011, Kalifornia-bazita Suna Juncio atingis 5.5 × 5.5 mm fotokellan efikecon de 43.5%, kio estas 1.2% pli alta ol la antaŭa rekordo.
En 2012, Morgan Solar kreis la sistemon Sun Simba de polimetil-metakrilato (Plexiglas), germanio kaj arsenido de galio, kombinante la nabo kun la panelo sur kiu la fotoceleto estas muntita. La efikeco de la sistemo kun la panela stacio estas 26-30% (depende de la tempo de la jaro kaj de la angulo en kiu situas la suno), dufoje superante la praktikan efikecon de sunaj ĉeloj de kristalaj silicioj.
En 2013, Sharp kreis fotilon kun 4 × 4 mm tri-tavolo sur indium-gallium-arsenido kun 44,4% efikeco, kaj teamo de specialistoj de la Fraunhofer Instituto por Suna Energiaj Sistemoj, Soitec, CEA-Leti kaj la Helmholtz Berlin Center kreis. uzante Fresnel-lenson fotokanelon kun efikeco de 44.7%, superante sian propran atingon de 43.6% [ neaŭtoritata fonto? ]. En 2014, la Fraunhofer-Instituto por Suna Energiaj Sistemoj kreis sunajn panelojn, per kiuj la efikeco estis 46% pro la fokuso de la lumo sur tre malgranda fotilo [ neaŭtoritata fonto? ] .
En 2014, hispanaj sciencistoj disvolvis fotovoltaan ĉelon de silicio kapabla konverti sunan infraruĝan radiadon en elektron.
Promesa direkto estas la kreado de fotokeloj bazitaj sur nanoantennoj, funkciantaj sur rekta rektigado de fluoj induktitaj en malgranda anteno (de la ordo de 200-300 nm) per lumo (tio estas elektromagneta radiado de ofteco de la ordo de 500 THz). Nanoantennoj ne postulas multekostajn krudmaterialojn por produktado kaj havas eblan efikecon de ĝis 85%.
Ankaŭ en 2018, kun la malkovro de la fleksofotovoltaika efiko, oni malkovris la eblecon pliigi la efikecon de fotoceloj. Kaj ankaŭ pro plilongigo de la vivo de varmaj portantoj (elektronoj), la teoria limo de ilia efikeco altiĝis de 34 tuj al 66 procentoj.
En 2019, rusaj sciencistoj de la Skolkovo-Instituto pri Scienco kaj Teknologio (Skoltech), Instituto de Neorganika istryemio A.V. Nikolaev de la Siberia Filio de la Rusa Akademio de Sciencoj (SB RAS) kaj la Instituto de Problemoj de Kemia Fiziko RAS ricevis esence novan semikonduktaĵan materialon por sunaj ĉeloj, sen la plej multaj mankoj de materialoj uzataj hodiaŭ. Grupo de rusaj esploristoj publikigis en la revuo Journal of Materials Chemistry A [en] la rezultojn de laboro pri la apliko de nova semikonduktaĵa materialo ellaborita de ili por sunaj ĉeloj - kompleksa polimera ioduro de bismuto (<[Bi3Mi10]> kaj <[BiI4]>), strukture simila al la mineralo perovksito (natura kalcia titanato), kiu montris rekordan konvertiĝan indicon de lumo en elektron. La sama grupo de sciencistoj kreis duan similan semikonduktaĵon bazitan sur kompleksa antimonia bromuro kun perovxita simila strukturo.
