Nap PV Rendszerösszetevők 101

Kezdőlap Nap PV Rendszerösszetevők 101
Közzétéve: 2022-04-28 Módosítva: 2023. december 27.
Megosztás:

A legegyszerűbben a napenergia a napenergia fogyasztható elektromossággá alakításának módja. Ez azonban ennél összetettebb. A rendszer több részből áll, amelyek mindegyike meghatározott szerepet tölt be. Összegyűjti, szállítja, majd átalakítja a napenergiát elektromos árammá. Ahhoz, hogy a napenergiát mint rendszert teljes mértékben megértsük, alapvető fontosságú, hogy megértsük az összes fő alkotóelem funkcióját.

A fotovoltaikus rendszer (PV rendszer) fotovoltaikát használ a napfény elektromos árammá alakítására. Megbízható zöldenergia-megoldás érhető el a fotovoltaik, más néven napelemek használatával.

Egy nap PV A rendszer kiváló fenntartható, alacsony karbantartási igényű lehetőség mindazok számára, akik szeretnének hozzájárulni egy zöldebb környezet kialakításához, mivel nem bocsát ki szennyezést. Számos előnye vonzó opcióvá is teszi.

Ebben a cikkben többet megtudhat a napenergiáról PV rendszerelemek és előnyeik.

Hogyan működik a napelem PV rendszer működik?

A fotovoltaikus cellák által összegyűjtött napenergiát ezután a fotovoltaikus cellák egyenáramú (DC) elektromossággá alakítják. A nap folyamán a napfény tükröződik a fotovoltaikus rendszereken, elektromos mezőt hozva létre, amely elektromos áramot hoz létre.

A váltakozó áramot ezután egy inverter állítja elő, amely veszi az egyenáramot, és váltakozó árammá (AC) alakítja át. Otthona váltakozó áramot használ elektromos készülékeinek táplálására, amelyet gyakran AC terhelésnek neveznek.

A Naprendszer fő elemei

Az alábbiakban felsoroltuk a különféle napelem-alkatrészeket és alkatrészeket -

Napelemek

A napelemes technológiát először 1954-ben gyártották, és azóta rohamosan terjed. Más néven fotovoltaikus panelek, a napelemek sok egyedi napelemből készülnek. Általában minél több napelem van, annál hatékonyabban fog működni a napelem.

A napelemek egyik fő jellemzője, hogy felfogják a napfényt és elektromos árammá alakítják. Különféle alkalmazásokhoz használható (fűtési rendszerek, közvilágítás, gépek telepítése, kamerák, jelzőtáblák, telefonok töltése, és sok más elektromos áramot használó eszköz). Az éjszaka folyamán a napelemek által termelt energiát speciális napelemek tárolják, vagy a megfelelő időpontokban közvetlenül a hálózatba táplálják.

A napelemek típusai

A fotovoltaikus rendszerekhez különféle napelemek állnak rendelkezésre, többek között

Monokristályos napelemek

A monokristályos panelekben a kristályok egyenletesen oszlanak el az egész panelen. Különféle anyagokból gyárthatók, mint például gallium-arzenid, amorf szilícium, réz-indium-gallium-szelenid, germánium, kadmium-tellurid és szerves polimerek.

A monokristályos napelemek az eddigi legmagasabb hatásfokkal rendelkeznek, és gyenge fényviszonyok között is jobban teljesítenek, mint bármely más típusú panel. Sőt, a hatékonysága is lassabban csökken, ahogy öregszik. A monokristályos napelemek szilícium bugákból készülnek, és hihetetlenül költségesek a gyártásuk. Kezdetben a monokristályos panelek kerültek a legtöbbbe; az energiamegtakarítás révén azonban hosszú távon megérhetik.

Polikristályos napelemek

A polikristályos szilícium napelemek egyedi pettyes kék színt kapnak, amely az árnyékolás szintjétől függően változik. Mivel az ezekben a panelekben használt szilícium nem homogén, a szilícium kristályszerkezete a panel különböző részein eltérő lehet. Ezért a polikristályos napelemek hatékonysága kisebb, mint a monokristályos panelek.

Magasabb hőmérsékleti együtthatójuk miatt a polikristályos napelemek kevésbé hatékonyak magasabb üzemi hőmérsékleten, mint a monokristályos napelemek. Mivel az átalakítási hatásfok csökken, több panelre van szükség a megadott teljesítmény előállításához.

