Indholdet af artiklen
- Funktioner af solenergi i mellemvidde breddegrader
- Økonomisk gennemførlighed
- De vigtigste typer solpaneler
- Udstyr til solenergikompleks
- Husholdningsapplikation
Alternativ energi bliver mere overkommelig. Denne artikel giver dig en fuldstændig forståelse af lokal skala solenergi, typer af solceller og paneler, principper for bygning af solfarme og økonomisk gennemførlighed..
Funktioner af solenergi i mellemvidde breddegrader
Alternativ energi er meget attraktiv for beboere i mellemvidde. Selv i nordlige breddegrader er den gennemsnitlige årlige daglige stråledosis 2,3–2,6 kWh / m2. Jo tættere mod syd – jo højere er denne indikator. I Jakutsk er for eksempel intensiteten af solstråling 2,96, og i Khabarovsk – 3,69 kWh / m2. Indikatorerne i december ligger mellem 7% og 20% af den gennemsnitlige årlige værdi, og i juni og juli fordobles de.
Her er et eksempel på beregning af effektiviteten af solcellepaneler for Arkhangelsk, en region med en af de laveste indikatorer for solstrålingsintensitet:
Hvor:
- Q er den gennemsnitlige årlige mængde solstråling i regionen (2,29 kWh / m2);
- TILaf – samleroverfladens afvigelseskoefficient fra den sydlige retning (gennemsnitsværdi: 1,05);
- Pnom – solpanelets nominelle effekt;
- TILsved – tabsfaktor i elektriske installationer (0,85–0,98)
- Qisp – den strålingsintensitet, som panelet blev testet på (normalt 1000 kWh / m22).
De sidste tre parametre er angivet i paneletes pas. Således, hvis KVAZAR-paneler med en nominel effekt på 0,245 kW fungerer under betingelserne i Arkhangelsk, og tabene i den elektriske installation ikke overstiger 7%, vil en blok af fotoceller give generering på ca. 550 Wh. Til et objekt med et nominelt forbrug på 10 kWh er der derfor behov for ca. 20 paneler.
Økonomisk gennemførlighed
Tilbagebetalingsperioden for solcellepaneler er let at beregne. Multiplicer den daglige mængde energi, der produceres pr. Dag, med antallet af dage om året og med levetiden for panelerne uden at derating – 30 år. Den ovenfor beskrevne elektriske installation er i stand til at generere et gennemsnit på 52 til 100 kWh pr. Dag, afhængigt af længden på dagslysetimerne. Den gennemsnitlige værdi er omkring 64 kWh. På 30 år skulle kraftværket i teorien således generere 700 tusinde kWh. Med en enhedsrate på 3,87 rubler. og omkostningerne for et panel er ca. 15.000 rubler. Omkostningerne betaler sig om 4-5 år. Men virkeligheden er mere prosaisk.
Faktum er, at decemberværdierne for solstråling er mindre end det gennemsnitlige årlige med en størrelsesorden. Derfor kræver fuld autonom drift af et kraftværk om vinteren 7-8 gange flere paneler end om sommeren. Dette øger investeringen markant, men reducerer tilbagebetalingsperioden. Udsigterne til at indføre en “grøn tarif” ser ganske opmuntrende ud, men selv i dag er det muligt at indgå en aftale om levering af elektricitet til nettet til en engrospris, der er tre gange lavere end detailtaksten. Og selv dette er nok til med profit at sælge 7-8 gange overskuddet af produceret elektricitet om sommeren.
De vigtigste typer solpaneler
Der er to hovedtyper af solcellepaneler.
Solcelle-solcelleceller anses for at være den første generation af celler og er de mest almindelige: ca. 3/4 af markedet. Der er to typer af dem:
- monokrystallinsk (sort) har en høj virkningsgrad (0,2-0,24) og en lav pris;
- polykrystallinsk (mørkeblå) er billigere at fremstille, men mindre effektiv (0,12-0,18), selvom deres effektivitet falder mindre i diffus lys.
Bløde solceller kaldes filmceller og fremstilles enten af siliciumsprøjtning eller af en flerlagssammensætning. Siliciumceller er billigere at fremstille, men deres effektivitet er 2-3 gange lavere end krystallinske celler. I diffust lys (skumring, overskyet) er de imidlertid mere effektive end krystal.
