Eguzki bateria - bihurgailu fotoelektrikoen konbinazioa (fotokelulak) - eguzki energia zuzenean korronte elektriko zuzenean bihurtzen duten gailu erdieroaleak, berotze materiala sortzen duten eguzki kolektoreen aurkakoak.
Eguzki-erradiazioa energia termiko eta elektriko bihurtzea ahalbidetzen duten hainbat gailu dira eguzki-energia aztertzeko (Helios greziatik. Ήλιος, Helios - Sun). Zelula fotovoltaikoen eta eguzki-kolektoreen ekoizpena norabide desberdinetan garatzen ari da. Eguzki panelak hainbat tamainatakoak dira: barneko mikrokalkulagailuetatik teilaturako autoak eta eraikinak.
Story
1842an, Alexander Edmond Becquerel-ek argia elektrizitate bihurtzearen efektua aurkitu zuen. Charles Fritts selenioa erabiltzen hasi zen argia elektrizitate bihurtzeko. Eguzki plaken lehen prototipoak Giacomo Luigi Chamican fotokimikari italiarrak sortu zituen.
1948ko martxoaren 25ean, Bell Laborategietako adituek korronte elektrikoa ekoizteko silizioan oinarritutako eguzki panelak sortzea iragarri zuten. Aurkikuntza hori enpresako hiru langilek egin zuten: Calvin Souther Fuller (Calvin Souther Fuller), Daryl Chapin (Daryl Chapin) eta Gerald Pearson (Gerald Pearson). 10 urteren ondoren, 1958ko martxoaren 17an, eguzki bateriak erabiltzen dituen satelitea, Avangard-1, AEBetan jarri zen abian. 1958ko maiatzaren 15ean, Eguzkiaren bateriak erabiltzen zituen satelitea Sputnik-3 ere jarri zen abian URSS.
Eguzki plaken inguruan zer jakin behar duzu
"Eguzki-bateria" eguzki-zelula multzo bat darabilen espresioa da. Eguzkiaren energia korronte zuzenean bihurtzen duten material erdieroaleak dira. Prozedura horri efektu fotoelektrikoa deritzo. Fenomeno mikrofisiko honen kontrola laborategi mailan menderatu ondoren, industriak silizio eguzki moduluen produkzioa ere menderatu zuen. Eguzki plaken eraginkortasuna -% 18-22. Horietan dauden fotokelen konexioak serie eta paraleloak dira.
Kokatuta dauden markoa material dielektrikoz egina dago.
Udako etxe bat eta etxe pribatuetarako eguzki panelak lotzeko eskema. Zentralaren zirkuituaren osagai guztien aukeraketa egokian eragina du sistemaren funtzionamendu zuzenak. Eguzki-bateria osatzen duten moduluen kalitatea Eguzkitik Lurrera fotonek bidaiatutako bidea nola osatu den araberakoa da.
Argi-erradiazioagatik tranpa hau erori ondoren, korronte zuzeneko zirkuitu elektriko baten parte bihurtzen dira. Gainera, zereginaren arabera, pilatutako energia piletan pilatzen da edo korronte elektriko alternatiboa bihurtzen dira, 220 V entxufean
Eguzki-panel motak
Silizio erdieroaleak fabrikatzeko erabilitako tipologiaren arabera, eguzki plaken moduluak bi kategoriatan banatzen dira: polikristalinoa , kristal bakarra .
Lehenengoak gainazal askotako karratu laua dute, kristal desberdinak izateagatik. Silizio urtua beren fabrikaziorako erabiltzen da. Lehenik eta behin, lehengaiak forma berezietan isurtzen dira eta ondoren urtzean lortutako blokeak plaka karratuetan mozten dira. Fabrikazio prozesuan, urtutako silizioaren masa hozketa pixkanaka jasaten da.
Panel monokristalinoak eraginkorragoak dira eta energia gehiago ekoizten dute tamaina berdinekin, baina panel polikristalinoak merkeagoak dira.Modulua 36 edo 72 plakaz osatuta dago. Panela horrelako nodo multzo batek osatzen du. Teknologia nahiko sinplea da, ez du ekipo garestiak erabiltzea eta ez du inbertsio ekonomikorik behar. Modulu horien minusa bat da - eraginkortasuna ez da% 18tik gorakoa.
Horien eskaera nagusiena merkeagoak direla azaldu du. Aurrekoetan ez bezala, kristal bakarreko panelen azalera homogeneoa da. Plaka meheak angeluetan ebaki karratu gisa ikus daitezke. Horiek lortzeko, siliziozko kristala artifizialki hazten da. Kasu honetan erabiltzen diren eguzki zelulak silizio zilindroek osatzen dute.
Alde guztietako siliziozko lingoteak moztuz, errendimendua hobetzen da. Prozesu hori garestia da baina emankorra. Kristal bakarreko elementuen eraginkortasuna% 22ra iritsi daiteke. Haien kostua% 10eko polikristalinoa baino handiagoa da.
Zer da eguzki bateria?
Eguzki bateria (SB) modulu fotovoltaiko gutxi batzuk konbinatu dira gailu batean eroale elektrikoak erabiliz.
Eta bateria moduluek osatzen dute (panelak ere deitzen dira), modulu bakoitza eguzki-zelula batzuek osatzen dute (zelulak deitzen direnak). Eguzki-zelulak baterien eta eguzki-instalazio osoen muinean dago.
Argazkian formatu desberdinetako eguzki zelulak agertzen dira.
Panel fotovoltaikoa, baina.
Praktikan, zelula fotovoltaikoak ekipamendu osagarriekin batera erabiltzen dira, korrontea bihurtzeko balio duena, kontsumitzaileen artean pilatzeko eta gero banatzeko. Etxeko eguzki-potentziako kit honetan sartzen dira gailuak:
- Panel fotovoltaikoak eguzki argiak kolpatzen duenean elektrizitatea sortzen duen sistemaren elementu nagusia dira.
- Bateria kargagarria energia biltegiratzeko gailua da eta kontsumitzaileek elektrizitate alternatiboa hornitzea ahalbidetzen du, SB-k ekoizten ez dituen ordu horietan (adibidez, gauez).
- Kontroladorea - bateriak puntuan kargatzeaz arduratzen den gailua, bateriak gainkargatzetik eta deskarga sakonetatik babesten dituen bitartean.
- Bihurgailua energia elektrikoko bihurgailu bat da, irteerako korronte alternatiboa beharrezko maiztasunarekin eta tentsioarekin jasotzeko aukera ematen duena.
Eskematikoki, eguzki energiaz hornitutako sistema hau da.
Erregimena nahiko erraza da, baina modu eraginkorrean funtziona dezan, beharrezkoa da bertan parte hartzen duten gailu guztien funtzionamendu parametroak behar bezala kalkulatzea.
Eguzki plaken funtzionamenduaren elementuak eta printzipioa
Eguzki bateriaren zeregina eguzki izpien energia elektrizitate bihurtzea da, etxeko eta industria gailuak elikatzen dituena. Eguzki zentral baten funtzionamendua, printzipioz, ohiko eskema beraren arabera egiten da.
Eguzki panela 5 elementuz osatuta dago. Eguzki instalazioaren lehen osagaia argazki panelak dira.
Osatuta dauden gailu erdieroaleek zuzenean zeruko gorputz baten energia korronte elektriko konstante bihurtzen dute. Eguzki plaken potentzia eta tentsioa desberdinak izan daitezke, baina beti ere 12 V.-ren bat baino gehiago. Eguzki bateria unitate modularren bilduma da. Kokatu bateriak zuzeneko eguzki argira iristeko moduko lekuetan.
Eguzki plaken funtzionamendua erregulatu eta kontrolatzeko, bateria, bihurgailua eta kontroladorea bezalako gailuak sartzen dira zirkuituan. Bateriak bere ohiko eginkizuna betetzen du sisteman - elektrizitatean gordetzen da. Etxeko etxetresna elektrikoak sare zentralizatu baten funtzionamenduan gertatzen dira, eta gehiegizko elektrizitatea etxea eguzki modulutik ateratzen denean gertatzen da.
Energia biltegiak zirkuitua elektrizitate kopuru horrekin hornitzen du, bertan tentsio egonkorra etengabe mantentzen baita. Orokorrean, bateria pare bat sartzen dira zirkuituan - lehen mailako eta backup. Lehena, elektrizitate metatua izan ondoren, berehala bidaliko du sare elektrikora.
Bigarrenak, sarean tentsio jaitsieraren ondoren soilik ematen du energia. Gehienetan, babes-bateriaren beharra eguraldi eguzkitsuetan edo gauez gertatzen da, argazki panelek funtzionatu ezin dutenean.
