Solární panely pro domácnost: aplikační a připojovací schémata

Obsah článku



Alternativní energie je stále dostupnější. Tento článek vám poskytne úplné pochopení místní solární energie, typů solárních článků a panelů, zásad budování solárních farem a ekonomické proveditelnosti..

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata

Vlastnosti sluneční energie ve středních zeměpisných šířkách

Alternativní energie je velmi atraktivní pro obyvatele středních šířek. I v severních šířkách je průměrná roční denní radiační dávka 2,3–2,6 kWh / m2. Čím blíže k jihu, tím vyšší je tento ukazatel. Například v Jakutsku je intenzita slunečního záření 2,96 a v Khabarovsku – 3,69 kWh / m2. Ukazatele se v prosinci pohybují od 7% do 20% průměrné roční hodnoty a v červnu a červenci se zdvojnásobí.

Zde je příklad výpočtu účinnosti solárních panelů pro Archangelsk, oblast s jedním z nejnižších ukazatelů intenzity slunečního záření:

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata

Kde:

  • Q je průměrné roční množství slunečního záření v regionu (2,29 kWh / m)2);
  • NAvypnuto – koeficient odchylky povrchu kolektoru od jižního směru (průměrná hodnota: 1,05);
  • Pnom – jmenovitý výkon solárního panelu;
  • NApotit se – ztrátový faktor v elektrických instalacích (0,85–0,98);
  • Qisp – intenzita záření, při které byl panel testován (obvykle 1000 kWh / m22).

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata

Poslední tři parametry jsou uvedeny v pasu panelů. Pokud tedy panely KVAZAR s nominálním výkonem 0,245 kW pracují za podmínek Archangelska a ztráty v elektrické instalaci nepřesáhnou 7%, pak jeden blok fotobuněk poskytne generaci asi 550 Wh. Podle toho bude pro předmět s nominální spotřebou 10 kWh zapotřebí asi 20 panelů..

Ekonomická proveditelnost

Doby návratnosti solárních panelů lze snadno spočítat. Vynásobte denní množství energie vyrobené za den počtem dní v roce a životností panelů bez snížení – 30 let. Výše uvedená elektrická instalace je schopna generovat průměrně 52 až 100 kWh za den, v závislosti na délce hodin denního světla. Průměrná hodnota je asi 64 kWh. Za 30 let by tedy elektrárna měla teoreticky vyrobit 700 tisíc kWh. S jednodílnou sazbou 3,87 rublů. a cena jednoho panelu je asi 15 000 rublů, náklady se vyplatí za 4–5 let. Ale realita je více prozaická.

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata

Faktem je, že prosincové hodnoty slunečního záření jsou o řádově menší než průměrné roční hodnoty. Proto plně autonomní provoz elektrárny v zimě vyžaduje 7-8krát více panelů než v létě. To výrazně zvyšuje investice, ale zkracuje dobu návratnosti. Vyhlídka na zavedení „zeleného tarifu“ vypadá docela povzbudivě, ale i dnes je možné uzavřít dohodu o dodávce elektřiny do sítě za velkoobchodní cenu, která je třikrát nižší než maloobchodní tarif. A to dokonce stačí na to, abyste v létě mohli ziskem prodat 7 až 8krát přebytek vyrobené elektřiny.

Hlavní typy solárních panelů

Existují dva hlavní typy solárních panelů.

Pevné křemíkové solární články jsou považovány za buňky první generace a jsou nejběžnější: asi 3/4 trhu. Existují dva typy:

  • monokrystalický (černý) má vysokou účinnost (0,2-0,24) a nízkou cenu;
  • výroba polykrystalického (tmavě modrá) je levnější, ale méně účinná (0,12-0,18), i když jejich účinnost klesá s rozptýleným světlem méně.

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata

Měkké fotobuňky se nazývají filmové buňky a vyrábějí se buď stříkáním křemíku nebo vícevrstvou kompozicí. Výroba křemíkových článků je levnější, ale jejich účinnost je 2–3krát nižší než u krystalických. V rozptýleném světle (soumrak, zataženo) jsou však účinnější než krystaly.

