Соларни панели за викендице и куће: врсте, принцип рада и поступак за прорачун соларних система

Пример прорачуна потрошње енергије апарата

У кући се увек налази фрижидер, ТВ, компјутер, веш машина, бојлер, пегла, микроталасна и други кућни апарати без којих живот постаје неудобан. Осим тога, за осветљење се користи најмање 100 сијалица (нека буду енергетски ефикасне). Све ово треба узети у обзир приликом израчунавања снаге соларних панела инсталираних у кући.

У табели су дати подаци о њиховој снази, времену рада, потрошњи енергије итд. Сви они раде током целе године:

уређај	Снага	Трајање употребе дневно	Дневна потрошња
Сијалице за осветљење	200 В	око 10 сати	2 кВх
Фрижидер	500 В	3 сата	1,5 кВх
Свеска	100 В	до 5 сати	0,5 кВх
Машина за прање веша	500 В	6 сати	3 кВх
Гвожђе	1500 В	1 сат	1,5 кВх
Телевизија	150 В	5 сати	0,8 кВх
Бојлер 150 литара	1,2 кВ	5 сати	6 кВх
инвертер	20 В	24 сати	0,5 кВх
Контролор	5В	24 сати	0,1 кВх
микроталасна	500 В	2 сата	3 кВх

Једноставним прорачуном долазимо до коначне дневне потрошње енергије - 18,9 кВ / х. Овде треба додати снагу додатне опреме, која се не користи сваки дан - електрични чајник, кухињски комбајн, пумпа, фен за косу итд. У просеку ће се добити најмање 25 кВ / х дневно.

Препоручено:

• Соларни претварач: типови, преглед модела, карактеристике повезивања, критеријуми избора и цена
• Најбољи хибридни соларни претварачи: сличности и разлике, цена, где купити - ТОП-6
• Лантерна за камповање на соларни погон: карактеристике, функције, спецификације, цена - ТОП-7

Дакле, месечна потрошња енергије биће 750 кВх. Да би покрила тренутне трошкове, соларна батерија мора да произведе бар коначну цифру, тј. 750 кВ.

Које користи добија власник куће након постављања соларних панела

Инсталација фотонапонских претварача омогућава пријем електричне енергије без обзира на добављаче ресурса. Ако се сет соларних панела користи као додатни извор енергије, онда постаје могуће значајно смањити трошкове електричне енергије.

Још једна тачка која би ускоро могла постати важна за власнике аутономних електрана. Влада планира да уведе нову процедуру плаћања електричне енергије власницима аутономних комплекса прикључених на мрежу.

За енергију коју приватни електроенергетски систем даје у мрежу, власник ће добити одређену накнаду. За сада је ово само пројекат, али ће ускоро ступити на снагу, стимулишући развој обновљивих извора енергије. Дакле, постављање соларних панела може вам омогућити да зарадите нешто новца, што никада није сувишно.

Главне карактеристике соларних панела за дом

Почевши да разматрате тему соларних панела, пре свега, морате обратити пажњу на фотонапонски систем напајања. Овај уређај претвара сунчеву светлост у електричну енергију.

Човечанство већ две стотине година унапређује ову опрему, и то успешно. Зато је сваким даном све више људи заинтересовано за уградњу соларне батерије.

Али који да изаберете Постоје три типа система, у зависности од специфичности алтернативни извор енергије.

Први тип карактеришу отворени фотонапонски системи напајања (ППС). Они немају батерије, а сама опрема се напаја преко посебног претварача. Главна мрежа неће радити ако је произведена снага већа од потрошене.

Други тип карактеришу аутономни системи који су независни од главне мреже. ПСЕ ове врсте функционишу у оквиру своје мреже за директно напајање све опреме. Најбољи учинак се примећује када постоји батерија која користи акумулирану енергију током пропадања сунчеве енергије, а такође и ако је произведена снага већа од потрошене.