Nogle typer sammensatte film har en effektivitet på ca. 0,2 og koster meget mere end faste elementer. Deres anvendelse i solenergianlæg er meget tvivlsom: Filmpaneler er mere modtagelige for nedbrydning over tid. Deres vigtigste anvendelsesområde er mobile kraftværker med lavt energiforbrug.
Hybride paneler inkluderer foruden fotocelleblokken en opsamler – et system med kapillarrør til opvarmning af vand. Deres fordel er ikke kun ved at spare plads og muligheden for varmt vandforsyning. På grund af vandkøling mister solceller mindre ydelse, når de opvarmes.
Bord. Producentens oversigt
Model SSI Solar LS-235 SOLBAT MCK-150 Canadiske Solar CS5A-210M Chinaland CHN300-72P Land Schweiz Rusland Canada Kina En type Polycrystal Monocrystal Monocrystal Polycrystal Effekt ved 1000 kWh / m2, W 235 150 210 300 Antal elementer 60 72 72 72 Spænding: uden belastning / under belastning, V 36,9 / 29,8 18/12 45,5 / 37,9 36,7 / 43,6 Strøm: under belastning / kortslutning, A 7,88 / 8,4 8,33 / 8,58 5,54 / 5,92 8.17 / 8.71 Vægt, kg nitten 12 15.3 24 Mål, mm 1650x1010x42 667x1467x38 1595x801x40 1950x990x45 Pris, gnid. 13.900 10.000 14.500 18150 Udstyr til solenergikompleks
Batterierne genererer op til 40 V. jævnstrøm under drift. For at bruge det til husholdningsbrug er et antal transformationer påkrævet. Følgende udstyr er ansvarlig for dette:
- Batteri pakke. Giver dig mulighed for at bruge den genererede energi om natten og ved timer med lav intensitet. Helium-batterier med en nominel spænding på 12, 24 eller 48 V bruges.
- Opladningscontrollere opretholder optimal batterilevetid og overfører den krævede strøm til forbrugerne. Det nødvendige udstyr vælges til parametrene for batterier og akkumulatorer.
- Spændingsomformeren konverterer DC til AC og har et antal ekstra funktioner. For det første sætter inverteren prioritetsspænding for spændingskilden, og hvis der er mangel på strøm, “blander” den strømmen fra en anden. Hybridomformere tillader også, at overskuddet af genereret energi overføres til bynettet.
1 – solpaneler 12 V; 2 – solcellepaneler 24 V; 3 – ladestyring; 4 – batteri 12 V; 5 – 12V belysning; 6 – inverter; 7 – automatisering af “smart home”; 8 – batteriblok 24 V; 9 – nødgenerator; 10 – største forbrugere på 220 V
Husholdningsapplikation
Solpaneler kan bruges til absolut ethvert formål: fra at kompensere for den modtagne energi og forsyning af individuelle linjer til fuldstændig autonomi af elsystemet, inklusive varme og varmt vandforsyning. I sidstnævnte tilfælde spilles en vigtig rolle ved storstilt anvendelse af energibesparende teknologier – genvindingsanlæg og varmepumper..
I blandet brug bruger solenergi invertere. I dette tilfælde kan strøm enten rettes mod betjening af individuelle linjer eller systemer eller til delvist kompensere for brugen af byelektricitet. Et klassisk eksempel på et effektivt kraftsystem er en varmepumpe drevet af et lille solkraftværk med en batteribank.
1 – bynetværk 220 V; 2 – solpaneler 12 V; 3 – 12V belysning; 4 – inverter; 5 – ladestyring; 6 – vigtigste forbrugere på 220 V; 7 – batteri
Traditionelt er der installeret paneler på bygningernes tag, og i nogle arkitektoniske løsninger erstatter de tagbelægningen fuldstændigt. I dette tilfælde skal panelerne orienteres mod sydsiden, så forekomsten af stråler på planet er vinkelret.
Hvordan fungerer applikations- og forbindelsesdiagrammerne for solpaneler til hjemmet? Kan du forklare, hvordan de bruges, og hvilke fordele de giver? Er de lette at implementere, og er der nogen specifikke krav for at bruge dem? Tak!