Päikesepaneelidega toide: DIY süsteemi komplekt

Artiklis uuritakse päikesepaneelide praktilist kasutamist, kirjeldatakse üksikasjalikult päikesepaneelide katkematu toiteallika, iseseisva ühendamise ja reguleerimise jaoks vajalikke sõlme..

Toitesüsteemi seadmed: vahemik, omadused

Eelmises artiklis vaatasime päikesepaneelide tüüpe. Kuid päikeseenergia tootmissüsteemides on need elemendid ainult primaarmuundurid. Täisväärtusliku koduelektrijaama loomiseks vajame järgmist varustuse komplekti:

• aku laadimiskontroller
• aku (aku)
• pingemuundur

Aku laadimiskontrollerid on kahte tüüpi: PWM-kontrollerid (PWM-kontrollerid) ja OTMM-kontrollerid (MPPT-kontrollerid).

PWM-kontroller on lihtsam ja odavam seade, mis kontrollib aku laadimist. PWM-kontrolleri efektiivsus on tavaliselt kõrgem kui OTMM-kontrolleri oma, kuna laadimise algetapis ühendab see aku peaaegu otse päikesepatareiga, genereerimata pinget konverteerimata. OTMM-kontrollereid on soovitatav kasutada moodulitega, mille mittestandardne väljundpinge on 28 V ja kõrgem.

OTMM-kontrollerite kasutamine on majanduslikult õigustatud üle 400 W nimivõimsusega süsteemide genereerimisel. Teine põhjus sellise kontrolleri kasutamiseks on päikesejaama kavandamine aastaringseks energiatootmiseks. Pilves talvepäevadel näitab OTMM-kontroller akude laadimisel oma parimat külge.

Aku päikeseenergia toitesüsteemis mängib puhvrit, mis akumuleerib elektrienergiat.

Erinevalt kõigist teistest päikesejaamade seadmetest on aku kulumaterjal. Seetõttu, mida kauem see ilma asendamiseta töötab, seda lühem on teie ostetud komponentide tasuvusaeg. Selleks, et aku pikka aega teeniks, peate selle valikule vastutustundlikult lähenema. Aku peamised parameetrid, mis potentsiaalset omanikku huvitavad, on järgmised:

• pinge (V, V) – müügis on 12, 24 ja 48 V. Päikesepatareid.Väikeste kodujaamade jaoks võimsusega 200-300 W on 12 V akud üsna sobivad;
• elektriline läbilaskevõime (amperitund, ah? h) – iseloomustab kogunenud elektrienergia kogust. Seega, mida suurem on see parameeter, seda rohkem saab elektrisüsteem töötada autonoomses režiimis (pilves ilmaga või öösel);
• isetühjenemise tase (% nimimahust) – mida madalam on see parameeter, seda parem on aku.

Pingemuundur ette nähtud aku püsipinge konverteerimiseks majapidamiskoormust toiteva 220 V vooluvõrgu vahelduvpingeks.

Turul on lai valik muundureid, millel on mitmesuguseid funktsioone. Kõige olulisemad parameetrid on järgmised:

• inverteri võimsus;
• primaalahela pinge (ühendatud aku pinge);
• sisseehitatud kaitse olemasolu (ülekoormamise vastu, aku polaarsuse pöördumise vastu, koorma lühise vastu, aku liigse tühjenemise vastu);
• sinusoidaalne väljundpinge (põhimõtteliselt juhul, kui ühendatud koormus sisaldab mootoreid, näiteks pesumasinad, külmikud, tsirkulatsioonipumbad, ventilaatorid jne).

Samuti tuleb märkida, et liigne funktsioonide arv põhjustab ainult seadme maksumuse suurenemist ning selle konfiguratsiooni ja töö keerukust..

Päikesejaamade seadme ühendusskeem

Päikeseelektrijaama vooluringi kokkupanek on üsna lihtne. Allpool on fotode abil illustreeritud ühenduste jada. Lihtsa süsteemi kokkupanekuks kasutatakse polükristalliliste elementidega päikesepaneeli, laadimiskontrollerit ja akut. Alustame monteerimist, ühendades kaabli päikesepaneeliga.

See samm pole kaabliga kaasasolevate akude jaoks vajalik. Ühendage aku kontrolleri väljundklemmidega. Lisaks tuleb paneelilt tulevad juhtmed ühendada laadimiskontrolleri sisendklemmidega.

Kõik ühendused tehakse põhimõttel “+” kuni “+” ja “-” kuni “-“. Tarnime toidet akust muunduri sisendklemmidele. Pärast laadimiskontrolleri ja inverteri sisselülitamist näeme, et päikesepaneeli toodetud elekter hakkab akut laadima.

Päikesepatarei klemmide polaarsuse määramiseks piisab, kui mõõta pinget terminalides multimeetriga. Kui pinge näitude lähedal on miinusmärk, vastab musta sondi asukoht positiivsele klemmile (enne mõõtmist kontrollige, kas sondid on õigesti ühendatud). Kui miinusmärki pole, siis vastab musta sondi asukoht aku negatiivsele klemmile.

