Vienkāršāk sakot, saules enerģija ir veids, kā pārvērst saules enerģiju patērējamā elektroenerģijā. Tomēr tas ir sarežģītāk. Sistēma sastāv no vairākām daļām, no kurām katrai ir noteikta loma. Tas savāc, transportē un pēc tam pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā. Lai pilnībā izprastu saules enerģiju kā sistēmu, ir svarīgi izprast visu galveno iesaistīto komponentu funkcijas.
Fotoelektriskā sistēma (PV sistēma) izmanto fotoelementus, lai pārvērstu saules gaismu elektrībā. Uzticamu zaļās enerģijas risinājumu var iegūt, izmantojot fotoelementus, kas pazīstami arī kā saules paneļi.
Saule PV sistēma ir lieliska ilgtspējīga, zemas apkopes iespēja ikvienam, kas vēlas dot ieguldījumu zaļākas vides veidošanā, jo tā neizdala piesārņojumu. Tā daudzās priekšrocības arī padara to par pievilcīgu iespēju.
Šajā rakstā jūs uzzināsit vairāk par saules enerģiju PV sistēmas sastāvdaļas un to priekšrocības.
Pēc tam fotogalvanisko elementu savākto saules enerģiju pārvērš līdzstrāvas (DC) elektrībā. Dienas laikā saules gaisma atspīdēs pāri fotoelektriskajām sistēmām, radot elektrisko lauku, kas izraisīs elektrības plūsmu.
Pēc tam maiņstrāvu ģenerēs invertors, kas ņems līdzstrāvu elektroenerģiju un pārveidos to maiņstrāvā (AC). Jūsu māja izmanto maiņstrāvu, lai darbinātu savas elektriskās ierīces, ko bieži dēvē par maiņstrāvas slodzi.
Mēs esam uzskaitījuši dažādas saules paneļu daļas un komponentus zemāk -
Saules tehnoloģija pirmo reizi tika ražota 1954. gadā, un kopš tā laika tā ir strauji paplašinājusies. Saules paneļi, kas pazīstami arī kā fotoelektriskie paneļi, ir izgatavoti no daudzām atsevišķām saules baterijām. Kopumā, jo vairāk ir saules bateriju, jo efektīvāks būs saules paneļa darbības līmenis.
Viens no galvenajiem saules paneļu aspektiem ir tas, ka tie uztver saules gaismu un pārvērš to elektrībā. To var izmantot dažādām vajadzībām (apkures sistēmām, ielu apgaismojumam, mašīnu instalācijām, kamerām, izkārtnēm, tālruņu uzlādei un daudzām citām ierīcēm, kas izmanto elektrību). Nakts laikā saules paneļu saražotā enerģija tiek uzkrāta speciālās saules baterijās, vai arī izdevīgā laikā tiek ievadīta tieši tīklā.
Fotoelementu sistēmām ir viegli pieejami dažādi saules paneļi, tostarp
Monokristāliskos paneļos kristāli ir vienmērīgi sadalīti visā panelī. Tos var ražot no dažādiem materiāliem, piemēram, gallija arsenīda, amorfā silīcija, vara indija gallija selenīda, germānija, kadmija telurīda un organiskiem polimēriem.
Monokristāliskam saules panelim ir līdz šim augstākais efektivitātes rādītājs, un tas darbojas labāk vāja apgaismojuma apstākļos nekā jebkura cita veida paneļi. Turklāt, novecojot, tā efektivitāte samazinās lēnāk. Monokristāliskie saules paneļi ir izgatavoti no silīcija lietņiem, un to ražošana ir neticami dārga. Sākotnēji monokristāliski paneļi maksāja visvairāk; tomēr tie var būt tā vērti ilgtermiņā, ietaupot enerģiju.
Polikristāliskā silīcija saules paneļiem ir unikāla plankumaina zila krāsa, kas mainās atkarībā no toņa līmeņa. Tā kā šajos paneļos izmantotais silīcijs nav viendabīgs, silīcija kristāliskā struktūra dažādās paneļa daļās var atšķirties. Tāpēc polikristāliskiem saules paneļiem ir mazāka efektivitāte nekā monokristāliskiem paneļiem.
