Päikese- PV Süsteemi komponendid 101

Lihtsamalt öeldes on päikeseenergia viis päikeseenergia muundamiseks tarbitavaks elektrienergiaks. Siiski on see keerulisem. Süsteem koosneb mitmest osast, millest igaüks mängib kindlat rolli. See kogub, transpordib ja seejärel muundab päikeseenergiat elektriks. Päikeseenergia kui süsteemi täielikuks mõistmiseks on oluline mõista kõigi peamiste kaasatud komponentide funktsioone.

Fotogalvaaniline süsteem (PV süsteem) kasutab päikesevalguse elektrienergiaks muutmiseks fotogalvaanikat. Usaldusväärse rohelise energia lahenduse saab kasutada fotogalvaaniliste elementide ehk päikesepaneelidena.

Päike PV süsteem on suurepärane säästev ja vähest hooldust nõudev valik kõigile, kes soovivad panustada rohelisemasse keskkonda, kuna see ei tekita saastet. Selle arvukad eelised muudavad selle ka atraktiivseks.

Sellest artiklist saate rohkem teada päikeseenergia kohta PV süsteemi komponendid ja nende eelised.

Kuidas päikeseenergia PV süsteem töötab?

Seejärel muundatakse fotogalvaaniliste elementide poolt kogutud päikeseenergia alalisvoolu (DC) elektriks. Päeval peegeldub päikesepaiste fotogalvaanilistes süsteemides, luues elektrivälja, mis põhjustab elektrivoolu.

Seejärel toodab vahelduvvoolu inverter, mis võtab alalisvoolu ja muudab selle vahelduvvooluks (AC). Teie kodu kasutab elektriseadmete toiteks vahelduvvoolu, mida sageli nimetatakse vahelduvvooluks.

Päikesesüsteemi peamised komponendid

Allpool on loetletud erinevad päikesepaneelide osad ja komponendid -

Päikesepaneelid

Päikesetehnoloogiat toodeti esmakordselt 1954. aastal ja sellest ajast alates on see kiiresti laienenud. Alternatiivselt tuntud kui fotogalvaanilised paneelid, on päikesepaneelid valmistatud paljudest üksikutest päikesepatareidest. Üldiselt, mida rohkem päikesepatareisid on, seda tõhusamalt päikesepaneel töötab.

Päikesepaneelide üks peamisi aspekte on see, et nad püüavad päikesevalgust ja muudavad selle elektriks. Seda saab kasutada mitmesuguste rakenduste jaoks (küttesüsteemid, tänavavalgustus, masinapaigaldised, kaamerad, viidad, telefonide laadimine ja paljud muud elektrit kasutavad seadmed). Öösel salvestatakse päikesepaneelide toodetud energia spetsiaalsetesse päikesepatareidesse või suunatakse see sobival ajal otse võrku.

Päikesepaneelide tüübid

Fotogalvaaniliste süsteemide jaoks on hõlpsasti saadaval mitmesuguseid päikesepaneele, sealhulgas

Monokristallilised päikesepaneelid

Monokristallilistes paneelides on kristallid ühtlaselt jaotunud kogu paneeli ulatuses. Neid saab valmistada erinevatest materjalidest, nagu galliumarseniid, amorfne räni, vask-indium-galliumseleniidid, germaanium, kaadmiumtelluriid ja orgaanilised polümeerid.

Monokristallilisel päikesepaneelil on seni kõrgeim tõhususe reiting ja see toimib vähese valgusega tingimustes paremini kui mis tahes muud tüüpi paneelid. Lisaks väheneb selle tõhusus vananedes aeglasemalt. Monokristallilised päikesepaneelid on valmistatud räni valuplokkidest ja nende tootmine on uskumatult kulukas. Esialgu maksid kõige rohkem monokristallilised paneelid; need võivad aga energiasäästu kaudu pikas perspektiivis seda väärt olla.

Polükristallilised päikesepaneelid

Polükristallilistel räni päikesepaneelidel on ainulaadne täpiline sinine värv, mis varieerub sõltuvalt varjundi tasemest. Kuna nendes paneelides kasutatav räni ei ole homogeenne, võib räni kristallstruktuur paneeli erinevates osades erineda. Seetõttu on polükristallilised päikesepaneelid väiksema efektiivsusega kui monokristallilised paneelid.