Eguzki panelak konektatzeko eskema egokia Eguzki panelaren eta baterien arteko bitartekari moduko bat da kontroladorea. Gailu elektroniko honek bateriaren karga eta deskarga kontrolatzen duen funtzioa du, baita prozesu hori kontrolatzen ere.
Eguneko une desberdinetan, gainazal unitate bat eguzkiak modu desberdinetan irradiatzen du. Beraz, panelak irteerako tentsioa ere aldatu egiten da. Bateria muga arruntetan kargatzeko, tentsioa behar da, eta horren balioa zenbait tarteetara mugatzen da. Eguzki-kolektoreak intsolazioak eragindako irregulartasunak ezabatzen ditu. Gailu honen presentzia salbuetsi egiten da bateria kargatzea ondoren irakinarekin. Halaber, kontroladoreak ez du onartuko energia hornidura murriztea ezarritako arauaren azpitik, energia sistema osoaren funtzionamendu fidagarria bermatzen duena.
Panel fotovoltaikoen kalkulua
Bihurgailu fotovoltaikoen diseinua kalkulatzeko (eguzki plaken) diseinua kalkulatu behar duzun lehenengo gauza da eguzki plakekin konektatuta dauden ekipoek kontsumituko duten elektrizitate kantitatea. Eguzki-energiaren etorkizuneko kontsumitzaileen potentzia nominala laburtuz, wattetan (W edo kW) neurtuta, hileko batez besteko elektrizitate-kontsumoa - W * h (kW * h). Eta lortutako balioaren arabera zehaztuko da eguzki bateriaren (W) beharrezko potentzia.
Adibidez, kontuan hartu 250 watt-ko potentzia duen eguzki zentral txiki batek energiaz hornitu dezakeen ekipo elektrikoen zerrenda.
Mahaia eguzki plaken fabrikatzaileetako baten gunetik hartu da.
Desagertze bat dago 950 W * h (0,95 kWh) eta 250 W-ko eguzki bateriaren arteko potentziaren artean, eta horrek egunero 6 kWh sortu beharko lituzke etengabe funtzionamenduan (hau da, adierazitako beharrak baino askoz gehiago). Baina eguzki plakei buruz ari garenez, gogoan izan behar da gailu hauek egunean plakaren izena soilik garatu dezaketela (9 eta 16 ordu bitartean), eta orduan ere egun argian. Eguraldi hodeitsuetan, elektrizitatearen sorrera ere nabarmen jaitsi da. Goizean eta iluntzean, bateriak sortzen duen elektrizitate kantitateak ez du eguneroko batez besteko tasen% 20-30 gainditzen. Gainera, balore potentzia zelula bakoitzetik lor daiteke soilik horretarako baldintza onenak badaude.
Zergatik da bateriaren balioa 60 watt eta 30 ematen ditu? 60 W-ko balioa zelula-fabrikatzaileek finkatzen dute 1000 W / m²-tan eta bateriaren tenperatura 25 gradutan. Lurrean ez dago horrelako baldintzarik, eta are gehiago Errusia erdialdean.
Hori guztia eguzki plaken diseinuan energia erreserba jakin bat hartzen denean kontutan hartzen da.
Ikus dezagun potentziaren adierazlea nondik atera den - 250 kW. Zehaztutako parametroak eguzki erradiazioaren desorekaren zuzenketa guztiak hartzen ditu kontuan eta batez besteko datuak adierazten ditu esperimentu praktikoetan oinarrituta. Hots: potentzia baterien funtzionamendu baldintza desberdinetan neurtzea eta eguneroko batez besteko balioa kalkulatzea.
Kontsumoaren bolumena ezagutzen duzunean, aukeratu moduluak behar dituzun potentziaren araberako zelula fotovoltaikoak: modulu 100W bakoitzean eguneko 400-500 Wh * h ekoizten dira.
Urrutira goaz: elektrizitatearen batez besteko eskaria jakinda, behar dugun eguzki energia eta panel fotovoltaiko batean lan egiten duten zelula kopurua kalkula ditzakegu.
Kalkulu gehiago egitean, jada ezagutzen ditugun taula baten datuetan oinarrituko gara. Beraz, demagun potentzia kontsumo osoa egunean 1 kWh dela gutxi gorabehera (0,95 kWh). Ezagutzen dugunez, gutxienez 250 watt-ko potentzia nominala duen eguzki bateria beharko dugu.
Demagun lan-moduluak muntatzeko 1,75 W-ko potentzia nominala duten zelula fotovoltaikoak erabiltzea asmoa duzula (zelula bakoitzaren potentzia eguzki-zelulak sortzen duen korrontearen indarraren eta tentsioaren arabera zehazten da). Lau modulu estandarretan konbinatutako 144 zelularen potentzia (36 gelaxka bakoitza) 252 watt-koa izango da. Batez beste, bateria horrekin egunean 1 - 1,26 kWh elektrizitate jasoko dugu, edo hilean 30 - 38 kWh. Baina udako egun onetan izaten da, neguan beti ezin dira balio horiek lortu. Gainera, iparraldeko latitudetan, emaitza zertxobait txikiagoa izan daiteke, eta hegoaldean - altuagoa.
Eguzki plakak daude - 3,45 kW. Sarearekin paraleloki funtzionatzen dute, beraz, eraginkortasuna ahalik eta handiena da:
Datu hauek batez bestekoaren gainetik daude, eguzkia ohi baino handiagoa izan baitzen. Zikloia iraunkorra bada, neguko hilabetean ekoizpenak ezin du 100-150 kW * h baino gehiago izan.
Erakusten diren balioak kilowattak dira, eguzki paneletatik zuzenean lor daitezkeenak. Zenbat energia iritsiko da azken kontsumitzaileentzat - hornidura sisteman eraikitako ekipo osagarrien ezaugarrien araberakoa da. Haiei buruz hitz egingo dugu gero.
Ikus dezakezun moduan, energia jakin bat sortzeko behar den eguzki-zelulen kopurua gutxi gorabehera kalkulatu daiteke. Kalkulu zehatzagoak lortzeko, programa bereziak eta lineako eguzki energia kalkulagailuak erabiltzea gomendatzen da beharrezko bateriaren energia zehazten laguntzeko parametro askoren arabera (zure gunearen kokapen geografikoa barne).
Lehendabiziko aldiz panel fotovoltaikoak behar bezala kalkulatu ez baziren (eta profesional ez direnek oso maiz ikusten dute antzeko arazoa), horrek ez du axola. Falta den potentzia fotokelula gehiago jarriz osa daiteke.
Hiru gailu mota daude:
Piztu itzali - bateria eguzki bateriarekin konektatu edo deskonektatzen duten gailuak, bere terminaletan dagoen tentsio mailaren arabera. Karga maila% 70ean mantentzen da.
PWM kontroladorea - modulazioak kargaren azken etapan bateriaren karga% 100 lortzeko aukera ematen du.
MRI - gailu horiek eguzki paneletatik jasotako energiaren parametroak bateria kargatzeko egokienak bihurtzen dituzte, eraginkortasuna% 30era igoz.
inbertsore - Eguzki moduluetatik jasotako korronte zuzena 220 V-ko tentsio alternatuko bihurtzen duen unitatea.
Hori da, hain zuzen ere, etxetresna elektriko mota gehienetan lan egiten duen potentzial-aldea. Bihurgailuak hiru bertsioetan daude erabilgarri: stand-alone, sarea, hibridoa. Lehenengoek ez dute kanpoko sare elektrikoarekin harremanetan jartzen. Sarean (sarea) sare zentralizatuarekin funtzionatzen du.
Bihurketa funtzioaz gain, horrelako inbertsoreek uneko anplitudea, tentsio maiztasuna eta sareko beste parametro batzuk egokitu ditzakete. Bihurgailu hibridoak (hibridoak) autonomo eta sareko ekipoen funtzioak ditu. Zentral-hornidura funtzionatzen duenean, eguzki-bateriatik gehienezko potentzia hartzen du, eta sare orokorra deskonektatuta badago erabat modu autonomoan funtzionatzen du.
Zelula fotovoltaikoen barietateak
Kapitulu honen laguntzaz, zelula fotovoltaiko ohikoenen abantailei eta desabantailei buruz ideia okerrak botatzen saiatuko gara. Horrek errazagoa izango du gailu egokia aukeratzea. Eguzki paneletarako silizio modulu monokristalino eta polikristalinoak oso erabiliak dira gaur egun.
Kristal bakarreko modulu bateko eguzki-zelula estandar (zelula) estandarraren itxura da, txoko biselatuak zehatz bereiz daitezkeena.
Jarraian, zelula polikristalino baten argazkia dago.