Speco | Koeficiento de fotoelektra konvertiĝo,% |
---|---|
Silicio | 24,7 |
Si (kristala) | |
Si (plurkristala) | |
Si (maldika filmo-transdono) | |
Si (maldika filmo-submodulo) | 10,4 |
III-V | |
GaAs (kristala) | 25,1 |
GaAs (maldika filmo) | 24,5 |
GaAs (polikristala) | 18,2 |
InP (kristala) | 21,9 |
Maldikaj filmoj de kalcogenidoj | |
CIGS (fotocel) | 19,9 |
CIGS (submodulo) | 16,6 |
CdTe (fotocel) | 16,5 |
Amorfa / Nanokristala Silicio | |
Si (amorfa) | 9,5 |
Si (nanokristala) | 10,1 |
Fotokemia | |
Surbaze de Organikaj Tinkturoj | 10,4 |
Bazitaj sur organikaj tinkturas (submodulo) | 7,9 |
Organika | |
Organika polimero | 5,15 |
Manteloj | |
GaInP / GaAs / Ge | 32,0 |
GaInP / GaAs | 30,3 |
GaAs / CIS (maldika filmo) | 25,8 |
a-Si / mc-Si (maldika submodulo) | 11,7 |
Ordigo de bateria potenco
Kiam vi elektas kuirilarojn, vi devas esti gvidataj de la postulatoj:
- Konvenciaj aŭtomataj baterioj NE taŭgas por ĉi tiu celo. Suna energio-baterioj estas nomataj "SOLAR".
- Akiri kuirilarojn devas esti identa en ĉiuj aspektoj, prefere de unu fabriko.
- La ĉambro, kie troviĝas la bateria kaso, devas esti varma. La optimuma temperaturo kiam la kuirilaroj eligas plenan potencon = 25⁰C. Kiam ĝi malpliiĝas al -5⁰C, la bateria kapablo malpliiĝas je 50%.
Se ni prenas eksponenteblan baterion kun tensio de 12 voltoj kaj kapaciton de 100 amperoj / horo por kalkulo, ne malfacilas kalkuli, dum tuta horo ĝi povos provizi konsumantojn per tuta potenco de 1200 vatoj. Sed ĉi tio estas kun kompleta malŝarĝo, kiu estas ege nedezirata.
Dum longa bateria vivo, NE estas rekomendinde malpliigi ilian ŝarĝon sub 70%. Limiga cifero = 50%. Prenante 60% kiel meza tero, ni metas la energian rezervon de 720 W / h por ĉiu 100 A * h de la kapacita komponento de la kuirilaro (1200 W / h x 60%) kiel bazon por postaj kalkuloj.
Komence, kuirilaroj devas esti instalitaj 100% ŝargitaj de staranta aktuala fonto. Baterioj devas komplete kovri la ŝarĝon de la mallumo. Se vi ne bonŝancas pri la vetero, konservu la necesajn sistemajn parametrojn dum la tago.
Gravas konsideri, ke troa elfluado de kuirilaroj kondukos al ilia konstanta subŝarĝo. Ĉi tio signife reduktos la servan vivon. La plej racia solvo estas ekipi la ekzempleron per kuirilaroj kun energia rezervo sufiĉa por kovri unu ĉiutagan energian konsumon.
Por ekscii la postulatan totalan baterian kapaciton, ni dividas la totalan ĉiutagan konsumon de 12.000 W / h per 720 W / h kaj multobligas per 100 A * h:
12 000/720 * 100 = 2500 A * h ≈ 1600 A * h
Entute, ekzemple, ni bezonas 16 kuirilarojn kun kapacito de 100 aŭ 8 ĉe 200 Ah *, konektitaj en paralela serio.
Faktoroj Efektantaj Fotilan Efikecon
La strukturaj ecoj de sunaj ĉeloj kaŭzas malpliiĝon de la agado de paneloj kun kreskanta temperaturo.
Parta malpliiĝo de la panelo kaŭzas falon en la elira tensio pro perdoj en la malsukcesa elemento, kiu komencas funkcii kiel parazita ŝarĝo. Ĉi tiu malavantaĝo povas esti forigita per instalado de pretervojo sur ĉiu fotila ĉelo de la panelo. En nuba vetero, en foresto de rekta sunlumo, paneloj, kiuj uzas lensojn por koncentri radiadon, fariĝas ekstreme neefikaj, ĉar la lenso-efiko malaperas.