Трећи типови укључују комбинацију две претходне категорије. Комбиновани ПСЕ имају велику функционалност.Постоји чак и могућност преноса неискоришћене генерисане енергије у главну мрежу. Али ова врста система је најскупља.

Како одабрати?

Инсталација соларног система на сопственој локацији коштаће пристојан износ. Пре него што наставите са уградњом соларне батерије, потребно је одредити потребну снагу за све уређаје. И пре свега, потребно је израчунати оптимално вршно оптерећење у киловатима и рационалну условно просечну потрошњу енергије у киловатима / сатима како би се задовољиле потребе куће или локације.

За рационално коришћење соларне електричне енергије потребно је утврдити:

• вршно оптерећење - да бисте га одредили, потребно је додати снагу свих укључених уређаја истовремено;
• максимална потрошња енергије - параметар неопходан за одређивање категорије уређаја који морају радити истовремено;
• дневна потрошња - одређује се множењем индивидуалне снаге једног уређаја са временом током којег је радио;
• просечна дневна потрошња – утврђује се сабирањем потрошње енергије свих електричних уређаја у једном дану.

Сви ови подаци су неопходни за монтажу и стабилан накнадни рад соларне батерије. Добијене информације ће омогућити одабир прикладнијих параметара за батеријски пакет, скуп елемент соларног система.

Да бисте извршили све прорачуне, биће вам потребан лист у кавезу или, ако више волите да радите на рачунару, биће најпогодније користити Екцел датотеку. Припремите шаблон табеле са 29 колона.

Наведите називе колона по реду.

• Назив електричног уређаја, кућног апарата или алата - стручњаци препоручују да почнете да описујете потрошаче енергије из ходника, а затим се крећете у смеру казаљке на сату или супротно од казаљке на сату. Ако кућа има више од једног спрата, онда је полазна тачка за све наредне нивое степениште. И такође назначите уличне електричне уређаје.
• Индивидуална потрошња енергије.
• Доба дана од 00 до 23 сата, односно за ово су вам потребне 24 колоне. У временске колоне мораћете да унесете два броја у облику разломка: трајање рада током одређеног сата / појединачна потрошња енергије.
• У колону 27 унесите укупно време рада уређаја по дану.
• За колону 28 потребно је податке из колоне 27 помножити са појединачном потрошњом енергије.
• Након попуњавања табеле, за сваки сат се рачуна коначно оптерећење сваког уређаја - добијени подаци се уносе у 29. колону.

Након попуњавања последње колоне утврђује се просечна дневна потрошња. Да бисте то урадили, сви подаци у последњој колони су сумирани. Међутим, овај прорачун не узима у обзир потрошњу целог система соларних колектора. За израчунавање ових података потребно је у коначним прорачунима узети у обзир помоћни коефицијент.

Такав пажљив и мукотрпан прорачун ће омогућити добијање детаљне спецификације потрошача енергије, узимајући у обзир сатно оптерећење. Пошто је соларна енергија веома скупа, њена потрошња се мора свести на минимум и рационално користити за напајање свих уређаја.На пример, ако ће се соларни колектор користити као резервно напајање за кућу, онда ће добијени подаци омогућити да се енергетски интензивни уређаји искључе из мреже док се главно напајање коначно не обнови.

Да би се кућа стално снабдевала енергијом из соларне батерије, сатна оптерећења се померају напред у прорачунима. Потрошња електричне енергије мора бити подешена на начин да се искључе ванредне ситуације током рада система и изједначе максимална оптерећења.

Овај графикон јасно показује како рационално користити енергију сунца у кући. Почетни графикон показује да је оптерећење било распоређено насумично током дана: просечна дневна сатница је била 750 В, а стопа потрошње 18 кВ на сат. Након тачних прорачуна и компетентног планирања, било је могуће смањити дневну потрошњу на 12 кВ / х, а просечно дневно оптерећење по сату на 500 вати. Ова опција дистрибуције енергије је такође погодна за резервно напајање.