Kõrgema temperatuurikoefitsiendi tõttu on polükristallilised päikesepaneelid vähem efektiivsed kõrgematel töötemperatuuridel kui monokristallilised päikesepaneelid. Kuna konversioonitõhusus väheneb, on määratud võimsuse tootmiseks vaja rohkem paneele.

Kuna polükristallilised räni päikesepaneelid ei ole homogeensed, on nende ostmine odavam ja paljud kliendid eelistavad neid seetõttu.

Amorfsed õhukese kilega päikesepaneelid

Õhukese kilega päikesepaneelide kasutegur on madalam kui monokristallilise või polükristallilise materjaliga päikesepaneelil ning selle eluiga on samuti lühem. Tänu lihtsamale tootmismeetodile on nende kulud oluliselt madalamad kui kristallpaneelidel. Erinevalt kristallilistest päikesepaneelidest on õhukese kilega päikesepaneelid vormitavad, kuid kristalsed päikesepaneelid võivad paindumisel praguneda.

Õhukese kile paneelide kasutamine elamute fotogalvaanilistes süsteemides ei ole nende madalama efektiivsuse tõttu soovitatav. Õhukese kilega paneelid vajavad rohkem ruumi (ja seega rohkem paneele), et toota sama palju elektrit kui kristallpaneelid. Seega kasutavad kommunaalettevõtted neid päikesepaneele sagedamini kui majaomanikud.

Päikeseenergia muundur

Olenemata päikeseenergiasüsteemi tüübist on inverter ülitähtis komponent. Alalisvool (DC) muundatakse vahelduvvooluks (AC), mis on kasulik mitmel elamu-, äri- ja tööstuslikul otstarbel, näiteks varustada energiat kaubandus- ja kodumasinatega, nagu telerid, külmikud ja mikrolaineahjud, aga ka tohutud tööstuslikud seadmed. varustus. Inverterid mängivad päikeseenergia valmistamisel võtmerolli PV süsteemid keskkonnasõbralikud.

Päikeseenergia inverterite tüübid

Stringi inverterid

Nende toitesüsteem on otse võrku ühendatud ja neil on harva aku varusüsteem. Seda tüüpi inverterid on kõige populaarsemad nii äri- kui ka majapidamises. Nende toodete kasutusiga on 25 aastat ja garantii on tavaliselt viis aastat.

Võrku ühendatud inverterid

Võrku ühendatud inverter muudab päikeseenergia elektrienergiaks, sobitades sisendile vastava faasi ja sageduse. Kuna inverterid on ühendatud elektrivõrku, võivad need ohutuse huvides automaatselt välja lülituda.

Tsentraalsed inverterid

Vaatamata sellele, et need on äärmiselt tõhusad, ühilduvad need erinevate võrgulaadsete funktsioonidega, nagu kõikumiste juhtimine ja tasakaalustamine. Seda tüüpi päikeseinverterid on tavaliselt väga suured ja neil on oma panipaik, väljalaskesüsteem jne. Enamik neist on võimsusega üle 400 KW.

Mikroinverterid

Võrreldes stringinverteritega on need üldiselt väiksemad ja vähem võimsad ning nende võimsus jääb vahemikku 200–350 vatti. Need on kallimad kui stringinverterid, kuid neil on suurem efektiivsus osaliselt varjutatud aladel. Igaüks neist on paigaldatud konkreetse paneeli tagaküljele, nii et alalisvoolu vahelduvvooluks muundamine toimub ainult selle paneeli jaoks.

Võrguvälised inverterid

Eraldiseisvaid invertereid või võrguväliseid invertereid tuntakse ka sõltumatute inverteritena, kuna nende tööks ei ole vaja sünkroonimist päikesepaneeliga. Nad saavad energiat, muutes fotogalvaanilise energia elektriks. Seda tüüpi päikeseinverter paigaldatakse tavaliselt kaugematesse piirkondadesse, kus inimesed eelistavad elada täielikult võrgust väljas.

Akupõhised inverterid või hübriid päikeseenergia inverterid

Seda tüüpi päikeseinverter on nagu segu nii võrguga ühendatud kui ka võrgust väljas olevatest inverteritest, võimaldades teil olla võrgust sõltumatu, sünkroonides samal ajal võrguga, kui päikesevalgust on ebapiisav või energiatarve on suur. Aku on omavahel ühendatud inverteriga, kasutades tehnikat, mida tuntakse DC Coupling nime all.