Zein modulu da hobea? FORUMHOUSE erabiltzaileek modu aktiboan eztabaidatzen dute.Norbaitek uste du modulu polikristalinoak eraginkortasun handiagoz funtzionatzen dutela eguraldi lainotsuetan, panel monokristalinoek egun eguzkitsuetan errendimendu bikaina erakusten duten bitartean.
Eguzkia 230 watt baino gutxiago ematen dut. Baina ukatu egiten ditut eta polikristaletara jo. Zerua oskarbia dagoenean, gutxienez isuri ezazu argindarra edozein kristaletatik, baina lainotuta dagoenean nirea ez da batere funtzionatzen.
Kasu honetan, beti izango dira aurkariak aurkeztutako adierazpena erabat ukatzen duten aurkariak.
Kontrakoa lortzen dut: polikristalak oso sentikorrak dira iluntzeari dagokionez. Hodei txiki batek eguzkia igaro bezain pronto, berehala eragiten du sortutako korronte kantitatean. Tentsioa, bide batez, ia ez da aldatzen. Kristal bakarreko panelak modu egonkorragoan jokatzen du. Argiztapen onarekin, bi panelek oso ondo portatzen dute: bi panelen potentzia deklaratua 50 W-koa da, eta biek 50W ematen dituzte. Hemendik mitoa nola desagertzen den ikusten dugu monopolanelek indar gehiago ematen dutela argi onetan.
Bigarren adierazpenak zelula fotovoltaikoen bizitza du: kristal bakarreko zelulak baino azkarrago zahartzen dira polikristalen adina. Kontuan hartu estatistika ofizialak: kristal bakarreko panelen bizitza estandarra 30 urtekoa da (fabrikatzaile batzuek diote horrelako moduluak 50 urte arte funtziona dezaketela). Aldi berean, panel polikristalinoen funtzionamendu eraginkorraren epea ez da 20 urtekoa baino handiagoa.
Izan ere, eguzki plaken potentzia (nahiz eta kalitate oso altuarekin) jaitsi egiten da portzentaje bakoitzaren ehuneko (% 0,67 -% 0,71). Aldi berean, funtzionamenduaren lehenengo urtean, bere potentzia berehala% 2 eta% 3 murriztu daiteke (kristal bakarreko eta polikristalinoko paneletarako, hurrenez hurren). Ikusten duzunez, badago aldea, baina hutsala da. Eta aurkeztutako adierazleak modulu fotovoltaikoen kalitatearen araberakoak direla neurri handi batean pentsatzen baduzu, aldea erabat alde batera utzi daiteke. Gainera, badaude kasu, fabrikatzaile arduragabeek egindako kristal bakarreko panel merkeek funtzionamenduaren lehen urtean potentziaren% 20 galdu zutenean. Ondorioa: zenbat eta fidagarriagoa PV moduluen fabrikatzaileak, orduan eta iraunkorragoak izango dira bere produktuak.
Gure atariaren erabiltzaile askok diote kristal bakarreko moduluak beti garestiagoak direla polikristalinoak baino. Fabrikatzaile gehienen kasuan, prezioaren aldea (sortutako potentzia watt bati dagokionez) nabaritzen da benetan, eta, beraz, elementu polikristalinoak erostea erakargarriagoa da. Ezin da horrekin eztabaidatu, baina ezin da eztabaidatu kristal bakarreko panelen eraginkortasuna polikristalena baino handiagoa dela. Beraz, lan moduluen potentzia berdinekin, bateria polikristalinoek eremu handia izango dute. Beste modu batera esanda, prezioan irabaziz, elementu polikristalen erosleak arloan gal dezake, eta horrek SB instalatzeko espazio librea falta badu, hain itxura onurarik ken dezake.
Bakarkako ohiko kristaletan, batez beste, eraginkortasuna% 17 -18% da, poli-kasuan% 15 inguru. Aldea% 2 -3% da. Hala ere, arloari dagokionez, alde hori% 12 -17 da. Panel amorfoekin aldea are argiagoa da:% 8-10eko eraginkortasunarekin, kristal bakarreko panela amorfoa bezain handia da.
Panel amorfoak zelula fotovoltaikoen artean nahiko ezagunak ez diren beste mota bat dira, bistako abantailak izan arren: potentzia galtze koefiziente baxua tenperatura handitzearekin batera, elektrizitatea sortzeko oso gaitasun argia izan arren, kW batek ekoitzitako energia erlatiboa eta abar. . Ospe eskasaren arrazoietako bat eraginkortasun oso txikian dago. Modulu amorfoak modulu malguak ere deitzen dira. Egitura malguak asko errazten ditu instalatzea, desmuntatzea eta biltegiratzea.
Ez dakit nork iragarriko duen amorfo hau. Haien eraginkortasuna txikia da, ia bi aldiz espazioa okupatzen dute; adinarekin batera, efizientzia, kristalinoa bezala, gutxitzen da. Modulu klasikoak 25 urteko funtzionamendurako diseinatuta daude,% 20ko eraginkortasun galerarekin. Amorfoek orain arte plus bat baino ez dute: edalontzi beltzak dirudite (fatxada osoa horrekin estali dezakezu).
Eguzki panelak eraikitzeko lan elementuak aukeratuz, lehenik eta behin, haien fabrikatzailearen ospea bideratu beharko zenuke. Azken finean, haien errendimendu errealaren ezaugarriak kalitatearen araberakoak dira. Halaber, ezin da galdu eguzki moduluen instalazioa burutzeko baldintzak ikustea: eguzki plaken instalaziorako esleitutako espazioa mugatua bada, komeni da kristal bakarrak erabiltzea. Toki librerik falta ez bada, arreta jarri panel polikristalino edo amorfoei. Azken hori panel kristalinoak baino praktikoagoa izan daiteke.
Fabrikatzaileek prestatutako panelak erosiz, eguzki plaken eraikuntza lana errazten duzu. Dena bere eskuekin nahiago dutenentzat, eguzki moduluak fabrikatzeko prozesua artikulu honen jarraipenean deskribatuko da. Etorkizun hurbilean, bateriak, kontroladoreak eta bihurgailuak aukeratzeko irizpideez hitz egin nahi dugu. Eguzki bateriarik gabe funtzionatu ezin duten gailuak izango dira. Egon adi gure artikuluko jarioari buruzko eguneratzeetarako.
Argazkian 2 panel agertzen dira: kristal bakarreko etxekoa 180 W (ezkerrean) eta 100 W fabrikatzailearen polikristalinoa (eskuinean).
Energia alternatiboen iturri ezagunenak zein diren jakiteko, gure atarian eztabaidatzeko irekita dago. Etxe autonomoa eraikitzeko atalean, energia alternatiboei eta eguzki plaken inguruko gauza interesgarri asko ikas daitezke bereziki. Bideo txiki batek eguzki zentral estandar baten elementu nagusiak eta eguzki plaken instalazioaren ezaugarriak kontatuko ditu.
Eguzki Paneletako moduluen motak
Eguzki-panelak moduluak eguzki-zeluletatik muntatzen dira, bestela - bihurgailu fotoelektrikoak. Bi motatako PECek erabilera zabala aurkitu dute.
Hauek dira fabrikatzeko erabilitako silizio erdieroale moten arabera.
- Polycrystalline. Epe luzerako hoztearen bidez silizioaren urtutako eguzki-zelulak dira. Ekoizpen metodo sinple batek prezioaren eskuragarritasuna zehazten du, baina aukera polikristalinoaren errendimenduak ez du% 12 gainditzen.
- Monocrystalline. Horiek dira artifizialki hazitako silizio kristal baten xafla meheak moztean lortutako elementuak. Aukerarik produktiboena eta garestiena. % 17ko batez besteko eraginkortasuna, errendimendu altuko kristal bakarreko fotokulak aurki ditzakezu.
Eguzki-gelaxka polikristalinoak forma karratu lauko azalera ez-homogeneoa dutenak. Espezie monokristalinoak gainazal egitura homogeneo koadro itxurako laukiak (sasi-karratuak) dituzte.
Botere bera duten lehen bertsioko panelak bigarrena baino handiagoak dira, eraginkortasun txikiagoa dutelako (% 18 versus% 22). Hala ere, portzentajea, batez beste, hamar merkeagoa da eta eskarian nagusi.
Berokuntza autonomoarentzako energia hornitzeko eguzki panelak aukeratzearen arauak eta ñabardurak irakur ditzakezu hemen.
Eguzki-bateriaren funtzionamendu printzipioa
Gailua eguzkiaren izpiak elektrizitate bihurtzeko diseinatuta dago. Ekintza horri efektu fotoelektrikoa deritzo. Erdieroaleek (siliziozko ontziak), elementuak fabrikatzeko erabiltzen direnak, kargatutako elektroi positiboak eta negatiboak dituzte eta bi geruzek osatzen dute: n geruza (-) eta p-geruza (+). Eguzki argiaren eraginpean dauden gehiegizko elektroiak geruzetatik kentzen dira eta beste geruza bateko espazio hutsak okupatzen dituzte. Horrek elektroi askeak etengabe mugitzen ditu, plaka batetik bestera mugituz, baterian pilatzen den energia elektrikoa sortuz.