Принцип рада соларне батерије

Уређај је дизајниран да директно претвара сунчеве зраке у електричну енергију. Ова акција се назива фотоелектрични ефекат. Полупроводници (силицијумске плочице), које се користе за прављење елемената, имају позитивно и негативно наелектрисане електроне и састоје се од два слоја, н-слоја (-) и п-слоја (+). Вишак електрона под утицајем сунчеве светлости се избацује из слојева и заузима празна места у другом слоју. Ово узрокује да се слободни електрони стално крећу, крећући се са једне плоче на другу, стварајући електричну енергију која је ускладиштена у батерији.

Начин рада соларне батерије у великој мери зависи од њеног дизајна.Соларне ћелије су првобитно направљене од силицијума. И даље су веома популарни, али пошто је процес пречишћавања силицијума прилично напоран и скуп, развијају се модели са алтернативним фотоћелијама од једињења кадмијума, бакра, галијума и индијума, али су мање продуктивни.

Ефикасност соларних панела се повећала са развојем технологије. Данас је ова цифра са један одсто, колико је забележена почетком века, порасла на више од двадесет одсто. То нам данас омогућава да користимо панеле не само за домаће потребе, већ и за производњу.

Спецификације

Уређај соларне батерије је прилично једноставан и састоји се од неколико компоненти:

Директно соларне ћелије / соларни панел;

Инвертер који претвара једносмерну струју у наизменичну струју;

Контролер нивоа батерије.

Батерије за соларне панеле купити треба да се заснива на неопходним функцијама. Они складиште и дистрибуирају електричну енергију. Складиштење и потрошња се одвијају током дана, а ноћу се акумулирани набој само троши. Дакле, постоји константно и континуирано снабдевање енергијом.

Прекомерно пуњење и пражњење батерије ће скратити њен век трајања. Контролор пуњење соларне батерије аутоматски зауставља акумулацију енергије у батерији када достигне своје максималне параметре и искључује оптерећење уређаја када је јако испражњена.

(Тесла Повервалл - батерија соларног панела од 7 кВ - и кућно пуњење за електрична возила)

мреже инвертер за соларну Батерија је најважнији елемент дизајна. Енергију добијену од сунчевих зрака претвара у наизменичну струју различитог капацитета.Као синхрони претварач, комбинује излазни напон електричне струје у фреквенцији и фази са стационарном мрежом.

Фотоћелије се могу повезати и серијски и паралелно. Последња опција повећава параметре снаге, напона и струје и омогућава уређају да ради чак и ако један елемент изгуби функционалност. Комбиновани модели се израђују помоћу обе шеме. Век трајања плоча је око 25 година.

Шема соларног напајања

Када погледате мистериозно звуче имена чворова који чине соларни енергетски систем, долази се на помисао о супер-техничкој сложености уређаја. На микро нивоу живота фотона, то је тако. И визуелно општа шема електричног кола и принцип његовог рада изгледају врло једноставно. Од небеског светила до „Иљичеве сијалице“ има само четири корака.

Соларни модули су прва компонента електране. То су танки правоугаони панели састављени од одређеног броја стандардних плоча фотоћелија. Произвођачи праве фотопанеле различите по електричној снази и напону, вишеструком од 12 волти.

Галерија слика
Фотографија са
Соларни панели се користе у регионима са малим бројем облачних дана, користе их као примарни или секундарни снабдевачи енергијом

Има смисла изградити систем соларних панела у областима са мало инфраструктуре које још нису повезане на централизоване електричне мреже

У лето, на њиховој викендици, соларни апарати ће моћи да обезбеде енергију за електричне уређаје и систем грејања.

Опрема за праћење рада и подешавање соларних панела не заузима пуно простора, обично укључује инвертер, контролер и батерију

Ако на локацији постоји слободна, добро осветљена површина, на њој се може поставити соларна електрана

Уз добру заштиту од атмосферских негативности, уређаји за контролу и надзор рада соларне батерије могу се налазити на отвореном

соларни електрана за приватну кућу може се склопити из фабрички направљених батерија

Соларна батерија састављена од силицијумских плочица биће много јефтинија и скоро једнака у перформансама.