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata

Některé typy kompozitních fólií mají účinnost asi 0,2 a stojí mnohem více než pevné prvky. Jejich použití v solárních elektrárnách je velmi sporné: filmové panely jsou časem náchylnější k degradaci. Jejich hlavní oblastí použití jsou mobilní elektrárny s nízkou spotřebou energie.

Hybridní panely zahrnují kromě jednotky fotobuňky také kolektor – systém kapilárních trubic pro ohřev vody. Jejich výhodou není jen úspora místa a možnost přívodu teplé vody. V důsledku chlazení vodou ztrácí solární články při zahřívání menší výkon.

Stůl. Přehled výrobců

ModelkaSSI Solar LS-235SOLBAT MCK-150Kanadský Solar CS5A-210MChinaland CHN300-72P
ZeměŠvýcarskoRuskoKanadaČína
TypPolykrystalMonokrystalMonokrystalPolykrystal
Výkon při 1000 kWh / m2, W235150210300
Počet prvků60727272
Napětí: bez zatížení / při zatížení, V36,9 / 29,818/1245,5 / 37,936,7 / 43,6
Proud: při zatížení / zkratu, A7,88 / 8,48,33 / 8,585,54 / 5,928,17 / 8,71
Váha (kgdevatenáct1215.324
Rozměry, mm1650x1010x42667x1467x381595 x 801 x 401950 x 990 x 45
Cena, rub.13 90010 00014 50018150

Komplexní zařízení sluneční energie

Baterie generují během provozu stejnosměrný proud až 40 V. Pro použití pro domácí účely je třeba provést řadu transformací. Za to odpovídá následující zařízení:

  1. Balíček baterií. Umožňuje využívat generovanou energii v noci a při hodinách s nízkou intenzitou. Používají se heliové baterie o jmenovitém napětí 12, 24 nebo 48 V.
  2. Regulátory nabíjení udržují optimální životnost baterie a přenášejí potřebnou energii na spotřebitele. Pro parametry baterií a akumulátorů je vybráno potřebné vybavení.
  3. Napěťový střídač převádí stejnosměrný proud na střídavý proud a má řadu dalších funkcí. Zaprvé, střídač nastaví prioritu zdroje napětí a pokud je nedostatek energie, „smíchá“ energii z jiného. Hybridní střídače také umožňují přenos přebytečné energie do městské sítě.

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata1 – solární panely 12 V; 2 – solární panely 24 V; 3 – regulátor nabíjení; 4 – baterie 12 V; 5 – 12V osvětlení; 6 – střídač; 7 – automatizace „inteligentních domů“; 8 – blok baterie 24 V; 9 – nouzový generátor; 10 – hlavní spotřebitelé 220 V

Aplikace pro domácnost

Solární panely mohou být použity pro jakýkoli účel: od kompenzace přijaté energie a dodávky jednotlivých vedení po úplnou autonomii energetického systému, včetně vytápění a dodávky teplé vody. V druhém případě hraje důležitou roli rozsáhlá aplikace energeticky úsporných technologií – rekuperátory a tepelná čerpadla..

Při kombinovaném použití využívá sluneční energie střídače. V tomto případě může být energie směrována buď na provoz jednotlivých vedení nebo systémů, nebo částečně kompenzovat využití městské elektřiny. Klasickým příkladem účinného energetického systému je tepelné čerpadlo poháněné malou solární elektrárnou s baterií.

Solární panely pro domácnost. Aplikační a připojovací schémata1 – městská síť 220 V; 2 – solární panely 12 V; 3 – 12V osvětlení; 4 – střídač; 5 – regulátor nabíjení; 6 – hlavní spotřebitelé 220 V; 7 – baterie

Panely se tradičně instalují na střechy budov a v některých architektonických řešeních zcela nahrazují střešní krytinu. V tomto případě musí být panely orientovány na jižní stranu tak, aby dopad paprsků na rovinu byl kolmý.

Ohodnoťte tento článek
( Zatím žádné hodnocení )
Přidejte komentáře

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