Eguzki bateria nola funtzionatzen duen funtsean datza. Hasieran, eguzki-zelulak silizioa ziren. Oso ezagunak dira oraindik orain, baina silizioa garbitzeko prozesua nahiko neketsua eta garestia denez, kadmio, kobrea, galioa eta indioaren konposatuen fotokelulak alternatiboak dituzten ereduak garatzen ari dira, baina ez dira hain produktiboak.
Eguzki plaken eraginkortasuna hazi egin da teknologiaren garapenarekin. Orain arte, mende hasieran erregistratu zen kopuru hori ehuneko batetik, ehuneko hogeitik gora. Horri esker panelak egun hauetan etxeko beharretarako ez ezik, ekoizpenerako ere erabil ditzakegu.
Zehaztapenak
Eguzki bateriaren gailua nahiko erraza da eta hainbat osagaik osatzen dute:
- Eguzki zelulak / eguzki panela,
- Korronte zuzena korronte alternoa bihurtzen duen inbertsorea
- Bateriaren maila kontroladorea.
Eguzki plaken pilak erosi behar dira, beharrezkoak diren funtzioak kontuan hartuta. Elektrizitatea metatzen eta ematen dute. Pilaketa eta kontsumoa egun osoan gertatzen dira eta gauez pilatutako karga soilik kontsumitzen da. Horrela, energia hornidura etengabea eta etengabea dago.
Bateria gehiegi kargatzeak eta deskargatzeak bateriaren iraupena laburtzen du. Eguzki kargaren kontroladoreak automatikoki gelditzen da baterian energia metatzea gehieneko parametroak lortzen dituenean eta deskargatu egiten du gailuaren karga.
(Tesla Powerwall - 7 kW eguzki plaken bateria - eta ibilgailu elektrikoetarako etxeko karga)
Eguzki plaken sarearen bihurgailua diseinurako elementu garrantzitsuena da. Eguzki argietatik jasotako energia hainbat gaitasunen korronte txandakatua bihurtzen du. Bihurgailu sinkronikoa izanik, korronte elektriko baten irteerako tentsioa maiztasun eta fasean sare geldoarekin konbinatzen du.
Fotokelulak seriean eta paraleloan konektatu daitezke. Azken aukera honek potentzia, tentsio eta korronte parametroak areagotzen ditu eta gailua funtzionatzeko aukera ematen du, nahiz eta elementu batek funtzionaltasuna galdu. Eredu konbinatuak bi eskemak erabiliz egiten dira. Plaken zerbitzu-bizitza 25 urte ingurukoa da.
Eguzki instalazioa
Egiturak bizitegi espazioak elikatzeko erabiliko badira, instalazio gunea arretaz aukeratu beharko da. Panelak eraikin altuek edo zuhaitzek itxita badaude, zaila izango da beharrezko energia lortzea. Eguzki-argiaren korrontea gehienez dagoen tokian jarri behar dute, hau da, hegoaldera. Diseinua hobe da angeluetan instalatzea. Horren angelua sistemaren kokapenaren latitudea geografikoaren berdina da.
Eguzki panelak jarri behar dira jabeak aldian behin hautsa eta zikinkeria edo elurraren gainazala garbitzeko gaitasuna izan dezan, horrek energia sortzeko gaitasun txikiagoa baitu.
Eraikinen hornidura energetikoa
Eguzki-plaka handiak, eguzki-biltzaileak bezala, egun eguzkitsu ugari dituzten eskualde tropikaletan eta subtropikaletan oso erabiliak dira. Bereziki ezaguna da Mediterraneoko herrialdeetan, etxeetako teilatuetan kokatzen diren tokian.
2007ko martxoaz geroztik, Espainian etxe berriak eguzki ur berogailuekin hornituta daude, ur beroaren beharren% 30etik% 70era modu independentean hornitzeko, etxearen kokapenaren eta espero den ur kontsumoaren arabera. Egoitzaz kanpoko eraikinek (merkataritza-zentroak, ospitaleak ...) ekipamendu fotovoltaikoa izan behar dute.
Gaur egun, eguzki paneletara aldatzeak kritika ugari eragiten ditu jendearen artean. Elektrizitatearen prezio altuagoak direla eta, paisaia naturalaren gehiegikeria da. Eguzki-paneletara joateko aurkariek kritikatu egiten dute horrelako trantsizioa, izan ere, eguzki-panelak eta instalazio eolikoak instalatuta dauden etxe eta lurrak jabeek estatuaren diru-laguntza jasotzen dute, baina maizter arruntek ez dute. Ildo horretan, Alemaniako Ekonomia Ministerio Federalak faktura bat garatu du, etorkizun hurbilean instalazio fotovoltaikoetatik energia elektrikoa hornitzen duten etxeetan bizi diren maizterrei pizgarriak sartzea ahalbidetuko diena. Energia iturri alternatiboak erabiltzen dituzten etxebizitzen jabeei diru-laguntza ordaintzearekin batera, etxebizitza horietan bizi diren maizterrei diru-laguntza ordaintzea aurreikusten da.
Bidearen azalera
- 2014an Herbehereetan ireki zen munduko lehen eguzki bizikleta pista.
- 2016an, Segolene Royal Frantziako Ekologia eta Energiako ministroak iragarri zuen 1.000 km errepide eraikitzeko shock eta beroarekiko eguzki plaken bidez. Suposatzen da horrelako errepide bateko km 1ak 5.000 pertsonaren energia elektrikoaren beharrizanak hornitzea (berogailua kenduta) [baimenik gabeko iturria?] .
- 2017ko otsailean, Frantziako gobernuak eguzki bidezko argia ireki zuen Tourouvre-au-Perche herrixka normandiarrean. Errepideko kilometro bateko sekzioa 2880 eguzki plaka ditu. Horrelako espaloi batek elektrizitatea eskainiko die herriko faroletara. Panelek 280 megawatt elektrizitate sortuko dituzte urtero. Bidearen atal bat eraikitzea 5 milioi euro kostatu zen.
- Errepideetan semaforo bereiziak pizteko ere erabiltzen da
Eguzki zentralen multzo osoa
Zentral elektrikorako osagai egokiak aukeratzeko, gailu kopurua eta haien potentzia zehaztu behar dituzu. Argitasuna lortzeko, hobe da adibide zehatz bat kontutan hartzea: Ryazango auzoetan kokatutako udako txabola bat dago, bertan bizi baitira, martxotik irailera.
Eguzki plaken multzo osoa honako hauek dira: eguzki panelak, inbertsorea, azkarrak, material osagarriak (kableak, makina automatikoak, etab.) Eguneroko batez besteko kontsumoa 10.000 W / h da, karga batez beste 500 watt da, gehienezko karga 1000 watt da. Gailurraren karga kalkulatzen dugu, maximoa% 25 handituz: 1000 x 1,25 = 1250 watt.
Espazioaren erabilera
Eguzki-bateriak espazio-ontzietan energia elektrikoa sortzeko modu nagusietako bat da: denbora luzez funtzionatzen dute inolako materialik kontsumitu gabe, eta, aldi berean, ingurumena errespetatzen dute, energia nuklear eta erradisotopoaren iturriak ez bezala.
Hala ere, Eguzkiarekiko distantzia handian (Marteren orbitaz harago) hegan egitean, haien erabilera problematiko bihurtzen da, eguzki energiaren fluxua Eguzkitik distantziaren karratuarekiko alderantziz proportzionala delako. Venus eta Merkuriora hegan egitean, aitzitik, eguzki plaken potentzia nabarmen handitzen da (Venus eskualdean 2 aldiz, Merkurio eskualdean 6 aldiz).
Korrontearen tentsioa
Bateriaren baloraziorik ohikoena 12 V.-ren multiploa da eguzki-estazio bateko osagaiak kontrolagailu gisa, inbertsore gisa, eguzki-moduluak 12 eta 48 V. arteko tentsioetarako diseinatuta daude, 12 V-ko baterien presentzia egokia da, huts egiten dutenean, aldi berean ordeztu ditzakezu. .
Bi aldiz tentsio altuagoan, bateriaren funtzionamendu espezifikoen arabera, bikotea ordezkatzea baino ez da posible. 48 V-eko sare batean, lau bateria guztiak adar batean aldatu beharko dira, eta 48 V dagoeneko mehatxua da segurtasun elektrikoaren ikuspuntutik. Beste ikuspuntu batetik zenbat eta tentsio handiagoa izan, orduan eta txikiagoa izango da alanbrearen sekzioa eta kontaktuak fidagarriagoak izango dira.