Монтажа соларних панела на кровним косинама

Монтажа на терасе, веранде, балконе у поткровљу

Соларни систем на косом крову доградње

Унутрашња јединица соларна мини електрана

Локација на бесплатном сајту сајта

Кутија за батерије направљена на отвореном

Састављање соларне плоче од готових батерија

Израда соларне батерије сопственим рукама

Уређаји равног облика се згодно налазе на површинама отвореним за директне зраке. Модуларни блокови се комбинују помоћу међусобних веза у соларну батерију. Задатак батерије је да претвори примљену енергију од сунца, дајући константну струју дате вредности.

Батерије су познате свим уређајима за акумулацију електричног набоја. Њихова улога у систему снабдевања енергијом од сунца је традиционална. Када су потрошачи у домаћинству прикључени на централизовану мрежу, уређаји за складиштење енергије се складиште са електричном енергијом. Они такође акумулирају њен вишак ако постоји довољно струје из соларног модула да обезбеди снагу коју троше електрични уређаји.

Батерија снабдева коло са потребном количином енергије и одржава стабилан напон чим потрошња у њему порасте на повећану вредност. Иста ствар се дешава, на пример, ноћу са нерадним фото панелима или за време слабог сунца.

Шема снабдевања енергијом код куће уз помоћ соларних панела разликује се од опција са колекторима по могућности складиштења енергије у батерији (+)

Контролер је електронски посредник између соларног модула и батерија. Његова улога је да регулише ниво напуњености батерије. Уређај им не дозвољава да прокључају од прекомерног пуњења или да електрични потенцијал падне испод одређене норме, што је неопходно за стабилан рад целог соларног система.

Инвертер - рикверц, тако да је звук ове речи дословно објашњен. Да, јер у ствари, овај чвор обавља функцију која се некада чинила фантастичном електроинжењерима. Конвертује једносмерну струју соларног модула и батерија у наизменичну струју са потенцијалном разликом од 220 волти. Управо овај напон ради за огромну већину електричних апарата за домаћинство.

Проток соларне енергије је пропорционалан положају звезде: приликом уградње модула било би добро предвидети подешавање угла нагиба у зависности од годишњег доба

Како то ради

СБИтак систем, соларна батерија, је систем међусобно повезаних елемената, чија структура омогућава, користећи принцип фотоелектричног ефекта, да сунчеву светлост која пада на њих под одређеним углом претвори у електричну струју.

Систем који претвара сунчеву светлост у електричну енергију састоји се од следећих компоненти:

1. Полупроводнички материјал (чврсто комбинована два слоја материјала различите проводљивости).То може бити, на пример, монокристални или поликристални силицијум са додатком других хемијских једињења која омогућавају добијање особина неопходних за настанак фотоелектричног ефекта.

   За прелазак електрона из једног материјала у други потребно је да један слој има вишак електрона, а други недостатак. Прелазак електрона у област са њиховим недостатком назива се п-н прелаз.

2. Најтањи слој елемента који се опире прелазу електрона (смештен између ових слојева).
3. Напајање (ако је повезано са супротним слојем, електрони могу лако да превазиђу ову зону баријере). Тако ће доћи до уређеног кретања инфицираних честица, које се зове електрична струја.
4. Акумулатор (акумулира и складишти енергију).
5. контролер пуњења.
6. Инвертер-конвертор (претварање једносмерне струје примљене из соларне батерије у наизменичну).
7. Стабилизатор напона (дизајниран да створи напон жељеног опсега у систему соларних батерија).

Шема рада соларног панела Фотони светлости (сунчеве светлости) који падају на површину полупроводника при судару са његовом површином преносе своју енергију на електроне полупроводника. Електрони избачени ударом из полупроводника савладавају заштитни слој, имајући додатну енергију.