Rohkem päikeseenergia osi ja komponente

Alalisvoolulüliti

Pistikuid, mis lõpetavad või katkestavad alalisvoolu elektrivoolu, nimetatakse alalisvoolu lahtiühendamiseks. Päikesepatarei PV süsteem hõlmab päikesepaneelide ja toiteinverteri vahel asuvat alalisvoolu lahtiühendamist, mida saab kergesti visata, kui soovite (või tuletõrje) päikeseenergiat välja lülitada. DC isolaator lülitub sisse PV süsteemid ühendavad päikesepaneelid paigaldamise, hoolduse ja remondi ajal käsitsi lahti.

Kiire väljalülitusseade

Vastavalt riiklikule elektriseadustikule (NEC) peab päikesepaneelisüsteemidel olema kiire väljalülitusfunktsioon. Lihtsamalt öeldes võimaldab see katusel oleva päikesepaneelide süsteemi kiiresti pingest välja lülitada.

Tuletõrjujate ohutuse tagamiseks lisas National Fire Protection Association (NFPA) kiire sulgemise nõuded NEC-i. Kui teie maja süttib ja arvate, et kiire väljalülitamise funktsioon poleks kasulik – aga see on nii, saavad tuletõrjujad teie süsteemi kiiresti pingest välja lülitada, kui neil on tulekahju puhkedes vaja teie katusele tõusta.

Päikeseenergia inverteri väljalülitamise lihtne toiming seda alati ei saavuta: mõned süsteemid võivad jätta juhtmed ja vooluringid pingestatud isegi siis, kui inverter on välja lülitatud, pannes teie katusel või pööningul töötavad tuletõrjujad suuremasse põrutusohtu. Päikesesüsteemid saab kiiresti lahti ühendada vähem kui minutiga kiire väljalülitusseadme abil, mis võimaldab kiiresti elektripinget vähendada.

Pingekaitsevahend

Elektrilisi liigpingeid ja naelu, näiteks neid, mis on põhjustatud otseselt või kaudselt äikest, saab kaitsta liigpingekaitseseadmetega (SPD). Neid saab kasutada täiesti eraldiseisvate seadmetena või elektriseadmete osadena. Päikeseenergiat saab fotogalvaanilise süsteemi (PV) kaudu muuta elektrivooluks. SPD paigaldamisega saate vältida paigalduse kahjustamist, vältides suuri hoolduskulusid ja tootmiskatkestusest tulenevaid kadusid.

DC kaitsme hoidik

Päikeseenergia alalisvoolukaitsmeid kasutatakse peamiselt süsteemi juhtmestiku kaitsmiseks ülekuumenemise ja süttimise eest. Selle teine ​​funktsioon on vältida seadmete süttimist või tõsiste kahjustuste saamist lühise korral.

Laadimiskontroller

Aku laadimise kontrollerid reguleerivad päikesepaneelidelt tulevat alalisvoolu, et akud üle ei laeks. Laadimiskontrolleri abil saate kindlaks teha, kas teie akud on täielikult laetud, ja blokeerida voolu, et vältida akude püsivat kahjustamist.

Üldiselt jagunevad laadimiskontrollerid maksimaalse võimsuspunkti jälgimiseks (MPPT) ja impulsi laiuse modulatsiooniks (PWM).

PWM-id on standardsed tüübid ja sobivad ideaalselt väiksemate akupankade ja fotogalvaaniliste süsteemide jaoks, kuna nende tugevus on olenevalt suurusest vahemikus 4 kuni 60 amprit. Teise võimalusena sobivad MPPT laadimiskontrollerid paremini kõrgepinge, tavaliselt kuni 160-voldise alalispingega fotogalvaanilistele süsteemidele.

Alati ei ole vaja oma fotogalvaanilise süsteemi laadimiskontrollerit lisada, kuna kõigil päikesepaneelidel pole päikesepatareipanku. Seetõttu peaksite laadimiskontrollerit kasutama ainult siis, kui teil on akupank. Samuti, kui teie PV massiiv annab umbes 2 vatti 50 või vähema aku ampritunni kohta, siis ei pruugi te vajada laadimiskontrollerit.