Kalifikazioa aukeratzerakoan, kontuan hartu behar dira bihurgailuen potentzia ezaugarriak eta gailur kargaren balioa:
48 V - 3 - 6 kW-tik
24 edo 48 V - 1,5 - 3 kW artekoak,
12, 24, 48V - gehienez 1, 5 kW.
Bateriaren ahalmena eta prezioa gutxi gorabehera berdinak badira, aukera eman behar da baterian deskargatzeko sakonerarik handiena eta baimendutako uneko balio handiena duen baterian.Bateriaren bizitza nabarmen handitzen da adierazle hau% 30 - 50 baino handiagoa ez denean.
“Bateria aukeratzeko irizpide nagusia fidagarritasuna izan behar da. Kasu jakin batean, hasierako tentsioa 24 V-koa izango da.
Eguzki-zelulen aukeraketa
Eguzki bateriaren potentzia formula hau erabiliz kalkulatzen da: Pcm = (1000 x Yesut) / (K x Sin) Bertan:
Rcm - bateriaren W potentzia, eguzki panelen potentziaren baturaren berdina, 1000 - eguzki-zelulen kW / m²-ko fotosensibilitatea,
Yesut - beharrezko eguneroko elektrizitate kontsumoa kWh-n (aukeratutako eskualdearentzat - 18). K koefizienteak urtero hartzen ditu kontuan galera guztiak: udaran - 0,7, neguan - 0,5.
Sin - eguzki erradiazioaren erorketa kW x h / m²-tan (balio tabularra) panelen okertze onenean. Parametro hau eskualdeko eguraldi zerbitzuan aurki dezakezu. Eguzki panelak udaberrian eta udazkenean instalatzeko angelu optimoa latitudearen balioaren berdina da.
Udan 15⁰ ken beharko lirateke eta neguan 15 - gehitu beharko lirateke. Panelek hegoaldera orientatu behar dute. Adibideko eskualdea 55⁰ latitudean dago.
Interesatzen zaigun denbora martxoan-irailean erortzen denez, udako inklinazio angelua hartzen dugu - 40⁰ lurrean. Kasu honetan, arlo honetako batez besteko intsolazioa 4,73 da.
Datu horiek formulan ordezkatuko ditugu eta ekintza burutzen dugu:
Pcm = 1000 x 12: (0,7 x 4,73) ≈ 3 600 W .
Bateria osatzen duten moduluek 100 watt-ko potentzia izango badute, 36 unitate erosi beharko dira. Horiek kokatzeko, 5 x 5 m-ko plataforma beharko duzu, eta egiturak 0,3 tona inguru pisatuko ditu.
Bateriaren muntaketa
Bateria paketatzerakoan, honako ñabardura hauek izan behar dira kontuan: autoentzako pentsatutako ohiko bateriak ez dira horretarako egokiak, "SOLAR" inskripzioa eguzki paneletan egon beharko litzateke, erositako bateria guztiek parametro berdinak izan beharko lituzkete eta, hobe, ekoizpen lote bera dute. , elementuak gela epelean kokatu behar dira, modu egokian - 25⁰.
Ez da beharrezkoa bateria berriak erostea, horretarako erabilitako bateriak ere bikainak baitira horretarako. Tenperatura -5 º-tara jaisten bada, bateriaren edukiera% 50 jaitsiko da. 100 A / h-ko 12 volt-eko AB-ren adibidean, ikus daiteke kontsumitzaileek 1200 W-ko ordutegian energia elektrikoa eska dezaketela.
Egia da, bateria erabat deskargatuko da eta ez da oso beharrezkoa. % 60 isurketarako "urrezko batezbestekoa" denez, 100 A / h-ko energiarako erreserba hartzen dugu 600 W / h-ra (1000 W / h x% 60). Hasierako bateriek% 100 kargatuta egon behar dute geltoki egonkor batetik.
Erreserbak gaueko karga estaltzeko nahikoa izan behar du eta, eguraldia lainotuta badago, egunean zehar beharrezko parametroak eman sistema funtziona dezan. Gehiegizko bateriak ez dira nahiago etengabe lurperatuko dira eta gutxiago iraungo dute.
Irtenbide eskudunena eguneroko kontsumoa estaltzen duen erreserba duen bateria-bateria da. Bateriaren edukiera osoa definitzen dugu: (10.000 W / h: 600 W / h) x 100 A / h = 1667 A / h Beraz, adibide zehatz batetik eguzki zentrala hornitzeko, 16 AB behar dira 100 A / h edo 8 eta 200 bitarteko edukiera. serie-paralelo.
Nola aukeratu kontroladorea
Kontroladorearen aukerak berezkoak ditu. Behar bezala hautatutako kontroladore batek hau egin beharko luke:
1. Pilen karga ugariko etapa ziurtatzeko, haien bizitza-bizitza areagotzeko.
2. Egin AB eta eguzki bateriaren konexio / deskonektatze automatikoa, kargatzeko edo deskargatzeko batera.
3. Konektatu berriro eguzki bateriatik bateriara eta alderantzizko ordenan.
Eguzki kargaren kontroladoreak bateriak dituen gela berean egon behar du. Horretarako, bere sarrerako parametroak eguzki moduluen dagozkien balioekin bat etorri behar du eta irteerak sistemaren potentzialen arteko tentsio berdina izan behar du.
Askoren araberakoa izango da kontroladorea aukeratutako ala ez: bateriaren funtzionamendua eta eguzki sistema osoa bere osotasunean. Argiztapenak kontroladorearengandik zuzenean energia ziurtatzen baduzu, dirua aurreztu dezakezu inbertsore bat erostean - aukera merkeagoa erosi.
Nola aukeratu bihurgailua Bihurgailuaren zeregina denbora luzez gailur karga eskaintzea da.
Hori da sistemaren barneko tentsioa sistema barruan dagoen potentzial-diferentziaren berdina denean.
Aukerarik onena inbertsore bat aukeratzerakoan "Aldagaia duen kontroladore funtzioa" da. Honako irizpide hauek dira: Uhin sinusoidalaren forma eta korrontearen maiztasuna korronte alternoko bihurketa. 50 Hz-eko maiztasuna duen sinusoidearen hurbiltasunak eraginkortasun handiagoa bermatzen du.
Egokiena, kopuru hori% 90etik gorakoa bada. Gailuaren kontsumoa eguzki-sistemaren guztizko energia-kontsumoarekin berdina izan behar da. Ahalik onena -% 1 arte. Gailuak iraupen laburreko gainkarga bikoitzak jasan behar ditu.
Artikuluan ematen diren aholku eta kalkulu adibideek etxeko eguzki zentrala instalatzen lagunduko dute. Etxeko etxe handi batentzat eta baserri txiki batentzat egokiak dira.
Eguzki energia hornitzeko lanaren eskema
Eguzki energia hornitzeko sistema osatzen duten nodoen izen misteriotsuak begiratzen dituzunean, gailuaren konplexutasun super-teknikoaren ideia lortzen duzu.
Fotoi bizitzaren mikro mailan, hala da. Argi eta garbi dago zirkuitu elektrikoaren zirkuitu orokorra eta bere jardunaren printzipioa. Zeruko argiztapenetik Ilizeko lanpara lau pauso baino ez dira.
Eguzki-moduluak zentral baten lehen osagaia dira. Hauek dira plaka laukizuzen meheak fotokelazko plaka estandar batzuen artean muntatutakoak. Fabrikatzaileek argazki panelak desberdin egiten dituzte potentzia elektrikoan eta tentsioan, 12 volt-eko multiploak.
Plano itxurako gailuak erradio zuzenen eraginpean dauden gainazaletan daude. Unitate modularrak lotzen dira eguzki bateria interkonektatuz. Bateriaren zeregina eguzkiaren jasotako energia bihurtzea da, balio jakin bateko korronte konstantea sortuz.
Karga elektrikoak gordetzeko gailuak - eguzki plaken bateriak denek ezagutzen dituzte. Eguzkitik datorren energia hornitzeko sistema barruan duten eginkizuna tradizionala da. Etxeko kontsumitzaileak sare zentralizatu batera konektatuta daudenean, energia biltegiak elektrizitatean gordetzen dira.
Gainera, gehiegizko kopurua pilatzen dute, eguzki moduluaren korrontea nahikoa bada aparatu elektrikoek kontsumitzen duten energia emateko.
Bateria-paketeak behar duen energia eskaintzen dio zirkuituari eta tentsio egonkorra mantentzen du bere kontsumoa handitu bezain laster. Gauza bera gertatzen da, adibidez, gauez argazki paneleko inaktiboekin edo eguraldi eguzkitsuetan.
