Kodu päikesepaneelid: rakendus- ja ühendusskeemid

Alternatiivne energia on muutumas taskukohasemaks. See artikkel annab teile täieliku ülevaate kohalikest energiaallikatest toodetud päikeseenergiast, päikesepatareide ja paneelide tüüpidest, päikesefarmide rajamise põhimõtetest ja majanduslikust teostatavusest..

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid

Päikeseenergia omadused laiuskraadidel

Alternatiivne energia on keskmise laiuskraadi elanike jaoks väga atraktiivne. Isegi põhjalaiustel on keskmine aastane päevane kiirgusdoos 2,3–2,6 kWh / m2. Mida lähemal lõunale – seda kõrgem on see näitaja. Näiteks Jakutskis on päikesekiirguse intensiivsus 2,96 ja Habarovskis – 3,69 kWh / m2. Detsembri näitajad on vahemikus 7% kuni 20% aastasest keskmisest väärtusest ning juunis ja juulis need kahekordistuvad.

Siin on näide päikesepaneelide efektiivsuse arvutamisest Arhangelskis – piirkonnas, kus on üks madalaimaid päikesekiirguse intensiivsuse näitajaid:

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid

Kus:

  • Q on keskmine päikesekiirguse aastane kogus piirkonnas (2,29 kWh / m2);
  • TOväljas – kollektori pinna lõunasuunast kõrvalekalde koefitsient (keskmine väärtus: 1,05);
  • Lknom – päikesepaneeli nimivõimsus;
  • TOhigi – elektripaigaldiste kadutegur (0,85–0,98);
  • Qisp – kiirguse intensiivsus, millega paneeli katsetati (tavaliselt 1000 kWh / m2)2).

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid

Viimased kolm parameetrit on näidatud paneelide passis. Seega, kui KVAZARi paneelid nominaalvõimsusega 0,245 kW töötavad Arhangelski tingimustes ja kaod elektripaigaldistes ei ületa 7%, siis ühe fotoelementide ploki korral toodetakse umbes 550 Wh. Sellest tulenevalt on objekti jaoks, mille nominaaltarve on 10 kWh, vaja umbes 20 paneeli.

Majanduslik teostatavus

Päikesepaneelide tasuvusaega on lihtne arvutada. Korrutage päevas toodetud energiakogus päevade arvuga aastas ja paneelide kasutusiga ilma, et nende väärtus muutuks – 30 aastat. Eespool käsitletud elektripaigaldis on võimeline tootma keskmiselt 52–100 kWh päevas, sõltuvalt päevavalgustundide pikkusest. Keskmine väärtus on umbes 64 kWh. Seega peaks elektrijaam 30 aasta jooksul tootma teoreetiliselt 700 tuhat kWh. Üheosalise kursiga 3,87 rubla. ja ühe paneeli maksumus on umbes 15 000 rubla, tasuvad kulud end ära 4–5 aasta pärast. Kuid tegelikkus on proosalisem.

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid

Päikesekiirguse detsembrikuu väärtused on aasta keskmisest umbes suurusjärgu võrra väiksemad. Seetõttu nõuab elektrijaama täielikult autonoomne töö talvel 7-8 korda rohkem paneele kui suvel. See suurendab investeeringut märkimisväärselt, kuid vähendab tasuvusaega. Rohelise tariifi kehtestamise väljavaade tundub üsna julgustav, kuid ka tänapäeval on võimalik sõlmida leping elektrienergia tarnimiseks võrku hulgimüügihinnaga, mis on jaemüügitariifist kolm korda madalam. Ja isegi sellest piisab, kui suvel kasumlikult müüa 7-8 korda suurem toodetud elektri ülejääk.

Päikesepaneelide peamised tüübid

Päikesepaneele on kahte peamist tüüpi.

Tahkeid räni päikesepatareisid peetakse esimese põlvkonna elementideks ja need on kõige levinumad: umbes 3/4 turust. Neid on kahte tüüpi:

  • monokristallilised (mustad) on kõrge kasuteguriga (0,2–0,24) ja madala hinnaga;
  • polükristallilisi (tumesiniseid) on odavam toota, kuid vähem efektiivseid (0,12–0,18), kuigi nende efektiivsus väheneb hajutatud valguses vähem.

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid

Pehmeid fotoelemente nimetatakse kileelementideks ja need on valmistatud räni pihustamisel või mitmekihilise kompositsiooni abil. Ränielemente on odavam toota, kuid nende efektiivsus on 2–3 korda madalam kui kristallilistel. Hajutatud valguses (hämaras, pilves) on need siiski efektiivsemad kui kristall.