Mivel a polikristályos szilícium napelemek nem homogének, olcsóbbak a beszerzésük, ezért sok vásárló ezt preferálja.

Amorf vékonyrétegű napelemek

A vékonyrétegű napelemek hatásfoka alacsonyabb, mint a monokristályos vagy polikristályos anyagoké, és az élettartama is rövidebb. Költségeik az egyszerűbb gyártási módnak köszönhetően lényegesen alacsonyabbak, mint a kristályos paneleké. A kristályos napelemekkel ellentétben a vékonyrétegű napelemek önthetőek, de a kristályos napelemek megrepedhetnek, ha meghajlítják.

Lakossági fotovoltaikus rendszerekben vékonyréteg-panelek alkalmazása nem javasolt azok alacsonyabb hatékonysága miatt. A vékonyrétegű panelek több helyet (és így több panelt) igényelnek, hogy ugyanolyan mennyiségű villamos energiát termeljenek, mint a kristályos panelek. Így a közüzemi társaságok gyakrabban használják ezeket a napelemeket, mint a lakástulajdonosok.

Solar inverter

A napenergia-rendszer típusától függetlenül az inverter létfontosságú alkatrész. Az egyenáramot (DC) váltakozó árammá (AC) alakítják át, amely számos lakossági, kereskedelmi és ipari célra hasznos, mint például a kereskedelmi és háztartási készülékek, például TV-k, hűtőszekrények és mikrohullámú sütők energiaellátása, valamint a hatalmas ipari alkalmazások. felszerelés. Az inverterek kulcsszerepet játszanak a napenergia előállításában PV környezetbarát rendszerek.

A szoláris inverterek típusai

String inverterek

Elektromos rendszerük közvetlenül kapcsolódik a hálózathoz, és ritkán van akkumulátoros tartalék rendszerük. Az ilyen típusú inverterek a legnépszerűbbek mind üzleti, mind háztartási használatra. Ezeknek a termékeknek a tervezési élettartama 25 év, a garancia pedig jellemzően öt év.

Hálózatra kötött inverterek

A hálózatra kötött inverter a napenergiát elektromos energiává alakítja a bemenetnek megfelelő fázis és frekvencia összehangolásával. Mivel az inverterek a közüzemi hálózatra csatlakoznak, biztonsági okokból automatikusan le is kapcsolhatnak.

Központi inverterek

Annak ellenére, hogy rendkívül hatékonyak, kompatibilisek a különböző rácsszerű funkciókkal, mint például az ingadozáskezelés és a kiegyenlítés. Az ilyen típusú szoláris inverterek általában nagyon nagyok, és saját tárolóterülettel, kipufogórendszerrel stb. rendelkeznek. A legtöbbjük kapacitása 400 KW felett van.

Mikro-inverterek

A húros inverterekhez képest általában kisebbek és kisebb teljesítményűek, kapacitásuk pedig 200 és 350 watt között van. Ezek drágábbak, mint a sztring inverterek, de nagyobb hatásfokkal rendelkeznek a részben árnyékolt területeken. Mindegyik egy adott panel hátuljára van felszerelve, így a DC-AC átalakítás csak az adott panelen történik.

Hálózaton kívüli inverterek

Az önálló invertereket vagy az off-grid invertereket független invertereknek is nevezik, mivel működésükhöz nincs szükség napelemes szinkronizálásra. Energiát úgy nyernek, hogy a fotovoltaikus energiát elektromos árammá alakítják. Az ilyen típusú szoláris invertert jellemzően távoli területekre telepítik, ahol az emberek szívesebben élnek teljesen a hálózatról.

Akkumulátoros inverterek vagy hibrid szoláris inverterek

Az ilyen típusú szoláris inverter olyan, mint a hálózatra kapcsolt és a hálózaton kívüli inverterek keveréke, mivel lehetővé teszi, hogy független legyen a hálózattól, miközben továbbra is szinkronizálódik a hálózattal, amikor nincs elegendő napfény vagy magas az energiafogyasztás. Az akkumulátor egyenáramú csatolásként ismert technikával van összekapcsolva az inverterrel.