Augstākā temperatūras koeficienta dēļ polikristāliskie saules paneļi ir mazāk efektīvi darba temperatūrās, kas ir augstākas nekā monokristāliskiem saules paneļiem. Tā kā konversijas efektivitāte ir samazināta, ir nepieciešams lielāks skaits paneļu, lai iegūtu norādīto jaudu.
Tā kā polikristāliskā silīcija saules paneļi nav viendabīgi, to iegāde maksā lētāk, un tāpēc daudzi klienti dod priekšroku tiem.
Plānas kārtiņas saules paneļa efektivitāte ir zemāka nekā tādam, kuram ir monokristālisks vai polikristālisks materiāls, un arī tā kalpošanas laiks ir īsāks. Pateicoties vienkāršākai ražošanas metodei, to izmaksas ir ievērojami zemākas nekā kristāliskajiem paneļiem. Atšķirībā no kristāliskajiem saules paneļiem plānslāņa saules paneļi ir formējami, taču kristāliskie saules paneļi var saplaisāt, ja tie ir saliekti.
Plānas plēves paneļu izmantošana dzīvojamo ēku fotoelementu sistēmās nav ieteicama to zemākas efektivitātes dēļ. Plānās plēves paneļiem ir nepieciešams vairāk vietas (un līdz ar to vairāk paneļu), lai ražotu tādu pašu elektroenerģijas daudzumu kā kristāliskajiem paneļiem. Tādējādi komunālie uzņēmumi šos saules paneļus izmanto biežāk nekā māju īpašnieki.
Neatkarīgi no saules enerģijas sistēmas veida invertors ir būtiska sastāvdaļa. Līdzstrāva (DC) tiek pārveidota par maiņstrāvu (AC), kas ir noderīga vairākiem dzīvojamiem, komerciāliem un rūpnieciskiem mērķiem, piemēram, nodrošinot enerģiju komerciālām un sadzīves ierīcēm, piemēram, televizoriem, ledusskapjiem un mikroviļņu krāsnīm, kā arī milzīgām rūpnieciskām ierīcēm. iekārtas. Invertori spēlē galveno lomu saules enerģijas ražošanā PV sistēmas videi draudzīgas.
Viņu energosistēma ir tieši savienota ar tīklu, un tiem reti ir akumulatora rezerves sistēma. Šāda veida invertori ir vispopulārākie gan biznesa, gan mājsaimniecības vajadzībām. Šo izstrādājumu projektēšanas kalpošanas laiks ir 25 gadi, un garantija parasti ir pieci gadi.
Tīklam piesaistītais invertors pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā, saskaņojot fāzi un frekvenci, kas atbilst ievadei. Tā kā invertori ir savienoti ar komunālo tīklu, drošības apsvērumu dēļ tie var arī automātiski izslēgties.
Neskatoties uz to, ka tie ir ārkārtīgi efektīvi, tie ir saderīgi ar atšķirīgām režģim līdzīgām funkcijām, piemēram, svārstību pārvaldību un balansēšanu. Šāda veida saules invertori parasti ir ļoti lieli un tiem ir sava uzglabāšanas zona, izplūdes sistēma utt. Lielākajai daļai no tiem ir jauda virs 400 KW.
Salīdzinot ar stīgu invertoriem, tie parasti ir mazāki un mazāk jaudīgi, un to jauda ir no 200 līdz 350 vatiem. Tie ir dārgāki nekā stīgu invertori, taču tiem ir lielāka efektivitāte daļēji ēnainās vietās. Katrs no tiem ir uzstādīts konkrēta paneļa aizmugurē, tāpēc līdzstrāvas un maiņstrāvas pārveidošana notiek tikai šim panelim.
Savrupie invertori vai off-grid invertori ir pazīstami arī kā neatkarīgi invertori, jo to darbībai nav nepieciešama sinhronizācija ar saules bateriju paneli. Viņi iegūst enerģiju, pārvēršot fotoelektrisko enerģiju elektroenerģijā. Šāda veida saules invertoru parasti uzstāda attālos apgabalos, kur cilvēki dod priekšroku dzīvot pilnībā ārpus tīkla.
Šāda veida saules enerģijas invertors ir kā tīkla savienotu un ārpus tīkla invertoru kombinācija, ļaujot jums būt neatkarīgam no tīkla, vienlaikus sinhronizējot ar tīklu, ja nav pietiekami daudz saules gaismas vai liels enerģijas patēriņš. Akumulators ir savstarpēji savienots ar invertoru, izmantojot paņēmienu, kas pazīstams kā līdzstrāvas savienojums.