Kontrolagailua eguzki moduluaren eta baterien arteko bitartekari elektronikoa da. Bere zeregina bateriaren maila erregulatzea da. Gailuak ez du eguzki-sistema osoaren funtzionamendu egonkorrean beharrezkoa den energia elektrikoa kargatzen edo erortzen uzten.
Buelta emanez, eguzki plaken inbertsore terminoaren soinua hain zuzen ere azaldu da. Bai, egia esan, unitate honek ingeniari elektrikoei fikzioa zirudien funtzioa betetzen du.
Eguzki moduluaren eta baterien korronte zuzena korronte alternoko bihurketa bihurtzen du, 220 volt potentzialarekin. Etxeko etxetresna elektriko gehienen alde lan egiten duen tentsio hori da.
Gailur karga eta eguneroko batez besteko energia kontsumoa
Zure eguzki estazioa edukitzeko plazerra asko dago oraindik. Eguzki-energia lortzeko bidea lortzeko lehen urratsa kilowattetan dagoen karga optimorik onena eta eguneroko batez besteko energiaren kontsumo arrazionala etxebizitza edo udako etxe bateko kilowatt orduetan zehaztea da.
Gailur karga zenbait gailu elektriko aldi berean pizteko beharrak sortzen du eta hauen guztizko potentzia maximoaren arabera zehazten da, horietako batzuen hasierako ezaugarriak gehiegizko ezaugarriak kontuan hartuta.
Energia-kontsumo maximoa kalkulatzeari esker, aparatu elektrikoak zein ez diren aldi berean funtzionatzeko ezinbesteko beharra identifikatu daiteke. Adierazle honek zentralaren nodoen potentzia ezaugarriak betetzen ditu, hau da, gailuaren kostu osoa.
Etxetresna elektriko baten eguneroko energia kontsumoa bere banakako potentziaren produktua sarean (elektrizitate kontsumitua) lan egiten duen denborarekin neurtzen da. Eguneroko batez besteko energiaren kontsumoa egunero kontsumitutako energia elektrikoaren batura gisa kalkulatzen da.
Energiaren kontsumoaren emaitza eguzki elektrizitatearen kontsumoa arrazionalizatzen laguntzen du. Kalkuluen emaitza garrantzitsua da bateriaren edukiera gehiago kalkulatzeko. Bateriaren paketearen prezioa, sistemaren osagai nabarmena, parametro horren araberakoa da are gehiago.
Kalkulu aritmetikoetarako prestaketa
Lehen zutabea ohiko seriearen marrazkia da. Bigarren zutabea tresnaren izena da. Hirugarrena energia indibidualaren kontsumoa da.
Laugarrenetik hogeita zazpirako zutabeak eguneko orduak 00etatik 24. dira. Honako hauek sartzen dira lerro zatiki horizontal bidez:
- zenbakitzailean - gailuaren funtzionamendu-denbora ordu jakin batean hamartar moduan (0,0)
- izendatzailea bere banakako energia kontsumoa da (errepikapen hau orduko kargak kalkulatzeko beharrezkoa da).
Hogeita zortzigarren zutabea etxeko tresnak egunean zehar lan egiten duen denbora osoa da. Hogeita bederatzigarrenean, gailuaren energia kontsumo pertsonala eguneroko aldian funtzionamendu denboraren arabera biderkatzearen ondorioz erregistratzen da.
Hogeita hamarreko zutabea ere estandarra da. Tarteko kalkuluetarako erabilgarria da.
Kontsumitzailearen zehaztapena
Hurrengo kalkuluen koadernoa, koadernoaren formularioa etxeko elektrizitate kontsumitzaileentzako zehaztapen bihurtzea da. Lehen zutabea argia da. Hemen daude lerro zenbakiak.
Bigarren zutabean energia kontsumitzaileen izenak daude. Gomendagarria da pasilloak etxetresna elektrikoekin betetzen hastea. Jarraian, beste gelak erlojuaren kontrako noranzkoan edo erloju orratzen (nahi duzun moduan) azaltzen dira
Bigarren solairua (etab.) Badago, prozedura berdina da: eskaileretatik - biribilgunea. Aldi berean, ez da ahaztu behar eskailera-aparatuak eta kaleetako argiteria.
Hobe da hirugarren zutabea bigarrenean zehar gailu elektriko bakoitzaren izenaren aurrean dagoen potentziaz betetzea.
Hogeita zazpi eta lau arteko zutabeak eguneko ordu bakoitzari dagozkio. Erosotasuna lortzeko, lerroen erdian lerro horizontalekin berehala zeharka daitezke. Lerroen goiko erdiak zenbakitzaile bezalakoak dira, beheko erdiak izendatzaileak dira.
Zutabe hauek lerroz betetzen dira. Zenbakitzaileak selektiboki denbora-tarte gisa formateatzen dira, hamartar formatuan (0,0), eta une jakin batean etxetresna elektriko jakin baten funtzionamendu-denbora islatzen da. Zenbakitzaileekin batera, izendatzaileak hirugarren zutabetik hartutako gailuaren potentziaren adierazlearekin sartzen dira.
Orduko zutabe guztiak bete ondoren, etxetresna elektrikoen eguneroko lanaldia kalkulatzen jarraitzen dute, lerroetan zehar mugituz. Emaitzak hogeita zortzigarren zutabearen dagozkien zeluletan erregistratzen dira.
Potentzia eta lanaldia kontuan hartuta, kontsumitzaile guztien eguneroko energia kontsumoa sekuentzialki kalkulatzen da. Hogeita bederatzigarren zutabeko zeluletan nabaritzen da.
Zehaztapenaren errenkada eta zutabe guztiak betetzen direnean, guztira kalkulatzen dira. Orduko zutabeen izendatzaileen indar grafikoa gehituz, ordu bakoitzeko kargak lortzen dira. Hogeita bederatzigarren zutabearen eguneroko energia kontsumoa laburbilduz goitik behera, eguneroko batez bestekoa aurkitzen dute.
Kalkuluak ez du etorkizuneko sistemaren kontsumoa barne hartzen. Faktore hau koefiziente laguntzaile batek hartzen du kontuan azken ondorioetako kalkuluetan.
Datuak aztertzea eta optimizatzea
Eguzki energia segurtasun kopia gisa aurreikusita badago, orduko energia kontsumoaren inguruko datuak eta eguneroko batez besteko energia kontsumoa eguzki elektrizitate garestiaren kontsumoa gutxitzen laguntzen dute.
Hau energia kontsumitzaileek kontsumitzen duten energia ezabatuz zentralizatutako hornidura berreskuratu arte lortzen da, batez ere ordu garaietan.
Eguzki energia sistema etengabe hornitzeko iturri gisa diseinatuta badago, orduan orduko kargen emaitzak aurrera egiten dira. Garrantzitsua da egunean zehar elektrizitate-kontsumoa banatzea, gailentzen diren altuenak eta beherakada gogorrak kentzeko.
Gailurra baztertzeak, gehienezko kargak berdintzeak, denboraren poderioz energiaren kontsumoan urperatze zorrotzak ezabatzeak eguzki-sistemako nodoetarako aukerarik ekonomikoenak aukeratzeko eta eguzki-estazioaren egonkortasunik garrantzitsuena, garrantzitsuena, bermatzeko aukera ematen du.
Aurkeztutako marrazkian, antolamendu irrazionalen zehaztapenen arabera lortutako eraldaketa era optimoan erakusten da. Eguneroko kontsumoaren adierazlea 18 eta 12 kW / h murrizten da, batez besteko orduko karga 750 eta 500 watt arte.
Egokitasunaren printzipio bera erabilgarria da eguzkiak energia babes gisa erabiltzeko. Alferrikako eguzki moduluen eta baterien potentzia handitzeko dirua gastatu behar da aldi baterako eragozpen batzuengatik.
Eguzki zentralen nodoak hautatzea
Kalkuluak sinplifikatzeko, eguzki bateriaren erabileraren bertsioa energia elektrikoa hornitzeko iturri nagusitzat hartuko dugu. Kontsumitzailea Ryazan eskualdeko baserri etxea izango da, martxotik irailera etengabe bizi diren tokian.
Goian argitaratutako orduko energia kontsumorako ordutegi arrazionalaren datuetan oinarritutako kalkulu praktikoek arrazoitasuna emango dute:
- Eguneroko batez besteko energia kontsumoa = 12.000 watt / ordu.
- Batez besteko karga kontsumoa = 500 watt.
- Gehienezko karga 1200 watt.
- Gailur karga 1200 x 1,25 = 1500 watt (+% 25).
Eguzki-gailuen eta beste funtzionamendu-parametroen guztizko ahalmena kalkulatzeko beharrezkoak izango dira balioak.