El la funkciaj trajtoj de la fotovoltaa panelo, oni vidas, ke por atingi maksimuman efikecon, necesas ĝusta elekto de ŝarĝa rezisto. Por tio, fotovoltaaj paneloj ne estas rekte konektitaj al la ŝarĝo, sed ili uzas regilon por regi fotovoltaajn sistemojn, kiu certigas optimuman funkciadon de paneloj.
Elekto de bona regilo
Ĝusta elekto de la bateria ŝargilo (baterio) estas tre specifa tasko. Ĝiaj eniraj parametroj devas korespondi kun la elektitaj sunaj moduloj, kaj la elira tensio devas korespondi kun la interna potenciala diferenco de la sunsistemo (en nia ekzemplo, 24 voltoj).
Bona regilo devas certigi:
- Multetaĝa bateria ŝarĝo, kiu plilongigas ilian efikan vivon per multoblo.
- Aŭtomata muta, bateria kaj suna baterio, rilato-malkonekto en korelacio kun ŝarĝo-malŝarĝo.
- Rekonektante la ŝarĝon de la kuirilaro al la suna baterio kaj inverse.
Ĉi tiu malgranda nodo estas tre grava ero.
La ĝusta elekto de la regilo dependas de la senproblema funkciado de la multekosta baterio kaj la ekvilibro de la tuta sistemo.
Elekto de la plej bona inversigilo
La inverter estas elektita tiel ke ĝi povas provizi longperspektivan ŝarĝon. Ĝia enira tensio devas respondi al la interna potenciala diferenco de la sunsistemo.
Por la plej bona elekto, rekomendas atenti la parametrojn:
- La formo kaj ofteco de la generita alterna kurento. Ju pli proksime al sinuso-ondo de 50 Hz, des pli bone.
- Efikeco de aparatoj. La pli alta 90% - des pli mirinda.
- Propra konsumado de la aparato. Devas esti konforma al la entuta elektra konsumo de la sistemo. Ideale - ĝis 1%.
- La kapablo de la unuo elteni mallongperspektivajn duoblajn superŝarĝojn.
La plej distinga dezajno estas inversigilo kun enkonstruita funkcia regilo.
Malavantaĝoj de Suna Energio
- La bezono uzi grandajn areojn,
- La suna elektra centralo ne funkcias nokte kaj ne funkcias sufiĉe bone en la vespera krepusko, dum la maksimuma elektra konsumo okazas ĝuste en la vesperaj horoj,
- Malgraŭ la media pureco de la ricevita energio, la fotiloj mem enhavas toksajn substancojn, ekzemple plumbo, kadmio, galio, arseniko ktp.
Sunaenergiaj centraloj estas kritikataj pro la altaj kostoj, same kiel la malalta stabileco de kompleksaj plumbo-haluros kaj la tokseco de ĉi tiuj komponaĵoj. Senplumaj semikonduktaĵoj por sunaj ĉeloj, ekzemple bazitaj sur bismuto kaj antimono, estas nuntempe en aktiva disvolviĝo.
Pro ĝia malalta efikeco, kiu plejofte atingas 20 procentojn, sunaj paneloj fariĝas tre varmaj. La ceteraj 80 procentoj de sunenergio varmigas sunajn panelojn ĝis averaĝa temperaturo de ĉirkaŭ 55 ° C. Kun pliigo de la temperaturo de la fotovoltaa ĉelo je 1 °, ĝia efikeco malpliiĝas je 0,5%. Ĉi tiu dependeco estas ne lineara kaj pliigo de la temperaturo de la elemento je 10 ° kondukas al malpliigo de efikeco de preskaŭ faktoro de du. Aktivaj elementoj de malvarmigaj sistemoj (ventoliloj aŭ pumpiloj) kiuj translokigas refrigeranton konsumas signifan kvanton da energio, postulas periodan bontenadon kaj reduktas la fidindecon de la tuta sistemo. Pasivaj malvarmigaj sistemoj havas tre malaltan rendimenton kaj ne povas plenumi la taskon malvarmigi sunajn panelojn.