Savienotājus, kas pabeidz vai pārtrauc līdzstrāvas elektroenerģijas plūsmu, sauc par līdzstrāvas atvienojumiem. Saules baterija PV sistēma ietver līdzstrāvas atvienojumu, kas atrodas starp saules paneļiem un strāvas invertoru, ko var viegli izmest, ja jūs (vai ugunsdzēsības dienests) vēlaties atslēgt saules enerģiju. Līdzstrāvas izolators ieslēdzas PV sistēmas manuāli atvieno saules paneļus uzstādīšanas, apkopes un remonta laikā.
Saskaņā ar Nacionālo elektrisko kodeksu (NEC) saules paneļu sistēmām ir jābūt ātras izslēgšanas funkcijai. Vienkārši izsakoties, tas ļauj jumta saules paneļu sistēmai ātri atslēgt enerģiju.
Lai nodrošinātu ugunsdzēsēju drošību, Nacionālā ugunsdrošības asociācija (NFPA) NEC iekļāva prasības ātrai izslēgšanai. Ja jūsu māja aizdegas un jūs domājat, ka ātras izslēgšanas funkcionalitāte nebūtu noderīga, taču tā ir, ugunsdzēsēji var ātri atslēgt jūsu sistēmu, ja viņiem ir nepieciešams uzkāpt uz jūsu jumta, ja izceļas ugunsgrēks.
Vienkārša saules enerģijas invertora izslēgšana ne vienmēr to panāk: dažās sistēmās vadi un ķēdes var atstāt strāvu pat tad, kad invertors ir izslēgts, tādējādi ugunsdzēsējiem, kuri strādā uz jūsu jumta vai bēniņos, ir lielāks trieciena risks. Saules sistēmas var ātri atvienot mazāk nekā minūtē ar ātrās izslēgšanas ierīci, kas ļauj ātri samazināt elektrisko spriegumu.
Elektrības pārspriegumu un tapas, piemēram, tos, ko tieši vai netieši izraisa zibens, var aizsargāt ar pārsprieguma aizsardzības ierīcēm (SPD). Tās var izmantot kā pilnīgi atsevišķas ierīces vai kā elektroiekārtu daļas. Saules enerģiju var pārvērst elektriskajā strāvā, izmantojot fotoelektrisko sistēmu (PV). Uzstādot SPD, jūs varat novērst instalācijas bojājumus, izvairoties no augstām uzturēšanas izmaksām un zaudējumiem ražošanas pārtraukuma dēļ.
Saules līdzstrāvas drošinātāji galvenokārt tiek izmantoti, lai aizsargātu sistēmas vadu no pārkaršanas un aizdegšanās. Tā otrā funkcija ir novērst ierīču aizdegšanos vai nopietnus bojājumus īssavienojuma gadījumā.
Akumulatora uzlādes kontrolieri regulē līdzstrāvu, kas nāk no saules paneļiem, lai akumulatori nepārlādētos. Izmantojot uzlādes kontrolieri, varat noteikt, vai akumulatori ir pilnībā uzlādēti, un bloķēt strāvas plūsmu, lai novērstu neatgriezeniskus akumulatoru bojājumus.
Vispārīgi runājot, uzlādes kontrolieri ir sadalīti maksimālā jaudas punkta izsekošanas (MPPT) un impulsa platuma modulācijā (PWM).
PWM ir standarta tipi un ir ideāli piemēroti mazākām akumulatoru bankām un fotoelementu sistēmām, jo atkarībā no izmēra tie svārstās no 4 līdz 60 ampēriem. Alternatīvi MPPT uzlādes kontrolieri ir labāk piemēroti fotoelementu sistēmām ar augstu spriegumu, parasti līdz 160 voltiem līdzstrāvas.
Ne vienmēr savā fotoelektriskajā sistēmā ir jāiekļauj uzlādes kontrolieris, jo ne visiem saules paneļiem ir saules bateriju bankas. Tāpēc uzlādes kontrolieri vajadzētu izmantot tikai tad, ja jums ir akumulatora banka. Tāpat, ja jūsu PV masīvs izdod aptuveni 2 vatus uz 50 akumulatora ampērstundām vai mazāk, iespējams, jums nav nepieciešams uzlādes kontrolieris.
