Sadržaj članka
- Oprema sustava napajanja: raspon, karakteristike
- Dijagram povezivanja za solarne stanice
- Ugradnja solarnih panela i pomoćne električne opreme
- Načini za poboljšanje učinkovitosti autonomnog napajanja
U članku se istražuje praktična primjena solarnih panela, detaljno su opisani čvorovi potrebni za neprekidno napajanje, neovisni priključak i podešavanje solarnih panela.
Oprema sustava napajanja: raspon, karakteristike
U prethodnom smo članku pogledali vrste solarnih panela. Ali u solarnim sustavima za proizvodnju električne energije, ti su elementi samo primarni pretvarači. Za stvaranje punopravne kućne elektrane potrebna nam je sljedeća oprema:
- kontroler napunjenosti baterije
- skladišna baterija (akumulator)
- pretvarač napona
Regulatori napunjenosti baterije su dvije vrste: PWM kontroleri (PWM kontroleri) i OTMM kontroleri (MPPT kontroleri).
PWM kontroler je jednostavniji i jeftiniji uređaj koji kontrolira napunjenost baterije. Učinkovitost PWM regulatora obično je veća od učinka OTMM kontrolera zbog činjenice da u početnoj fazi punjenja bateriju gotovo direktno povezuje sa solarnom baterijom bez pretvaranja generiranog napona. OTMM kontrolere preporuča se koristiti s modulima nestandardnog izlaznog napona od 28 V i više.
Upotreba OTMM-kontrolera bit će ekonomski opravdana u generacijskim sustavima s nazivnom snagom većom od 400 W. Drugi razlog za korištenje takvog regulatora je dizajn solarne stanice za proizvodnju energije tijekom cijele godine. U oblačnim zimskim danima, prilikom punjenja baterija, OTMM kontroler pokazat će svoju najbolju stranu.
Baterija u sustavu solarnog napajanja igra ulogu međuspremnika koji akumulira električnu energiju.
Za razliku od sve ostale opreme za solarne stanice, baterija je potrošni materijal. Stoga, što duže radi bez zamjene, kraće će biti razdoblje povrata komponenata koje ste kupili. Da bi baterija mogla dugo služiti, morate odgovorno pristupiti njenom izboru. Glavni parametri baterije koji mogu zanimati potencijalnog vlasnika su:
- napon (Volt, V) – u prodaji su solarne baterije od 12, 24 i 48 V. Za male kućne stanice kapaciteta 200-300 W, 12 V baterije su sasvim pogodne;
- električni kapacitet (Amperov sat, A? h) – karakterizira količinu električne energije koja se može akumulirati. Prema tome, što je veći ovaj parametar, to više električni sustav može raditi u autonomnom načinu rada (u oblačnom vremenu ili noću);
- razina samo-pražnjenja (% nazivnog kapaciteta) – što je niži ovaj parametar, to je bolja baterija.
Pretvarač napona dizajniran za pretvaranje konstantnog napona akumulatora u izmjenični napon mreže 220 V koji napaja kućanstvo.
Na tržištu postoji širok raspon pretvarača s različitim funkcijama. Među najvažnijim parametrima su sljedeći:
- snaga pretvarača;
- napon primarnog kruga (napon spojene baterije);
- prisutnost ugrađenih zaštita (protiv preopterećenja, protiv preokreta polariteta baterija, protiv kratkog spoja u opterećenju, protiv prekomjernog pražnjenja baterije);
- sinusni izlazni napon (u principu ako spojeni teret sadrži motore, na primjer, perilice rublja, hladnjake, cirkulacijske pumpe, ventilatore itd.).
Također treba napomenuti da prekomjeran broj funkcija dovodi samo do povećanja troškova uređaja i komplikacija njegove konfiguracije i rada..
Dijagram povezivanja za solarne stanice
Sastavljanje kruga solarne elektrane vrlo je jednostavno. Ispod je slijed veza ilustriranih fotografijama. Za sastavljanje jednostavnog sustava koristi se solarna ploča s polikristalnim ćelijama, kontroler napunjenosti i baterija. Montažu započinjemo spajanjem kabela na solarnu ploču.
Za baterije koje dolaze s kabelom, ovaj korak nije potreban. Akumulator spajamo na izlazne stezaljke kontrolera. Nadalje, žice koje dolaze s ploče moraju biti povezane s ulaznim priključcima regulatora punjenja.
Sve veze su izvedene prema principu “+” do “+”, i “-” do “-“. Napajamo od baterije do ulaznih terminala pretvarača. Nakon uključivanja regulatora i pretvarača, vidimo da električna energija koju proizvodi solarna ploča počinje puniti bateriju.
Da bi se odredila polarnost terminala solarne baterije, dovoljno je izmjeriti napon na terminalima s multimeterom. Ako pored očitavanja napona postoji minus minus, tada položaj crne sonde odgovara pozitivnom priključku (provjerite ispravnost spoja sondi prije mjerenja). Ako nema minus znaka, tada položaj crne sonde odgovara negativnom priključku akumulatora.