Nap PV rendszer
Forrás- freepik.com

További napelemes alkatrészek és alkatrészek

DC leválasztó kapcsoló

Az egyenáramú áram áramlását befejező vagy megszakító csatlakozókat egyenáramú megszakítónak nevezzük. Egy napelem PV A rendszer egy egyenáramú megszakítót tartalmaz, amely a napelemek és az inverter között helyezkedik el, amely könnyen eldobható, ha Ön (vagy a tűzoltóság) le akarja kapcsolni a napenergiát. Az egyenáramú leválasztó bekapcsol PV rendszerek manuálisan kapcsolják le a napelemeket a telepítés, karbantartás és javítás során.

Gyors leállítás eszköz

A National Electrical Code (NEC) szerint a napelemes rendszereknek gyors leállítási funkcióval kell rendelkezniük. Egyszerűen fogalmazva, lehetővé teszi a tetőtéri napelemrendszerek gyors áramtalanítását.

A tűzoltók biztonsága érdekében az Országos Tűzvédelmi Szövetség (NFPA) gyors leállási követelményeket iktatott be az NEC-be. Ha a háza kigyullad, és úgy gondolja, hogy a gyors leállítási funkció nem lenne hasznos – de igen, a tűzoltók gyorsan feszültségmentesíthetik a rendszert, ha fel kell menniük a tetőre, ha a tűz kitör.

A szoláris inverter egyszerű kikapcsolásával nem mindig érhető el ez: egyes rendszerek áram alatt hagyhatják a vezetékeket és az áramköröket, még akkor is, ha az inverter ki van kapcsolva, így a tetőn vagy a padláson dolgozó tűzoltók nagyobb ütésveszélynek vannak kitéve. A napelemes rendszerek gyorsan, kevesebb mint egy perc alatt lekapcsolhatók egy gyorsleállító eszközzel, amely lehetővé teszi az elektromos feszültség gyors csökkentését.

Túlfeszültség-védelmi eszköz

Az elektromos túlfeszültségek és tüskék, például a villámlás által közvetlenül vagy közvetve okozott túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD) védhetők. Használhatók teljesen különálló készülékként vagy elektromos berendezések részeként. A napenergia egy fotovoltaikus rendszeren (PV) keresztül elektromos árammá alakítható. Az SPD telepítésével megelőzheti a telepítés károsodását, elkerülheti a magas karbantartási költségeket és a gyártás megszakadásából eredő veszteségeket.

DC biztosítéktartó

A szoláris egyenáramú biztosítékokat elsősorban a rendszer vezetékeinek túlmelegedéstől és tűzveszélytől való védelmére használják. Második funkciója, hogy rövidzárlat esetén megakadályozza a készülékek meggyulladását vagy súlyos károsodását.

Töltővezérlő

Az akkumulátor töltésvezérlők szabályozzák a napelemekről érkező egyenáramot, hogy az akkumulátorok ne töltsenek túl. A töltésvezérlő segítségével megállapíthatja, hogy az akkumulátorok teljesen fel vannak-e töltve, és blokkolhatja az áramot, hogy elkerülje az akkumulátorok maradandó károsodását.

Általánosságban elmondható, hogy a töltésvezérlőket maximális teljesítménypont követésre (MPPT) és impulzusszélesség-modulációra (PWM) osztják.

A PWM-ek szabványos típusok, és ideálisak kisebb akkumulátorbankokhoz és fotovoltaikus rendszerekhez, mivel 4 és 60 amper között mozognak, mérettől függően. Alternatív megoldásként az MPPT töltésvezérlők jobban megfelelnek a nagyfeszültségű, általában legfeljebb 160 voltos egyenfeszültségű fotovoltaikus rendszerekhez.

Nem mindig kell töltésvezérlőt beépíteni a fotovoltaikus rendszerébe, mivel nem minden napelemben van napelem bank. Ezért csak akkor használjon töltésvezérlőt, ha rendelkezik akkumulátorral. Továbbá, ha a te PV A tömb körülbelül 2 wattot ad le 50 vagy kevesebb akkumulátor-amperóránként, lehet, hogy nincs szüksége töltésvezérlőre.