Kombinētāja kārba bieži tiek ignorēta lielākajā daļā saules elektrisko sistēmu, taču tai ir izšķiroša nozīme. Kombinatoru kārbas ir elektriskie korpusi, kas ļauj vienlaikus savienot vairākus saules paneļus. Ja savai 12 voltu sistēmai savienojat kopā divus 12 voltu paneļus, to izejas tiks pievienotas tieši kombinētāja kārbas spailēm.
Lai pievienotu nākamo sistēmas komponentu, uzlādes kontrolieri, no kombinētāja kastes ir jāvada tikai divi vadi (caurulē). Turklāt tajā būs virkne drošinātāju vai slēdžu. Kastes parasti ir paredzētas lietošanai ārpus telpām, un tās ir paredzētas novietošanai tieši blakus saules paneļiem vai blokiem.
Lai gan fotoelektriskās sistēmas ir pakļautas skarbiem laikapstākļiem, tās joprojām ir ļoti uzticamas. Izmantojot fotoelementu blokus, kritiskie barošanas avoti var darboties nepārtraukti un bez pārtraukumiem.
Saules paneļiem parasti tiek piemērota 25 gadu vai ilgāka garantija, un lielākā daļa no tiem darbojas daudzus gadus.
PV šūnas nodrošina tīru un zaļu enerģiju, kas ir vissvarīgākā priekšrocība. Nav bažu, ka paneļi atmosfērā izdala kaitīgas siltumnīcefekta gāzes, piemēram, oglekļa dioksīdu.
Tas ir arī izdevīgi, jo nav jāiegādājas izejvielas! Saules baterijas paļaujas uz sauli, lai ražotu elektroenerģiju, kas ir bagātīgi pieejama jums apkārt. Saules enerģijas izvēle ir lieliska izvēle. Sistēma prasīs sākotnējos ieguldījumus; tomēr tā ir bezmaksas, dabiska un bagātīga ilgu laiku. Kad jūs izmantojat enerģiju, ko rada PV šūnas, jūs galu galā ietaupāt uz elektrības izmaksām.
Salīdzinot ar parastajām degvielas sistēmām, fotoelektriskajām sistēmām ir nepieciešamas tikai neregulāras pārbaudes un remontdarbi.
Atšķirībā no tradicionālajām sistēmām, kurām nepieciešama degviela, fotoelementu sistēmām nav nepieciešamas iegādes, uzglabāšanas vai transportēšanas izmaksas.
Neskatoties uz minimālām mehāniskām kustībām, fotoelektriskā sistēma var darboties klusi.
PV sistēmām, iespējams, būs jāpievieno daži moduļi, lai uzlabotu to energoefektivitāti.
Dzīvojamo māju saules paneļus var uzstādīt tikai uz zemes vai uz jumtiem, neizjaucot jūsu dzīvesveidu.
Fotoelektriskās sistēmas ir drošas ne tikai videi, bet arī jums. Tiem ir modifikācijas, kas aizsargā jūsu māju dabas vai mehānisku katastrofu gadījumā.
Daudzos dzīvojamos rajonos šī jaunā tehnoloģija tiek izmantota, jo tā ir neatkarīga enerģijas ražošana un neatkarība no komunālajiem pakalpojumiem.
Fotoelementu sistēmas uzstādīšana jūsu mājās uzlabo jūsu ikdienas dzīves kvalitāti un samazina jūsu elektroenerģijas ražošanas ietekmi uz vidi. Mēs ceram, ka šis raksts sniedza jums pietiekami daudz informācijas par saules enerģijas elementiem PV sistēma.
Tomēr izvēlēties savai mājai piemērotu fotoelementu sistēmu var būt izaicinājums. Apsverot ieguldījumu fotoelementā, jāņem vērā daudzi faktori. Fotoelementu sistēma ir izstrādāta, pamatojoties uz jaudas daudzumu, kas nepieciešams konkrētajam lietojumam. Atkarībā no jaudas prasībām, uzglabāšanas jaudas un tīkla savienojuma, nepieciešamo paneļu skaits būs atšķirīgs. Lai pieņemtu pareizo lēmumu, jums rūpīgi jāizpēta savas iespējas un pieejamie piegādātāji.