簡単に言えば、太陽光発電は太陽エネルギーを消費可能な電力に変換する方法です。 ただし、それよりも複雑です。 このシステムは、それぞれが特定の役割を果たすいくつかの部分で構成されています。 太陽エネルギーを収集、輸送し、その後電気に変換します。 太陽エネルギーをシステムとして完全に理解するには、関係するすべての主要コンポーネントの機能を理解することが不可欠です。
太陽光発電システム(PV システム)太陽光発電を使用して太陽光を電気に変換します。 ソーラーパネルとしても知られる太陽光発電を使用することで、信頼性の高いグリーンエネルギーソリューションを得ることができます。
ソーラー PV このシステムは、汚染を排出しないため、より環境に優しい環境に貢献したい人にとって、優れた持続可能でメンテナンスの少ないオプションです。 その多くの利点はまたそれを魅力的なオプションにします。
この記事では、ソーラーについて詳しく知ることができます PV システムコンポーネントとその利点。
太陽電池によって集められた太陽エネルギーは、太陽電池によって直流(DC)電気に変換されます。 日中、太陽光は太陽光発電システム全体に反射し、電界を生成して電気を流します。
次に、AC電力がインバーターによって生成されます。インバーターはDC電力を受け取り、それを交流(AC)に変換します。 あなたの家はAC電源を使って電化製品に電力を供給しています。これはしばしばAC負荷と呼ばれます。
さまざまなソーラーパネルの部品とコンポーネントを以下にリストしました-
ソーラーテクノロジーは1954年に最初に製造され、それ以来急速に拡大しています。 太陽光発電パネルとしても知られるソーラーパネルは、多くの個別の太陽電池で構成されています。 一般に、太陽電池が多いほど、ソーラーパネルの性能は高くなります。
ソーラーパネルの主な側面のXNUMXつは、太陽光を捕らえて電気に変換することです。 さまざまな用途(暖房システム、街路照明、機械設備、カメラ、看板、電話の充電、および電気を利用する他の多くのデバイス)に使用できます。 夜間は、ソーラーパネルで生成されたエネルギーを特殊な太陽電池に蓄えるか、都合の良いときにグリッドに直接供給します。
太陽光発電システムには、次のようなさまざまなソーラーパネルがすぐに利用できます。
単結晶パネルでは、結晶はパネル全体に均一に分布しています。 それらは、ガリウムヒ素、アモルファスシリコン、銅インジウムガリウムセレン化物、ゲルマニウム、テルル化カドミウム、および有機ポリマーなどのさまざまな材料から製造することができます。
単結晶ソーラーパネルは、これまでで最高の効率評価を備えており、他のどのタイプのパネルよりも暗い場所で優れた性能を発揮します。 さらに、その効率は年をとるにつれてゆっくりと低下します。 単結晶ソーラーパネルはシリコンインゴットでできており、製造に非常に費用がかかります。 最初は、単結晶パネルが最もコストがかかります。 ただし、長期的にはエネルギー節約の価値があるかもしれません。
多結晶シリコンソーラーパネルには独特の斑点のある青色があり、色合いのレベルによって異なります。 これらのパネルで使用されるシリコンは均質ではないため、シリコンの結晶構造はパネルのさまざまな部分で異なる可能性があります。 したがって、多結晶ソーラーパネルは単結晶パネルよりも効率が低くなります。
多結晶ソーラーパネルは温度係数が高いため、単結晶ソーラーパネルよりも高い動作温度では効果が低くなります。 変換効率が低下するため、指定された電力を生成するためにより多くのパネルが必要になります。
多結晶シリコンソーラーパネルは均質ではないため、購入コストが低く、多くの顧客がこれを好んで使用しています。
薄膜ソーラーパネルの効率は、単結晶または多結晶材料を使用した場合よりも低く、寿命も短くなります。 製造方法が簡単なため、結晶パネルよりもコストが大幅に低くなります。 結晶性ソーラーパネルとは異なり、薄膜ソーラーパネルは成形可能ですが、結晶性ソーラーパネルは曲げると割れることがあります。
住宅用太陽光発電システムでの薄膜パネルの使用は、効率が低いためお勧めできません。 薄膜パネルは、結晶パネルと同じ量の電気を生成するために、より多くのスペース(したがってより多くのパネル)を必要とします。 したがって、公益事業会社は住宅所有者よりもこれらのソーラーパネルをより一般的に使用しています。