Kombineerija kast

Kombinaatorkast jäetakse enamikus päikeseelektrisüsteemides sageli tähelepanuta, kuid sellel on ülioluline roll. Kombinerkarbid on elektrikarbid, mis võimaldavad korraga ühendada mitu päikesepaneeli. Kui ühendate oma 12-voldise süsteemi jaoks kokku kaks 12-voldist paneeli, ühendate nende väljundid otse kombainkarbi klemmidega.

Süsteemi järgmise komponendi, laadimiskontrolleri ühendamiseks peate ühendajakastist juhtima ainult kaks juhet (torus). Lisaks sisaldab see rida kaitsmeid või kaitselüliteid. Kastid on tavaliselt mõeldud välitingimustes kasutamiseks ja need on mõeldud paigutamiseks otse päikesepaneelide või massiivide kõrvale.

Fotogalvaaniliste süsteemide eelised

• kõrge töökindlus

Kuigi fotogalvaanilised süsteemid alluvad karmidele ilmastikutingimustele, on need siiski väga töökindlad. Fotogalvaaniliste massiividega saavad kriitilised toiteallikad töötada pidevalt ja katkestusteta.

• Tugev püsivus

Päikesepaneelidele kehtib tavaliselt 25-aastane või pikem garantii ja enamik jääb tööks paljudeks aastateks.

• Puhas energiaallikas

PV rakud pakuvad puhast ja rohelist energiat, mis on kõige olulisem eelis. Pole muret selle pärast, et paneelid eraldavad atmosfääri kahjulikke kasvuhoonegaase, näiteks süsinikdioksiidi.

• Tasuta tooraine

See on ka soodne, kuna puudub vajadus tooraine ostmiseks! Päikesepatareid toetuvad päikesele, et toota elektrit, mis on teie ümber rikkalikult saadaval. Päikeseenergia valimine on suurepärane valik. Süsteem nõuab esialgset investeeringut; aga see on tasuta, loomulik ja külluslik pikka aega. Kui kasutate toodetud energiat PV elemendid, säästate lõpuks elektrikuludelt.

• Madalad hoolduskulud

Fotogalvaanilised süsteemid nõuavad tavaliste kütusesüsteemidega võrreldes vaid aeg-ajalt ülevaatusi ja remonditöid.

• Kütusekulu null

Erinevalt tavalistest kütust nõudvatest süsteemidest ei nõua fotogalvaanilised süsteemid hankimis-, ladustamis- ega transpordikulusid.

• Mürasaaste on väike

Vaatamata minimaalsetele mehaanilistele liikumistele võib fotogalvaaniline süsteem töötada vaikselt.

• Fotogalvaaniline järelevalve

PV süsteemidele võib olla vaja lisada mõned moodulid, et parandada oma energiatõhusust.

• Lihtne paigaldada

Elamute päikesepaneele saab paigaldada lihtsalt maapinnale või katustele ilma teie elustiili häirimata.

• Tugev turvalisus

Fotogalvaanilised süsteemid on ohutud mitte ainult keskkonnale, vaid ka teile. Neil on modifikatsioonid, mis kaitsevad teie maja loodus- või mehaaniliste katastroofide korral.

• Tugev iseseisvus

Paljud elamurajoonid kasutavad seda uut tehnoloogiat selle sõltumatu energiatootmise ja kommunaalteenustest sõltumatuse tõttu.

Key Takeaway

Fotogalvaanilise süsteemi paigaldamine teie koju parandab teie igapäevaelu kvaliteeti ja vähendab teie elektritootmise mõju keskkonnale. Loodame, et see artikkel andis teile piisavalt teavet päikeseenergia komponentide kohta PV süsteemi.

Siiski võib oma maja jaoks õige fotogalvaanilise süsteemi valimine olla keeruline. Fotogalvaanikasse investeerimise kaalumisel tuleks arvesse võtta paljusid tegureid. Fotogalvaaniline süsteem on kavandatud konkreetse rakenduse jaoks vajaliku võimsuse põhjal. Sõltuvalt toitevajadusest, mälumahust ja võrguühendusest on vajalike paneelide arv erinev. Õige otsuse tegemiseks peate põhjalikult uurima oma võimalusi ja saadaolevaid tarnijaid.