Ugradnja solarnih panela i pomoćne električne opreme
Ugradnja električne opreme solarne stanice izvodi se bakrenom žicom. Poprečni presjek bakrene žice za jednu ploču treba odabrati najmanje 2,5 mm2. To je zbog činjenice da je normalna gustoća struje u bakrenom vodiču 5 ampera na 1 mm2. To jest, s presjekom od 2,5 mm2 dopuštena struja bit će 12,5 A.
U ovom slučaju, struja kratkog spoja ploče RZMP-130-T snage 145 W iznosi samo 8,5 A. Pri kombiniranju više ploča s paralelnim spajanjem treba odabrati presjek zajedničkog izlaznog kabela na temelju maksimalne ukupne struje svih ploča u skladu s gore navedenim konceptom (5 A po 1 mm2).
U prodaji su razni solarni kabeli. Njihova karakteristična karakteristika je što je vanjska izolacija kabela prošla poseban tretman i ima povećanu otpornost na ultraljubičasto zračenje. Nije potrebno kupiti takve kablove. Solarni paneli mogu se spojiti kabelom s običnom PVC izolacijom, ali položite ga u valovitom rukavu, koji je predviđen za polaganje vanjskog ožičenja. Ova će opcija koštati 30-40% manje.
Regulator napunjenosti baterije i pretvarač treba smjestiti u suhu sobu sa sobnom temperaturom, poput ormara ili hodnika. Nepraktično je postavljanje ove opreme na otvorenom, jer elektroničke komponente opreme ne bi trebale biti izložene značajnim fluktuacijama u temperaturi i vlažnosti. Sama baterija se može smjestiti zajedno s elektronikom.
Ako se odlučite za kisele ili alkalne baterije, treba ih smjestiti u dobro prozračen ne-stambeni prostor, jer oni ispuštaju pare elektrolita štetne za zdravlje. Osim toga, u sobi s baterijama ne bi trebali postojati izvori iskre i požara, jer kisik i vodik koji se oslobađaju u slabo prozračenim prostorijama mogu tvoriti eksplozivnu smjesu..
Solarni panel može se instalirati na dva načina:
- Fiksna instalacija uključuje stacionarno postavljanje ploča na krov kuće ili na nosač pričvršćen na zid ili temelj. U ovom slučaju, ploče bi trebale biti usmjerene prema jugu, vodoravni nagib ploča trebao bi biti kut jednak širini područja plus 15 °. Zemljopisna širina vaše lokacije može se odrediti, na primjer, očitanjem GPS navigatora ili u usluzi Google Maps;
- pomična instalacija ploča izvedena je na poprečnoj pruzi koja se može okretati azimuthalno (u smjeru sunca duž horizonta) i zenitu, naginjući ploče tako da sunčeve zrake padaju na njih okomito. Takav instalacijski sustav omogućuje povećanje učinkovitosti korištenih solarnih panela, ali zahtijeva dodatne opipljive financijske troškove za izgradnju nogostupa, pogonskih motora i sustava za njihovu kontrolu..
Načini za poboljšanje učinkovitosti autonomnog napajanja
Da biste poboljšali učinkovitost solarne elektrane, možete ići na dva načina: povećati količinu proizvedene električne energije s jedne strane i smanjiti potrošnju s druge. Načini povećanja proizvedene električne energije mogu biti sljedeći:
- postavljanje solarnih panela na pomični poprečni hodnik ili na mehanizam za kontrolu zenitnog nagiba (pola mjere, ali također prilično učinkovito, uglavnom za monokristalne ploče);
- korištenje visokokvalitetnih baterija s niskim postotkom samopražnjenja i dugim radnim vijekom bez značajnog smanjenja kapaciteta;
- redovito održavanje sustava: čišćenje ploča od prašine i snijega, održavanje odvojivih i terminalnih veza kako bi se smanjio otpor kontakta i, kao rezultat, gubici električne energije.
Na strani opterećenja, energetska učinkovitost može se povećati na sljedeći način:
- dodjela niskonaponskog opskrbnog kruga izravno iz akumulatora, na primjer, za spajanje LED rasvjete. Tako ćete izbjeći dvostruku pretvorbu energije u pretvaraču;
- isključivanje pretvarača kada se teret isključi na njegovom izlazu, jer pretvarač koji radi u praznom hodu i dalje troši malu količinu energije;
- instalaciju zajedno s osvjetljenjem senzora kretanja s timerom kako bi se isključila dosadna potrošnja električne energije zbog činjenice da su jednostavno zaboravili isključiti svjetiljku u hodniku.
Kako se montira ovaj sustav napajanja sa solarnim pločama? Da li je potrebno angažirati stručnjake ili ga mogu sami postaviti?