太陽エネルギーシステムの種類に関係なく、インバーターは重要なコンポーネントです。 直流(DC)は交流(AC)に変換されます。これは、テレビ、冷蔵庫、マイクロ波などの商用および家庭用電化製品、さらには巨大な産業用機器にエネルギーを供給するなど、住宅、商業、および産業のいくつかの目的に役立ちます。装置。 インバーターは太陽を作るのに重要な役割を果たします PV 環境に優しいシステム。
彼らの電力システムはグリッドに直接接続されており、バッテリーバックアップシステムを備えていることはめったにありません。 このタイプのインバーターは、ビジネス用と家庭用の両方で最も人気があります。 これらの製品の設計寿命は25年で、保証は通常XNUMX年です。
グリッド接続されたインバーターは、入力に対応する位相と周波数を一致させることにより、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換します。 インバーターはユーティリティグリッドに接続されているため、安全上の理由から自動的にシャットダウンすることもできます。
非常に効率的であるにもかかわらず、変動管理やバランシングなどの明確なグリッドのような機能と互換性があります。 このタイプのソーラーインバーターは通常非常に大きく、独自の貯蔵エリア、排気システムなどを備えています。それらのほとんどは400KWを超える容量を備えています。
ストリングインバーターと比較して、それらは一般的に小さくて強力ではなく、200から350ワットの間の容量を持っています。 ストリングインバーターよりも高価ですが、部分的に日陰になっている領域での効率が高くなります。 それぞれが特定のパネルの背面に取り付けられているため、DCからACへの変換はそのパネルに対してのみ行われます。
スタンドアロンインバーターまたはオフグリッドインバーターは、動作するためにソーラーパネルと同期する必要がないため、独立インバーターとも呼ばれます。 彼らは、太陽光発電エネルギーを電気に変換することによってエネルギーを取得します。 このタイプのソーラーインバーターは、通常、人々が完全にグリッドから離れて生活することを好む遠隔地に設置されます。
このタイプのソーラーインバーターは、日光が不十分な場合や消費電力が大きい場合でもグリッドと同期しながら、グリッドから独立できるようにすることで、グリッドタイドインバーターとオフグリッドインバーターの両方を組み合わせたようなものです。 バッテリーは、DCカップリングと呼ばれる技術を使用してインバーターと相互接続されます。
DC電力の流れを完了または遮断するコネクタは、DC切断と呼ばれます。 ソーラー PV このシステムには、ソーラーパネルとパワーインバーターの間にあるDC切断が含まれます。これは、あなた(または消防署)がソーラーパワーを遮断したい場合に簡単に投げることができます。 DCアイソレータースイッチイン PV システムは、設置、保守、および修理中にソーラーパネルを手動で切断します。
米国電気工事規程(NEC)に従い、ソーラーパネルシステムには迅速なシャットダウン機能が必要です。 簡単に言えば、屋上ソーラーパネルシステムの電源をすばやく切ることができます。
消防士の安全を確保するために、全米防火協会(NFPA)はNECに迅速なシャットダウン要件を含めました。 家が火事になり、迅速なシャットダウン機能は役に立たないと思う場合でも、消防士は、火事が発生した場合に屋根に上がる必要がある場合、システムの電源をすばやく切ることができます。
ソーラーインバーターをオフにするという単純な行為は、常にこれを達成するとは限りません。一部のシステムでは、インバーターがオフになっていても配線や回路に電力が供給されたままになり、屋根や屋根裏部屋で作業している消防士がショックを受けるリスクが高くなります。 ソーラーシステムは、電圧の迅速な低減を可能にする迅速なシャットダウン装置を使用して、XNUMX分未満で迅速に切断することができます。
雷によって直接的または間接的に引き起こされるような電気サージおよびスパイクは、サージ保護デバイス(SPD)によって保護できます。 それらは完全に別個の装置として、または電気機器の一部として使用することができます。 太陽エネルギーは、太陽光発電システム(PV)を介して電流に変換できます。 SPDをインストールすることにより、インストールの損傷を防ぎ、高いメンテナンスコストと生産中断による損失を回避できます。