Дакле, негативни електрони напуштају п-проводник, прелазећи у проводник н, позитивни - обрнуто. Такав прелаз олакшавају тада постојећа електрична поља у проводницима, која накнадно повећавају јачину и разлику наелектрисања (до 0,5 В у малом проводнику).

Намеравајући да купите или направите соларни панел, пажљиво израчунајте:

• трошак такве батерије и потребне опреме;
• количина електричне енергије која вам је потребна;
• број батерија које су вам потребне;
• број сунчаних дана у години у вашој области;
• подручје које вам је потребно за постављање соларних панела.

Почињем да сакупљам

Пре куповине и монтаже потребно је израчунати цео систем како се не би погрешили са локацијом свих система и каблова. Од соларних панела до инвертора имам око 25-30 метара и унапред сам положио две савитљиве жице пресека 6 квадратних мм, пошто ће се кроз њих преносити напон до 100В и струја 25-30А. Таква маргина преко попречног пресека је изабрана да би се минимизирали губици на жици и испоручила енергија уређајима што је више могуће. Саме соларне панеле сам монтирао на само-израђене водилице од алуминијумских углова и привукао их самостално направљеним носачима. Да би се спречило да плоча клизи надоле, пар вијака од 30 мм гледа горе на алуминијумски угао наспрам сваког панела и они су нека врста „куке“ за панеле. Након уградње, нису видљиви, али настављају да подносе оптерећење.

Како имати користи од

С обзиром на својство панела да раде само по сунчаном времену, потребно је детаљно проучити тржиште соларних панела, односно материјал од којег су направљени. Поликристалне плоче су у стању да савршено генеришу не само директну сунчеву светлост, већ и распршене зраке. А облаци потребни за рад инсталација и сунчево зрачење више нису препрека. Да би се постигла већа ефикасност, чак и по облачном времену, треба изабрати поликристалне силицијумске батерије.

Падавине, посебно снег, у извесном смислу уопште нису минус. Када падне снег, запремине рефлектованих зрака се повећавају.А ако су силицијумске соларне ћелије присутне у панелима, количина ускладиштене енергије се повећава. Приликом постављања панела треба имати у виду и проблем снега, потребно је често чишћење панела од снега.

Међутим, време и напредак не мирују, а можда ће се у блиској будућности батерије развијати снагом мисли, без свих врста недостатака и минуса. И човечанство ће предузети самоуверене кораке у правцу очувања природе, атмосфере и планете.

Колико претварача треба да буде у систему

У теорији, 1 уређај потребне снаге треба да буде довољан за целу електрану. Али, ако имате велики број фотоћелија и оне су састављене у неколико редова, боље је ставити такав претварач на сваку од њих.

Зашто је то? Чињеница је да ће нестабилан рад једне линије, на пример, која се не налази на сунчаној страни, негативно утицати на рад претварача и његова ефикасност ће генерално бити нижа

Ако је важно постићи максималну ефикасност електране, ова опција није погодна.

Алтернативна опција је претварач за неколико независних ММП улаза. Може их бити 2-4 и такви модели су много скупљи.

Ефикасност соларног панела зими

Вероватно ћете се изненадити, али у зимском дану само 1,5-2 пута мање енергије пада на вертикалну површину него лети. Ови подаци су за централну Русију. Током дана, слика је гора: током овог периода лети добијамо 4 пута више енергије

Али обратите пажњу: на вертикалној површини. То је на зиду.

Ако говоримо о хоризонталној површини, онда је разлика већ 15 пута.

Најтужнија слика производње соларне енергије не очекује вас зими, већ у јесен: у облачном времену њихова ефикасност је 20-40 пута мања, у зависности од густине облачности. Зими, након пада снега, инсолација (количина светлости која пада на батерије) у сунчаним данима може да се приближи летњим вредностима. Дакле, соларни системи за дом производе више електричне енергије зими него у јесен.