Päikesepaneelide ja elektriliste abiseadmete paigaldamine

Päikesejaama elektriseadmed on paigaldatud vasktraadiga. Vasetraadi ristlõige ühe paneeli jaoks tuleks valida vähemalt 2,5 mm². See on tingitud asjaolust, et tavaline voolutihedus vaskjuhtmes on 5 amprit 1 mm kohta². See tähendab, et ristlõige on 2,5 mm² lubatud voolutugevus on 12,5 A.

Sel juhul on RZMP-130-T paneeli lühisvool võimsusega 145 W ainult 8,5 A. Mitme paralleelühendusega paneeli ühendamisel tuleks ühise väljundkaabli ristlõige valida kõigi paneelide maksimaalse koguvoolu põhjal vastavalt ülaltoodud kontseptsioonile (5 A 1 mm kohta).²).

Müügil on mitmesuguseid päikesekaableid. Nende eripäraks on see, et välise kaabli isolatsioon on läbinud eritöötluse ja suurendanud vastupidavust ultraviolettkiirgusele. Selliseid kaableid pole vaja osta. Päikesepaneele saab ühendada tavalise PVC-isolatsiooniga kaabliga, kuid asetage see gofreeritud hülsi, mis on ette nähtud välise juhtmestiku paigaldamiseks. See valik maksab 30–40% vähem.

Aku laadimiskontroller ja inverter tuleks paigutada toatemperatuuriga kuiva ruumi, näiteks kappi või esikusse. Selle seadme väljas asetamine on ebapraktiline, kuna seadme elektroonilisi komponente ei tohiks mõjutada olulised temperatuuri ja niiskuse kõikumised. Aku ise saab paigutada koos elektroonikaga.

Kui otsustate kasutada happelisi või leelispatareisid, peaksite need paigutama hästiventileeritavasse eluruumi, kuna nende töö käigus eralduvad tervisele kahjulikud elektrolüütide aurud. Lisaks ei tohiks patareidega ruumis olla sädeme- ega tuleohuallikaid, kuna halvasti ventileeritavates ruumides eralduv hapnik ja vesinik võivad moodustada plahvatusohtliku segu..

Päikesepaneeli saab paigaldada kahel viisil:

• Fikseeritud paigaldus hõlmab paneelide statsionaarset paigutamist maja katusele või seina või vundamendi külge kinnitatud kronsteinile. Sel juhul tuleks paneelid suunata lõunasse, paneelide horisontaalne kalle peaks olema nurk, mis on võrdne maastiku laiuskraadiga pluss 15 °. Teie asukoha laiuskraadi saab määrata näiteks GPS-navigaatori näitude või teenuse Google Maps abil;
• paneelide teisaldatav paigaldamine toimub risti, mis on võimeline pöörlema ​​asimuutvalt (päikese suunas piki silmapiiri) ja zeniiti, kallutades paneele nii, et päikesekiired langevad neile risti. Selline paigaldussüsteem võimaldab suurendada kasutatavate päikesepatareide efektiivsust, kuid nõuab traaversi, ajamimootorite ja nende juhtimiseks vajaliku süsteemi ehitamiseks täiendavaid käegakatsutavaid rahalisi kulusid..

Autonoomse toiteallika tõhususe parandamise viisid

Päikeseelektrijaama efektiivsuse parandamiseks võite minna kahel viisil: ühelt poolt suurendada toodetava elektrienergia kogust ja teiselt poolt vähendada selle tarbimist. Toodetud elektrienergia suurendamise viisid võivad olla järgmised:

• päikesepaneelide paigaldamine teisaldatavale ristmikule või zeniidi kalde juhtimismehhanismile (poolmõõt, kuid ka üsna efektiivne, peamiselt monokristalliliste paneelide jaoks);
• kvaliteetsete akude kasutamine, millel on madal isetühjenemise protsent ja pikk kasutusiga ilma mahutavuse olulise vähenemiseta;
• süsteemi korrapärane hooldus: paneelide puhastamine tolmust ja lumest, eemaldatavate ja klemmühenduste hooldus, et vähendada kontakttakistust ja sellest tulenevalt energiakadusid.

Koormuspoolel saab energiatõhusust suurendada järgmiselt:

• madalpinge toiteahela eraldamine otse akust, näiteks LED-valgustite ühendamiseks. See väldib muunduri energia topelt muundamist;
• muunduri väljalülitamine, kui koormus on väljundis lahti ühendatud, kuna tühikäigu inverter kulutab endiselt väikest kogust energiat;
• paigaldamine koos taimeriga liikumisandurite valgustamisega, et kõrvaldada tüütu elektritarbimine, kuna nad lihtsalt unustasid koridoris lampi välja lülitada.