ソーラーDCヒューズは、主にシステムの配線が過熱して発火するのを防ぐために使用されます。 XNUMXつ目の機能は、短絡が発生した場合にデバイスが発火したり、重大な損傷を受けたりするのを防ぐことです。
バッテリー充電コントローラーは、バッテリーが過充電しないようにソーラーパネルからのDCを調整します。 充電コントローラーを使用すると、バッテリーが完全に充電されているかどうかを判断し、電流の流れを遮断してバッテリーの恒久的な損傷を防ぐことができます。
一般的に、充電コントローラーは最大電力点追従(MPPT)とパルス幅変調(PWM)に分けられます。
PWMは標準タイプであり、サイズに応じて4〜60アンペアの範囲であるため、小規模なバッテリーバンクや太陽光発電システムに最適です。 あるいは、MPPT充電コントローラーは、通常最大160ボルトDCの高電圧の太陽光発電システムに適しています。
すべてのソーラーパネルにソーラーバッテリーバンクがあるわけではないため、太陽光発電システムに充電コントローラーを含める必要は必ずしもありません。 したがって、バッテリーバンクがある場合にのみ充電コントローラーを使用する必要があります。 また、 PV アレイは2バッテリーアンペア時あたり約50ワットを出力します-時間以下の場合、充電コントローラーは必要ないかもしれません。
コンバイナーボックスは、ほとんどの太陽光発電システムで見過ごされがちですが、重要な役割を果たします。 コンバイナボックスは、複数のソーラーパネルを同時に接続できる電気エンクロージャです。 12ボルトシステム用に12つのXNUMXボルトパネルを一緒に配線する場合は、それらの出力をコンバイナーボックスの端子に直接接続します。
システムの次のコンポーネントである充電コントローラーを接続するには、コンバイナーボックスからXNUMX本のワイヤー(コンジット内)を配線するだけです。 さらに、一連のヒューズまたはブレーカーのストリングが含まれます。 ボックスは通常、屋外での使用が評価されており、ソーラーパネルまたはアレイのすぐ隣に配置することを目的としています。
太陽光発電システムは厳しい気象条件にさらされますが、それでも信頼性は高くなります。 太陽光発電アレイを使用すると、重要な電源を継続的かつ中断なく動作させることができます。
ソーラーパネルは通常25年以上の保証の対象であり、ほとんどが何年も使用可能です。
PV セルは、最も重要な利点であるクリーンでグリーンなエネルギーを提供します。 パネルが二酸化炭素などの有害な温室効果ガスを大気中に放出する心配はありません。
原材料を購入する必要がないので有利です! 太陽電池は太陽に依存して電気を生成しますが、それはあなたの周りで豊富に利用できます。 太陽エネルギーを選択することは素晴らしい選択です。 システムには初期投資が必要です。 しかし、それは無料で、自然で、長い間豊富です。 によって生成されたエネルギーを使用すると PV セル、あなたは電気代を節約することになります。
太陽光発電システムは、従来の燃料システムと比較して、たまに検査と修理作業を行うだけで済みます。
燃料を必要とする従来のシステムとは異なり、太陽光発電システムは調達、保管、または輸送のコストを必要としません。
最小限の機械的動きにもかかわらず、太陽光発電システムは静かに動作することができます。
PV システムは、エネルギー効率を改善するためにいくつかのモジュールを追加する必要があるかもしれません。
住宅用ソーラーパネルは、ライフスタイルを損なうことなく、地面や屋根に設置できます。
太陽光発電システムは、環境だけでなくあなたにとっても安全です。 彼らは自然災害や機械的災害の場合にあなたの家を保護するための変更があります。
多くの住宅地は、その独立したエネルギー生産と公益事業からの独立性のために、この新しい技術を採用しています。
太陽光発電システムを家庭に設置することで、日常生活の質が向上し、発電による環境への影響が軽減されます。 この記事がソーラーのコンポーネントに関する十分な情報を提供してくれることを願っています PV システム。
ただし、家に適した太陽光発電システムを選択するのは難しい場合があります。 太陽光発電への投資を検討する際には、多くの要素を考慮する必要があります。 太陽光発電システムは、特定のアプリケーションに必要な電力量に基づいて設計されています。 電力要件、ストレージ容量、およびグリッド接続に応じて、必要なパネルの数は異なります。 あなたは正しい決定をするためにあなたのオプションと利用可能な供給者を徹底的に調べる必要があります。