Kombinátor doboz

A legtöbb napelemes rendszerben gyakran figyelmen kívül hagyják a kombinálódobozt, de döntő szerepet játszik. A kombinálódobozok olyan elektromos házak, amelyek lehetővé teszik több napelem egyidejű csatlakoztatását. Ha két 12 V-os panelt köt össze a 12 V-os rendszerhez, akkor a kimeneteiket közvetlenül a kombinálódoboz kivezetéseire kell csatlakoztatni.

A rendszer következő alkatrészének, a töltésvezérlőnek a csatlakoztatásához mindössze két vezetéket kell vezetnie (egy vezetékben) a kombinálódobozból. Ezenkívül biztosítékok vagy megszakítók sorozatát fogja tartalmazni. A dobozokat általában kültéri használatra tervezték, és közvetlenül a napelemek vagy tömbök mellé kell elhelyezni.

A fotovoltaikus rendszerek előnyei

  • Magas megbízhatóság

Bár a fotovoltaikus rendszerek ki vannak téve a zord időjárási viszonyoknak, mégis rendkívül megbízhatóak. A fotovoltaikus tömbökkel a kritikus tápegységek folyamatosan és megszakítás nélkül működhetnek.

  • Erős kitartás

A napelemekre jellemzően 25 év vagy több garancia vonatkozik, és a legtöbb éven át működőképes marad.

  • Tiszta energiaforrás

PV A sejtek tiszta és zöld energiát biztosítanak, ami a legjelentősebb előny. Nem kell aggódni amiatt, hogy a panelek káros üvegházhatású gázokat, például szén-dioxidot bocsátanak ki a légkörbe.

  • Ingyenes alapanyagok

Azért is előnyös, mert nincs szükség alapanyag beszerzésre! A napelemek a napra támaszkodnak elektromos áram előállítására, amely bőségesen elérhető körülötted. A napenergia választása kiváló választás. A rendszer kezdeti beruházást igényel; azonban szabad, természetes és sokáig bőséges. Ha egyszer felhasználja az általa termelt energiát PV cellákban, végül megtakaríthatja az áramköltségeket.

  • Alacsony karbantartási költségek

A fotovoltaikus rendszerek a hagyományos tüzelőanyag-rendszerekhez képest csak alkalmi ellenőrzéseket és javítási munkákat igényelnek.

  • Nulla üzemanyag-fogyasztás

A hagyományos, üzemanyagot igénylő rendszerekkel ellentétben a fotovoltaikus rendszerek nem igényelnek beszerzési, tárolási vagy szállítási költségeket.

  • A zajszennyezés kicsi

A minimális mechanikai mozgások ellenére a fotovoltaikus rendszer csendesen működik.

  • Fotovoltaikus felügyelet

PV a rendszerekhez szükség lehet néhány modul hozzáadására energiahatékonyságuk javítása érdekében.

  • Könnyen telepíthető

A lakossági napelemek felszerelhetők a földre vagy a tetőre anélkül, hogy az életstílusát megzavarná.

  • Erős biztonság

A fotovoltaikus rendszerek nem csak a környezet, hanem az Ön számára is biztonságosak. Olyan módosításokkal rendelkeznek, amelyek megvédik házát természeti vagy mechanikai katasztrófák esetén.

  • Erős függetlenség

Sok lakónegyed alkalmazza ezt az új technológiát, mert független az energiatermelése és független a közművektől.

Tetőtéri napelemek
Forrás- freepik.com

Kulcs elvihető

A fotovoltaikus rendszer telepítése otthonában javítja mindennapi életének minőségét és csökkenti az áramtermelés környezetre gyakorolt ​​hatását. Reméljük, hogy ez a cikk elegendő információt adott a napelemek összetevőiről PV rendszer.

A házához megfelelő fotovoltaikus rendszer kiválasztása azonban kihívást jelenthet. Sok tényezőt figyelembe kell venni, amikor a fotovoltaikába való befektetést mérlegeljük. A fotovoltaikus rendszert az adott alkalmazáshoz szükséges energiamennyiség alapján tervezik. Az energiaigénytől, a tárolókapacitástól és a hálózati csatlakozástól függően a szükséges panelek száma változhat. A megfelelő döntés meghozatalához alaposan meg kell vizsgálnia a lehetőségeit és a rendelkezésre álló szállítókat.

Kap egy ingyenes idézet

Beszéljen Szakértőnkkel