Eguzki-sistemaren funtzionamendu-tentsioa zehaztea
Eguzki-sistemaren barne-funtzionamendu-tentsioa 12 volt-eko multiplicitatean oinarritzen da, bateriaren balorazio ohikoena baita. Eguzki estazioen nodo zabalenak: eguzki moduluak, kontroladoreak, bihurgailuak - 12, 24, 48 volt arteko popular tentsioaren azpian ekoizten dira.
Tentsio altuagoak sekzio txikiago bateko hornidurako kableak erabiltzea ahalbidetzen du eta kontaktuen fidagarritasun handiagoa da. Bestalde, huts egin duten 12 V-ko bateriak aldi berean ordezkatu daitezke.
24 volteko sare batean, baterien funtzionamenduaren zehaztasunak kontuan hartuta, bikoteka soilik ordezkatu beharko dira. 48 V-ko sare batek adar bereko lau bateriak aldatu beharko ditu. Gainera, 48 volt-tan dagoeneko deskarga elektrikoa izateko arriskua dago.
Sistemaren barne potentzial-diferentziaren balio nominalaren aukera nagusia industria modernoak sortutako inbertsoreen potentzia-ezaugarriekin lotuta dago, eta kontuan hartu behar du karga-maila:
- 3 eta 6 kW bitartekoak - 48 volt,
- 1,5 eta 3 kW artekoak - 24 edo 48V-ren berdina,
- gehienez 1,5 kW - 12, 24, 48V.
Kablearen fidagarritasuna eta bateriak ordezkatzeko eragozpenak aukeratzea, adibidez, fidagarritasunean zentratuko gara. Etorkizunean, kalkulatutako sistemaren 24 tentsio operatiboaren gainean eraikiko dugu.
Erabilera medikuntzan
Hego Koreako zientzialariek larruazaleko eguzki zelula garatu dute.Miniaturako energia-iturri bat pertsona baten larruaren azpian inplanta daiteke gorputzean inplantatutako gailuen etenik gabeko funtzionamendua ziurtatzeko, adibidez, markagailua. Halako bateria ilea baino 15 aldiz meheagoa da eta larruazalean eguzkitako krema aplikatzen bada ere kargatu daiteke.
Bateria Eguzki moduluak
Eguzki bateria batek behar duen potentzia kalkulatzeko formula hau da:
Pcm = (1000 * Bai) / (k * Sin),
- Rcm = eguzki bateriaren potentzia = eguzki moduluen potentzia osoa (panelak, W),
- 1000 = onartutako bihurgailu fotoelektrikoen argazkien sentsibilitatea (kW / m²)
- Jan = eguneroko energia kontsumoaren beharra (kW * h, gure adibidean = 18),
- k = urtaroko koefizientea galera guztiak kontuan hartuta (uda = 0,7, negua = 0,5),
- Sin = intsolazio balioa tabulatu (eguzki erradiazio fluxua) panel okertze optimoarekin (kW * h / m²).
Eskualdeko meteorologia zerbitzuan intsolazio balioa zein den jakin dezakezu.
Eguzki plaken inklinazio angelu optimoa inguruko latitudearen berdina da:
- udaberrian eta udazkenean
- gehi 15 gradu - neguan
- gutxienez 15 gradu udan.
Gure adibidean kontuan hartu den Ryazan eskualdea 55. latitudean dago.
Martxotik irailera bitartean, eguzki-bateriaren arautu gabeko okertu onena lurraren gainazalarekiko udako angelua 40⁰ da. Moduloen instalazio honekin, aldi honetan Ryazanen batez besteko intsolazioa 4,73 da. Zenbaki guztiak hor daude, egin dezagun kalkulua:
Pcm = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3 600 watt.
Eguzki bateriaren oinarri gisa 100 watt moduluak hartzen baditugu, horietako 36 beharko dira. 300 kilo pisatuko dituzte eta 5 x 5 m inguruko azalera hartuko dute.
Lurzoruko kableatuen diagramak eta eguzki panelak konektatzeko aukerak hemen ematen dira.
Fotokelulen eta moduluen eraginkortasuna
Eguzki-erradiazioaren fluxua Lurreko atmosferaren sarreran (AM0) 1366 watt inguru da metro karratuko (ikus AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). Aldi berean, Europan eguzki-erradiazioaren potentzia espezifikoa egunez oso hodeitsuetan ere 100 W / m²-tik beherakoa izan daiteke [ zehaztu ez den iturria 1665 egun ]. Industriaz ekoitzitako eguzki-zelula arrunten laguntzaz, energia hori elektrizitate bihurtzea% 9-24ko eraginkortasunarekin lor daiteke [ zehaztu ez den iturria 1665 egun ]. Aldi berean, bateriaren prezioa 1-3 dolar ingurukoa izango da potentzia nominalaren watt bakoitzeko. Fotokelulak erabiltzen dituzten industria elektrikoa sortzeko, kWh bakoitzeko prezioa 0,25 $ izango da.Europako Fotovoltaikoen Elkartearen (EPIA) arabera, 2020. urterako, eguzki sistemek sortutako elektrizitatearen kostua 0,10 € baino gutxiagokoa izango da kWh bakoitzeko. h industrietako instalazioetarako eta 0,15 € baino gutxiagoko kWh bakoitzeko egoitzetako eraikinetarako instalazioetarako [ baimenik gabeko iturria? ] .
Eguzki-zelulak eta moduluak motaren arabera banatuta daude eta hauek dira: kristal bakarrekoa, polikristalinoa, amorfoa (malgua, filma).
2009an, Spectrolab-ek (Boeing filiala) eguzki-zelula frogatu zuen% 41,6ko eraginkortasunarekin. 2011ko urtarrilean, enpresa hori eguzki-zelulen merkatuan sartzea espero zen,% 39ko eraginkortasunarekin. 2011n, Kalifornian oinarritutako Solar Junction-ek% 5,5 × 5,5 × 5,5 mm fotokelula eraginkortasuna lortu zuen, hau da, aurreko erregistroa baino% 1,2 handiagoa.
2012an, Morgan Solar-ek polimetil metakrilato (Plexiglas), germanium eta gallium arsenidaz osatutako Sun Simba sistema sortu zuen, zentroa fotokelulak jarritako panelarekin konbinatuz. Sistema geldoa duen panelaren eraginkortasuna% 26-30 da (urteko denboraren eta eguzkia dagoen angeluaren arabera), bi aldiz gainditzen baitu silizio kristaletan oinarritutako eguzki-zelulen eraginkortasun praktikoa.
2013an, Sharp-ek 4 × 4 mm-ko hiru geruza fotokelulak sortu zuen indium gallium arsenide baten gainean% 44,4 eraginkortasunarekin, eta Fraunhofer Institutuko Eguzki-Energia Sistema, Soitec, CEA-Leti eta Helmholtz Berlin Zentroko espezialistek sortu zuten. Fresnel lentea fotokelulak% 44,7 eraginkortasuna erabiliz,% 43,6ren lorpena gaindituz [ baimenik gabeko iturria? ]. 2014an, Fraunhofer Institutuak Eguzki Energetikorako Sistemak eguzki panelak sortu zituen eta horietan, efizientzia% 46koa zen oso argia fotokelara txikira bideratzeagatik [ baimenik gabeko iturria? ] .
2014an, zientzialari espainiarrek eguzki infragorri elektrikoa bihurtzeko gai den siliziozko zelula fotovoltaikoa garatu zuten.
Norabide itxaropentsu bat nanoantenetan oinarritutako fotokelulak sortzea da, antena txikian (200-300 nm-ko ordenan) eragindako korronteak zuzentzearen eraginez (hau da, 500 THz-eko maiztasuneko erradiazio elektromagnetikoak). Nanoantenarrek ez dute produkziorako lehengai garestiak behar eta% 85 arte eraginkortasun potentziala dute.
Gainera, 2018an, efektu flexofotovoltaikoaren aurkikuntzarekin, fotokelulen eraginkortasuna areagotzeko aukera aurkitu zen. Eta era berean, garraiatzaile beroen (elektroiak) bizitza luzatzea dela eta, beren eraginkortasunaren muga teorikoa 34 berehala eta% 66ra igo zen.