Испоставља се да је за постизање близу максималне ефикасности зими потребно поставити соларне панеле вертикално или скоро вертикално. А, ако их окачите на зидове, онда пожељно на југоистоку: ујутру, према статистикама, чешће је ведро време. Ако нема југоисточног зида, или је немогуће било шта поставити на њега, можете се извући из ситуације израдом посебних постоља. Затим су поставили соларне панеле на кров. Пошто угао упада сунчеве светлости варира у зависности од годишњег доба, препоручљиво је направити постоље са подесивим углом нагиба. Постоји могућност – окрените соларне панеле „лицем” на југоисток, нема те могућности, нека „погледају” на југ.

Један од система за монтажу

На шта треба обратити пажњу при избору соларних панела

Због чињенице да коришћење соларне енергије за кућне потребе још није постало уобичајено, а избор соларних панела изазива одређене потешкоће, нудимо листу најважнијих параметара

Дакле, када купујете такав модул, обратите пажњу на следеће тачке: произвођач

произвођач.

Важно је обратити пажњу колико дуго је овај произвођач на тржишту за овај производ и колики је обим његове производње. Што је произвођач дуже у индустрији, то му се више може веровати.

област употребе.

У које сврхе ће се примљена енергија користити: за пуњење малих уређаја, за напајање великих електричних уређаја, за осветљење или за потпуно напајање код куће. Избор излазног напона и снаге панела зависи од сврхе за коју се купује соларни модул.

Волтажа.

За мале електричне уређаје довољно је 9 В, за пуњење паметних телефона и лаптопова - 12-19 В, а за обезбеђивање целог система напајања код куће - 24 В или више.

снага.

Овај параметар се израчунава на основу просечне дневне потрошње енергије (збир енергије коју потроше сви уређаји дневно). Снага соларних панела треба да покрије потрошњу са одређеном маржом.

квалитет фотонапонских ћелија.

Постоје 4 категорије квалитета фотоћелија које чине соларни панел: Град А, Град Б, Град Ц, Град Д. Наравно, прва категорија је најбоља - Град А. Модули ове категорије квалитета немају чипове и микропукотине, уједначени су по боји и структури, имају највећу ефикасност и практично нису подложни деградацији.

животни век.

Век трајања соларних панела варира од 10 до 20 година. Наравно, трајање пуног рада таквог система напајања зависи од квалитета батерија и правилне инсталације.

додатни технички параметри.

Најважнији су ефикасност, толеранција (толеранција снаге), температурни коефицијент (утицај температуре на перформансе батерије).

Пошто смо разумели главне техничке карактеристике, нудимо вам оцену најбољих соларних панела у 2020.

Закључци и користан видео на тему

Принципи рада и дијаграми ожичења за соларне панеле нису превише тешки за разумевање.А са видео материјалима које смо прикупили у наставку, биће још лакше разумети све замршености функционисања и уградње соларних панела.

Приступачно је и разумљиво како функционише фотонапонска соларна батерија, у свим детаљима:

Како раде соларни панели:

Састављање соларне плоче од фотоћелија властитим рукама:

Сваки елемент у систему соларног напајања викендице мора бити правилно одабран. Неизбежни губици струје настају у батеријама, трансформаторима и контролеру. И они морају бити сведени на минимум, иначе ће прилично ниска ефикасност соларних панела бити сведена на нулу.

Алтернативни извори енергије сваким даном постају све важнији. Разлог за то је еколошка прихватљивост, обновљивост, ниска цена. Соларна енергија је један од најпрофитабилнијих извора енергије. Наредних неколико милијарди година наставиће да осветљава нашу планету, дајући огромну количину енергије, за разлику од гаса и нафте. Данас смо научили како да користимо овај извор са системом соларних панела, али мало људи разуме принцип рада соларне батерије.
Хајде да то схватимо.

Прво морате разумети шта кућни соларни систем
нису само оне црне или плавичасте плоче које се постављају на кровове кућа. Ови пријемници светлости су само једна од четири компоненте целокупног система, који укључује: