סולרי PV רכיבי מערכת 101

במילים פשוטות ביותר, אנרגיה סולארית היא דרך להמיר אנרגיה סולארית לחשמל מתכלה. עם זאת, זה יותר מורכב מזה. המערכת מורכבת ממספר חלקים שלכל אחד תפקיד מסוים. הוא אוסף, מעביר, ובהמשך ממיר אנרגיית שמש לחשמל. כדי להבין באופן מלא את אנרגיית השמש כמערכת, חיוני להבין את הפונקציות של כל המרכיבים העיקריים המעורבים.

המערכת הפוטו-וולטאית (PV מערכת) משתמשת בפוטו-וולטאים כדי להמיר אור שמש לחשמל. ניתן להשיג פתרון אמין לאנרגיה ירוקה על ידי שימוש בפוטו-וולטאים, הידוע גם כפאנלים סולאריים.

שמש PV מערכת היא אופציה מצוינת בת קיימא וזולת תחזוקה לכל מי שרוצה לתרום לסביבה ירוקה יותר מכיוון שהיא אינה פולטת זיהום. יתרונותיו הרבים הופכים אותו גם לאופציה אטרקטיבית.

במאמר זה תוכלו לדעת יותר על השמש PV רכיבי המערכת ויתרונותיהם.

איך עושה שמש PV עבודת מערכת?

אנרגיית השמש הנאספת על ידי תאים פוטו-וולטאיים מומרת לאחר מכן לחשמל זרם ישר (DC) על ידי התאים הפוטו-וולטאיים. במהלך היום, השמש תשתקף על פני מערכות פוטו-וולטאיות, וייצור שדה חשמלי, שיגרום לזרום לחשמל.

לאחר מכן יווצר כוח AC על ידי מהפך, אשר ייקח את החשמל DC וימיר אותו לזרם חילופין (AC). הבית שלך משתמש בכוח AC כדי להפעיל את המכשירים החשמליים שלו, המכונה לעתים קרובות עומס AC.

המרכיבים העיקריים של מערכת השמש

פירטנו להלן חלקים ורכיבים שונים של פאנל סולארי-

פנלים סולאריים

טכנולוגיה סולארית יוצרה לראשונה בשנת 1954, והיא מתרחבת במהירות מאז. לחילופין הידועים כפאנלים פוטו-וולטאיים, פאנלים סולאריים בנויים מתאי שמש בודדים רבים. ככלל, ככל שיהיו יותר תאים סולאריים, כך הפאנל הסולארי יפעל בצורה יעילה יותר.

אחד ההיבטים העיקריים של פאנלים סולאריים הוא שהם לוכדים את אור השמש וממירים אותו לחשמל. ניתן להשתמש בו ליישומים שונים (מערכות חימום, תאורת רחוב, התקנות מכונות, מצלמות, שילוט, טעינת טלפונים ועוד מכשירים רבים המנצלים חשמל). במהלך הלילה, האנרגיה הנוצרת מהפאנלים הסולאריים מאוחסנת בסוללות סולאריות מיוחדות, או שהיא מוזנת ישירות לרשת בזמנים נוחים.

סוגי פאנלים סולאריים

מגוון פאנלים סולאריים זמינים עבור מערכות פוטו-וולטאיות, כולל

לוחות שמש חד גבישי

בפאנלים חד-גבישיים, גבישים מפוזרים באופן אחיד בכל הפאנל. ניתן לייצר אותם מחומרים שונים, כגון גליום ארסניד, סיליקון אמורפי, אינדיום נחושת גליום סלניד, גרמניום, קדמיום טלוריד ופולימרים אורגניים.

פאנל סולארי חד-גבישי בעל דירוג היעילות הגבוה ביותר עד כה ומתפקד טוב יותר בתנאי תאורה חלשה מכל סוג אחר של פאנל. יתרה מכך, היעילות שלו יורדת לאט יותר ככל שהוא מתבגר. פאנלים סולאריים חד-גבישיים עשויים ממטילי סיליקון והם יקרים להפליא לייצור. בתחילה, לוחות חד-גבישיים עולים הכי הרבה; עם זאת, הם עשויים להיות שווים את זה בטווח הארוך באמצעות חיסכון באנרגיה.

פנלים סולאריים קריסטלים

ישנו צבע כחול מנומר ייחודי לפאנלים סולאריים סיליקון פוליבריסטליים, המשתנה בהתאם לרמת הגוון. מכיוון שהסיליקון המשמש בלוחות אלו אינו הומוגני, מבנה הגביש של הסיליקון יכול להיות שונה בחלקים שונים של הפאנל. לכן, לפאנלים סולאריים רב-גבישים יש יעילות נמוכה יותר מאשר לפאנלים חד-גבישיים.

בשל מקדם הטמפרטורה הגבוה שלהם, פאנלים סולאריים רב גבישיים פחות יעילים בטמפרטורות הפעלה גבוהות מאלה של פאנלים סולאריים חד גבישיים. מכיוון שיעילות ההמרה מופחתת, נדרש מספר רב יותר של לוחות כדי להפיק את ההספק שצוין.

מכיוון שפאנלים סולאריים מסיליקון פוליבריסטליים אינם הומוגניים, הם עולים פחות לרכישה ולקוחות רבים מעדיפים אותם בשל כך.

פאנלים סולאריים מסוג סרט דק אמורפי

היעילות של פאנל סולארי עם סרט דק נמוך יותר מיעילות של חומר חד-גבישי או רב-גבישי, וגם משך החיים שלו קצר יותר. בשל שיטת הייצור הפשוטה יותר, העלויות שלהם נמוכות משמעותית מלוחות גבישיים. שלא כמו פאנלים סולאריים גבישיים, פאנלים סולאריים בעלי סרט דק ניתנים לעיצוב, אך פאנלים סולאריים גבישיים יכולים להיסדק אם הם מכופפים.

השימוש בלוחות סרט דק במערכות פוטו-וולטאיות למגורים אינו מומלץ בשל יעילותם הנמוכה יותר. לוחות סרט דק דורשים יותר מקום (ולכן יותר לוחות) כדי לייצר את אותה כמות חשמל כמו לוחות גבישיים. לפיכך, חברות שירות נמצאות בשימוש נפוץ יותר בפאנלים סולאריים אלה מאשר בעלי בתים.

מהפך סולארי

ללא קשר לסוג מערכת האנרגיה הסולארית, מהפך הוא מרכיב חיוני. זרם ישר (DC) מומר לזרם חילופין (AC), אשר מועיל למספר מטרות מגורים, מסחריות ותעשייתיות, כגון אספקת אנרגיה למכשירים מסחריים וביתיים כגון טלוויזיות, מקררים ומיקרוגל, כמו גם תעשייתי ענק. צִיוּד. ממירים ממלאים תפקיד מפתח בייצור סולארי PV מערכות ידידותיות לסביבה.

סוגי ממירים סולאריים

ממירי מחרוזת

מערכת החשמל שלהם מחוברת ישירות לרשת ולעתים רחוקות יש להם מערכת גיבוי לסוללות. ממירים מסוג זה הם הפופולריים ביותר הן לשימוש עסקי והן לשימוש ביתי. חיי העיצוב של מוצרים אלה הם 25 שנים, והאחריות היא בדרך כלל חמש שנים.

ממירים הקשורים לרשת

המהפך המחובר לרשת ממיר אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית על ידי התאמת הפאזה והתדר המתאימים לקלט. מכיוון שהממירים מחוברים לרשת החשמל, הם יכולים גם לכבות אוטומטית מטעמי בטיחות.

ממירים מרכזיים

למרות היותם יעילים במיוחד, הם תואמים לתכונות שונות דמויות רשת, כגון ניהול תנודות ואיזון. ממירים סולאריים מסוג זה הם לרוב גדולים מאוד ויש להם אזור אחסון משלהם, מערכת פליטה וכו'. רובם בעלי הספק של מעל 400 KW.

מיקרו-אינברטרים

בהשוואה לממירי מיתרים, הם בדרך כלל קטנים יותר ופחות חזקים ובעלי קיבולת של בין 200 ל-350 וואט. הם יקרים יותר מממירי מחרוזת אך יש להם יעילות רבה יותר באזורים מוצלים חלקית. כל אחד מהם מותקן בחלק האחורי של פאנל מסוים, כך שהמרת DC ל-AC מתבצעת רק עבור פאנל זה.

ממירים מחוץ לרשת

ממירים עצמאיים או ממירי Off-grid ידועים גם כממירים עצמאיים מכיוון שהם אינם דורשים סנכרון עם פאנל סולארי כדי לפעול. הם משיגים אנרגיה על ידי המרת אנרגיה פוטו-וולטאית לחשמל. מהפך סולארי מסוג זה מותקן בדרך כלל באזורים מרוחקים, שבהם אנשים מעדיפים לחיות לגמרי מחוץ לרשת.

ממירים מבוססי סוללה או ממירים סולאריים היברידיים

מהפך סולארי מסוג זה הוא כמו שילוב של ממירים מחוברים לרשת וגם מממירים שאינם מחוברים לרשת, בכך שהוא מאפשר לך להיות בלתי תלוי ברשת ועדיין להסתנכרן עם הרשת כאשר אין מספיק אור שמש או צריכת חשמל גבוהה. הסוללה מחוברת למהפך באמצעות טכניקה המכונה DC Coupling.

עוד חלקים ורכיבים סולאריים

מתג ניתוק DC

מחברים המשלימים או קוטעים את זרימת החשמל DC נקראים ניתוקי DC. שמש PV המערכת כוללת ניתוק DC הממוקם בין הפאנלים הסולאריים לבין מהפך החשמל, אותו ניתן לזרוק בקלות אם אתה (או מכבי האש) רוצה לנתק את החשמל הסולארי. מבודד DC נכנס PV מערכות מנתקות ידנית פאנלים סולאריים במהלך התקנה, תחזוקה ותיקון.

מכשיר כיבוי מהיר

בהתאם לקוד החשמל הלאומי (NEC), מערכות פאנלים סולאריים חייבות להיות עם תכונת כיבוי מהיר. במילים פשוטות, זה מאפשר למערכת פאנלים סולאריים על הגג להתבטל במהירות.

כדי להבטיח את בטיחותם של הכבאים, האגודה הלאומית להגנה מפני אש (NFPA) כללה דרישות כיבוי מהיר ב-NEC. אם הבית שלך עולה באש, ואתה חושב שפונקציונליות כיבוי מהיר לא תהיה שימושית - אבל היא כן, כבאים יכולים לנטרל במהירות את המערכת שלך אם הם צריכים לעלות על הגג שלך אם השריפה תפרוץ.

הפעולה הפשוטה של ​​כיבוי מהפך סולארי לא תמיד משיגה זאת: מערכות מסוימות יכולות להשאיר חוטים ומעגלים מופעלים גם כשהמהפך כבוי, מה שמציב את הכבאים שעובדים על הגג שלך או בעליית הגג שלך בסיכון גבוה יותר להלם. מערכות סולאריות ניתנות לניתוק מהיר תוך פחות מדקה באמצעות התקן כיבוי מהיר המאפשר הפחתה מהירה של המתח החשמלי.

התקן הגנה נחשול

ניתן להגן על נחשולי מתח חשמלי, כגון אלו הנגרמים במישרין או בעקיפין על ידי ברק, באמצעות התקני הגנה מפני נחשולי מתח (SPDs). הם יכולים לשמש כמכשירים נפרדים לחלוטין או כחלקים מציוד חשמלי. ניתן להמיר אנרגיה סולארית לזרם חשמלי באמצעות מערכת פוטו-וולטאית (PV). באמצעות התקנת SPD, ניתן למנוע נזק להתקנה, למנוע עלויות תחזוקה גבוהות והפסדים עקב הפסקת ייצור.

מחזיק פיוז DC

נתיכים סולאריים DC משמשים בעיקר כדי להגן על חיווט המערכת מפני התחממות יתר והתלקחות. תפקידו השני הוא למנוע ממכשירים להתלקח או להיגרם נזק חמור במקרה של קצר חשמלי.

בקר טעינה

בקרי טעינת הסוללה מווסתים את ה-DC המגיע מפאנלים סולאריים כך שהסוללות לא ייטענו יתר על המידה. באמצעות בקר טעינה, אתה יכול לקבוע אם הסוללות שלך טעונות במלואן, ולחסום את זרימת הזרם כדי למנוע נזק קבוע לסוללות.

באופן כללי, בקרי הטעינה מחולקים למעקב אחר נקודות הספק המרבי (MPPT) ואפנון רוחב הדופק (PWM).

PWMs הם סוגים סטנדרטיים והם אידיאליים עבור סוללות קטנות יותר ומערכות פוטו-וולטאיות, מכיוון שהם נעים בין 4 ל-60 אמפר, תלוי בגודל. לחלופין, בקרי טעינה MPPT מתאימים יותר למערכות פוטו-וולטאיות בעלות מתח גבוה, בדרך כלל עד 160 וולט DC.

לא תמיד יש צורך לכלול בקר טעינה במערכת הפוטו-וולטאית שלך מכיוון שלא לכל הפאנלים הסולאריים יש סוללות סולאריות. לכן, עליך להשתמש בבקר טעינה רק כאשר יש לך בנק סוללות. כמו כן, אם שלך PV מערך מוציא בערך 2 וואט לכל 50 אמפר-שעות סוללה או פחות, ייתכן שלא תצטרך בקר טעינה.

תיבת קומבינר

לרוב מערכות החשמל הסולאריות מתעלמים מתיבה המשלבת, אך היא ממלאת תפקיד מכריע. קופסאות קומבינרים הן מארזים חשמליים המאפשרים לחבר מספר פאנלים סולאריים בו זמנית. אם אתה מחבר שני לוחות 12 וולט יחד עבור מערכת ה-12 וולט שלך, תחבר את היציאות שלהם ישירות למסופים של תיבת המשלב.

כדי לחבר את הרכיב הבא של המערכת, בקר הטעינה, אתה צריך רק להפעיל שני חוטים (בצינור) מתיבת המשלב. בנוסף, הוא יכיל סדרה של מחרוזות של נתיכים או מפסקים. הקופסאות מדורגות בדרך כלל לשימוש חיצוני ונועדו להיות ממוקמות ממש ליד פאנלים סולאריים או מערכים.

היתרונות של מערכות פוטו-וולטאיות

• אמינות גבוהה

למרות שמערכות פוטו-וולטאיות נתונות לתנאי מזג אוויר קשים, הן עדיין אמינות ביותר. עם מערכים פוטו-וולטאיים, ספקי כוח קריטיים יכולים לפעול ברציפות וללא הפרעות.

• התמדה חזקה

פאנלים סולאריים מכוסים בדרך כלל באחריות של 25 שנים או יותר, ורובם נשארים פעילים למשך שנים רבות.

• מקור אנרגיה נקי

PV תאים מספקים אנרגיה נקייה וירוקה שהיא היתרון המשמעותי ביותר. אין חשש שהפאנלים פולטים גזי חממה מזיקים כמו פחמן דו חמצני לאטמוספירה.

• חומרי גלם חינם

זה גם יתרון כי אין צורך לרכוש חומרי גלם! תאים סולאריים מסתמכים על השמש לייצור חשמל, אשר זמין בשפע סביבך. בחירה באנרגיה סולארית היא בחירה מצוינת. המערכת תדרוש השקעה ראשונית; עם זאת, זה בחינם, טבעי ושופע לאורך זמן. ברגע שאתה משתמש באנרגיה שנוצרת על ידי PV תאים, בסופו של דבר אתה חוסך בעלויות החשמל.

• עלויות תחזוקה נמוכות

מערכות פוטו-וולטאיות דורשות רק מדי פעם בדיקות ועבודות תיקון בהשוואה למערכות דלק קונבנציונליות.

• צריכת דלק אפסית

בניגוד למערכות קונבנציונליות הדורשות דלק, מערכות פוטו-וולטאיות אינן דורשות עלויות רכש, אחסון או הובלה.

• זיהום הרעש קטן

למרות תנועות מכניות מינימליות, המערכת הפוטו-וולטאית יכולה לפעול בשקט.

• פיקוח פוטו-וולטאי

PV ייתכן שמערכות יצטרכו להוסיף כמה מודולים כדי לשפר את יעילות האנרגיה שלהן.

• קל להתקנה

ניתן להתקין פאנלים סולאריים למגורים רק על הקרקע או על גגות מבלי להפריע לאורח החיים שלך.

• ביטחון חזק

מערכות פוטו-וולטאיות בטוחות לא רק עבור הסביבה אלא גם עבורכם. יש להם שינויים שמגנים על הבית שלך במקרה של אסונות טבע או מכניים.

• עצמאות חזקה

אזורי מגורים רבים מאמצים את הטכנולוגיה החדשה הזו בגלל הפקת האנרגיה העצמאית שלה ועצמאותה משירותים.

טיקאוואי

התקנת מערכת פוטו-וולטאית בביתכם משפרת את איכות חיי היומיום שלכם ומפחיתה את השפעת ייצור החשמל שלכם על הסביבה. אנו מקווים שמאמר זה נתן לך מספיק מידע על הרכיבים של סולאר PV מערכת.

עם זאת, בחירת המערכת הפוטו-וולטאית המתאימה לבית שלכם יכולה להיות מאתגרת. יש לקחת בחשבון הרבה גורמים כאשר בוחנים השקעה בפוטו-וולטאים. מערכת פוטו-וולטאית מתוכננת על סמך כמות הכוח הדרושה ליישום המסוים. בהתאם לדרישות החשמל, קיבולת האחסון וחיבור הרשת, מספר הלוחות הדרושים ישתנה. אתה צריך לבחון את האפשרויות שלך ביסודיות ואת הספקים הזמינים כדי לקבל את ההחלטה הנכונה.