2019an, Skolkovo Zientzia eta Teknologia Institutuko (Skoltech) zientzialari errusiarrek, Kimika Ezorganikoko Institutuaren izena hartu zuten A.V. Errusiako Zientzien Akademiako Siberiako Bulegoko Nikolaevek (SB RAS) eta Fisika Kimikoko Problemen Institutuko RASek eguzki-zelulentzako material erdieroale funtsezko berria jaso zuten, gaur egun erabilitako materialen gabezia gehienak kenduta. Errusiar ikertzaile talde batek Journal of Materials Chemistry aldizkarian argitaratu zuen A [eu] eguzki-zeluletarako garatutako erdieroale material berria aplikatzeko lanaren emaitzak (polimero bismuto ioduro konplexua (<[Bi3I10]> eta <[BiI4]>) perovxita mineralaren (kaltzio titanato naturala) egiturazkoa da. Horrek argi elektrizitatearen bihurketa-tasa erregistratu zuen. Zientzialari talde berak antzeko bigarren erdieroale bat sortu zuen perovxita antzeko egitura duen antimonio bromuro konplexu batean oinarrituta.
Mota bat | Bihurketa fotoelektrikoaren koefizientea,% |
---|---|
Silicon | 24,7 |
Si (kristala) | |
Si (polikristalinoak) | |
Si (film meheen transmisioa) | |
Si (film azpimodularra) | 10,4 |
III-V | |
GaAs (kristala) | 25,1 |
GaAs (film mehea) | 24,5 |
GaAs (polikristalinoak) | 18,2 |
InP (kristala) | 21,9 |
Kalkogenidoen film meheak | |
CIGS (argazki kamera) | 19,9 |
CIGS (submodula) | 16,6 |
CdTe (argazki-zelulak) | 16,5 |
Silikano amorfo / nanokristalinoa | |
Si (amorfoa) | 9,5 |
Si (nanokristalinoak) | 10,1 |
fotokimikoak | |
Koloratzaile Organikoetan oinarrituta | 10,4 |
Koloratzaile organikoetan oinarrituta (submodulu) | 7,9 |
Organikoa | |
Polimero organikoa | 5,15 |
geruzetan | |
GaInP / GaAs / Ge | 32,0 |
GaInP / GaAs | 30,3 |
GaAs / CIS (film mehea) | 25,8 |
a-Si / mc-Si (submodulu mehea) | 11,7 |
Bateriaren energia-unitatea antolatzea
Pilak aukeratzerakoan, postulatuak gidatu behar dituzu:
- Ohiko auto bateriak EZ dira horretarako egokiak. Eguzki energiako bateriak "SOLAR" daude.
- Erosi bateriak alderdi guztietatik berdinak izan behar dira, fabrikako sorta batekoak.
- Bateria dagoen lekua epela izan behar du. Tenperatura optimoa bateriek potentzia osoa ematen dutenean = 25 ºC. -5 ºC-ra murrizten denean, bateriaren edukiera% 50 murrizten da.
12 volt-eko tentsioarekin eta 100 ampere / orduko kalkulua duen bateria esponentziala hartzen badugu, ez da zaila kalkulatzea, ordu oso batez kontsumitzaileek 1200 watt-ko potentzia emango diete. Hori, ordea, oso alta ez da nahikoa.
Bateriaren iraupen luzea dela eta, EZ da gomendagarria haien karga% 70etik behera murriztea. Kopuru muga =% 50. % 60 lurreko erdia hartuz, 720 W / h-ko energia erreserba jarri dugu bateriaren osagai kapazitalaren 100 A * h bakoitzeko (1200 W / h x% 60) ondorengo kalkuluak egiteko oinarri gisa.
Hasieran, bateriak% 100 kargatutako uneko iturri batetik kargatu behar dira. Pilek ilunpearen karga erabat estali behar dute. Eguraldiarekin zorterik ez baduzu, mantendu beharrezko sistemako parametroak egunean zehar.
Garrantzitsua da kontuan hartzea baterien gehiegizko orekak etengabe lurperatzea ekarriko duela. Horrek nabarmen murriztuko du zerbitzua. Irtenbide arrazionalena unitatea bateriek energia erreserba nahikoa hornitzea da eguneroko energia kontsumoa estaltzeko.
Behar den bateriaren ahalmen osoa jakiteko, eguneroko potentzia kontsumoa 12.000 W / h 720 W / h zatitzen dugu eta 100 A * h biderkatzen dugu:
12 000/720 * 100 = 2500 A * h ≈ 1600 A * h
Guztira, 200 Ah * 100 edo 8 potentzia dituzten 16 bateria behar ditugu, serie paraleloan konektatuta.
Fotokelulen eraginkortasunari eragiten dioten faktoreak
Eguzki-zelulen egiturazko ezaugarriek panelen errendimendua gutxitzea eragiten dute tenperatura handituz.
Panelaren iluntze partzialak irteerako tentsioan beherakada eragiten du, elementu kableen galerak direla eta, karga parasito gisa jokatzen hasten baita. Eragozpen hori paneleko fotokelen gainean bypass bat instalatuz ezaba daiteke. Eguraldi euritsuetan, eguzki-argia izan ezean, erradiazioak kontzentratzeko lentillak erabiltzen dituzten panelak ez dira oso eraginkorrak izaten, lenteen efektua desagertzen baita.
Panel fotovoltaikoaren funtzionamendu ezaugarrietatik ikus daiteke efizientzia maximoa lortzeko karga erresistentziaren aukeraketa egokia behar dela. Horretarako, panel fotovoltaikoak ez dira zuzenean kargara lotzen, baizik eta sistema fotovoltaikoak kontrolatzeko kontroladorea erabiltzen dute, eta horrek panelen funtzionamendu egokia bermatzen du.
Kontrolagailu egokia aukeratzea
Bateriaren kargaren kontroladorea (bateria) ondo hautatzea zeregin oso zehatza da. Bere sarrerako parametroak hautatutako eguzki moduluei dagokie eta irteerako tentsioa eguzki-sistemaren barne potentzial-diferentziari dagokio (gure adibidean, 24 volt).
Kontrolatzaile on batek ziurtatu behar du:
- Hainbat bateria-karga, bizitza eraginkorra anitzek luzatzen dutenak.
- Mutualitate automatikoa, bateria eta eguzki bateria, konexio-deskonektatzea karga-deskargarekin.
- Bateria eguzki-bateriara kargatzea eta alderantziz.
Korapilo txiki hau oso osagai garrantzitsua da.
Kontroladorearen aukeraketa egokia bateria garestiaren eta sistema osoaren orekaren arazorik gabeko funtzionamenduaren araberakoa da.
Bihurgailurik onena hautatzea
Aldagaia hautatua dago epe luzeko gailur karga eskaintzeko. Eguzki-sistemaren barne potentzial-diferentziari dagokio.
Aukeraketa onena lortzeko, parametroei arreta ematea gomendatzen da:
- Sortutako korronte alternoaren forma eta maiztasuna. Zenbat eta 50 Hz sinuodun gertuago egon, orduan eta hobeto.
- Gailuaren eraginkortasuna. Zenbat eta handiagoa izan% 90 - zoragarriagoa.
- Gailuaren kontsumo propioa. Sistemaren energia-kontsumo orokorrarekin berdina izan behar du. Egokiena -% 1 arte.
- Unitateak epe laburrerako gainkarga bikoitzak jasateko duen gaitasuna.
Diseinu bereizgarriena kontrolagailu funtzio integratua duen inbertsorea da.
Eguzki energiaren desabantailak
- Eremu handiak erabiltzeko beharra,
- Eguzki-zentralak ez du gauez funtzionatzen eta ez da behar bezala funtzionatzen iluntze ilunabarrean; kontsumoaren gailurra gaueko orduetan gertatzen da,
- Jasotako energiaren ingurumen garbitasuna gorabehera, zelulek beraiek substantzia toxikoak dituzte, adibidez, beruna, kadmioa, galioa, artsenikoa eta abar.
Eguzki-zentralak kritikatzen dira kostu handiak direla eta, baita berun-haluro konplexuen egonkortasun txikia eta konposatu horien toxikotasuna ere. Eguzki-zelulentzako berunik gabeko erdieroaleak, adibidez, bismutuan eta antimonioan oinarrituta daude, gaur egun garapen aktiboa dago.
Eraginkortasun txikia dela eta, onenean ehuneko 20ra iristen dena, eguzki panelak oso beroak bihurtzen dira. Eguzki energiaren gainerako% 80 eguzki panelak berotzen ditu batez beste tenperatura 55 ºC inguruan. Zelula fotovoltaikoaren tenperatura 1 ° igo ondoren, bere eraginkortasuna% 0,5 murrizten da. Menpekotasun hori ez da lineala eta elementuaren tenperatura 10º handitzeak eraginkortasuna ia bi faktore gutxitzea dakar. Hozkailu transferitzen duten hozte-sistemako elementu aktiboek (zaleak edo ponpak) energia kopuru handia kontsumitzen dute, aldizka mantentzea eskatzen dute eta sistema osoaren fidagarritasuna murrizten dute. Hozte sistema pasiboek errendimendu oso baxuak dituzte eta ezin dute eguzki panelak hozteko zereginari aurre egin.