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid

Mõne tüüpi komposiitkilede efektiivsus on umbes 0,2 ja need maksavad palju rohkem kui tahked elemendid. Nende kasutamine päikeseelektrijaamades on väga küsitav: kilepaneelid on aja jooksul lagunemisele vastuvõtlikumad. Nende peamine rakendusala on madala energiatarbimisega liikuvad elektrijaamad.

Hübriidpaneelide hulgas on lisaks fotoelementide plokile ka kollektor – kapillaartorude süsteem vee soojendamiseks. Nende eeliseks pole mitte ainult ruumi kokkuhoid ja sooja veevarustuse võimalus. Vee jahutamise tõttu kaotavad päikesepatareid kuumutamisel vähem jõudlust.

Tabel. Tootjate ülevaade

Mudel SSI Solar LS-235 SOLBAT MCK-150 Kanada Solar CS5A-210M Chinaland CHN300-72P
Riik Šveits Venemaa Kanada Hiina
Tüüp Polükristall Monokristall Monokristall Polükristall
Võimsus kiirusel 1000 kWh / m2, W 235 150 210 300
Elementide arv 60 72 72 72
Pinge: koormata / koormamata, V 36,9 / 29,8 18/12 45,5 / 37,9 36,7 / 43,6
Vool: koormuse all / lühis, A 7.88 / 8.4 8.33 / 8.58 5,54 / 5,92 8,17 / 8,71
Kaal, kg üheksateist 12 15,3 24
Mõõtmed, mm 1650x1010x42 667x1467x38 1595x801x40 1950x990x45
Hind, hõõru. 13 900 10 000 14 500 18150

Päikeseenergia kompleksi seadmed

Patareid tekitavad töötamise ajal alalisvoolu kuni 40 V. Selle kasutamiseks kodumajapidamistes on vaja mitmeid muutusi. Selle eest vastutab järgmine seade:

  1. Aku Võimaldab kasutada genereeritud energiat öösel ja madala intensiivsusega tundidel. Kasutatakse heeliumakusid nimipingega 12, 24 või 48 V.
  2. Laadimiskontrollerid säilitavad aku optimaalse eluea ja edastavad tarbijatele vajaliku energia. Patareide ja akude parameetrite jaoks valitakse vajalik seade.
  3. Pingemuundur muundab alalisvoolu vahelduvvooluks ja sellel on mitmeid lisafunktsioone. Esiteks seab inverter pingeallika prioriteedi ja kui võimsust napib, “segab” see voolu teiselt. Hübriidmuundurid võimaldavad genereeritud energia ülejäägi üle kanda ka võrku.

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid 1 – päikesepaneelid 12 V; 2 – päikesepaneelid 24 V; 3 – laadimiskontroller; 4 – aku 12 V; 5 – 12 V valgustus; 6 – inverter; 7 – “targa kodu” automatiseerimine; 8 – akuplokk 24 V; 9 – avariigeneraator; 10 – 220 V peamised tarbijad

Leibkonna taotlus

Päikesepaneele saab kasutada absoluutselt mis tahes otstarbel: alates vastuvõetud energia kompenseerimisest ja üksikute liinide tarnimisest kuni elektrisüsteemi täieliku autonoomsuseni, sealhulgas kütte- ja sooja veevarustuseni. Viimasel juhul mängib olulist rolli energiasäästlike tehnoloogiate – rekuperaatorite ja soojuspumpade – laiaulatuslik rakendamine..

Segatud kasutuses kasutab päikeseenergia muundureid. Sel juhul võib energia suunata kas üksikute liinide või süsteemide tööle või linna elektrienergia kasutamise osaliseks kompenseerimiseks. Tõhusa energiasüsteemi klassikaline näide on soojuspump, mille toiteallikaks on väike päikeseelektrijaam koos akupangaga.

Päikesepaneelid koju. Rakendus- ja ühendusskeemid 1 – linnavõrk 220 V; 2 – päikesepaneelid 12 V; 3 – 12 V valgustus; 4 – inverter; 5 – laadimiskontroller; 6 – 220 V peamised tarbijad; 7 – aku

Traditsiooniliselt paigaldatakse paneelid hoonete katustele ja mõnes arhitektuurses lahenduses asendavad need katusekatte täielikult. Sel juhul peavad paneelid olema orienteeritud lõunaküljele nii, et kiirte sagedus tasapinnal oleks risti.

Loe edasi  Vee rõhu alandaja veevarustussüsteemis
Hinnake artiklit
( Reitinguid pole veel )
Lisage kommentaare

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: