Solar PV Komponenty systemu 101

Home Solar PV Komponenty systemu 101
28/04/2022
Udostępnij:

Najprościej mówiąc, energia słoneczna to sposób na przekształcenie energii słonecznej w zużywalną energię elektryczną. Jest jednak bardziej złożony. System składa się z kilku części, z których każda odgrywa określoną rolę. Zbiera, transportuje, a następnie zamienia energię słoneczną na energię elektryczną. Aby w pełni zrozumieć energię słoneczną jako system, konieczne jest zrozumienie funkcji wszystkich głównych zaangażowanych komponentów.

System fotowoltaiczny (PV system) wykorzystuje fotowoltaikę do przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną. Niezawodne rozwiązanie w zakresie zielonej energii można uzyskać dzięki zastosowaniu fotowoltaiki, znanej również jako panele słoneczne.

Słoneczna PV System jest doskonałą, zrównoważoną, niewymagającą konserwacji opcją dla każdego, kto chce przyczynić się do bardziej ekologicznego środowiska, ponieważ nie emituje żadnych zanieczyszczeń. Jego liczne zalety sprawiają również, że jest to atrakcyjna opcja.

W tym artykule dowiesz się więcej o energii słonecznej PV elementy systemu i ich zalety.

Jak działa solar PV praca systemu?

Energia słoneczna zebrana przez ogniwa fotowoltaiczne jest następnie przekształcana w energię elektryczną prądu stałego (DC) przez ogniwa fotowoltaiczne. W ciągu dnia światło słoneczne odbija się od systemów fotowoltaicznych, tworząc pole elektryczne, które powoduje przepływ prądu.

Moc prądu przemiennego będzie następnie generowana przez falownik, który pobiera prąd stały i przekształca go w prąd przemienny (AC). Twój dom wykorzystuje prąd przemienny do zasilania swoich urządzeń elektrycznych, często określany jako obciążenie prądem przemiennym.

Główne elementy Układu Słonecznego

Poniżej wymieniliśmy różne części i komponenty paneli słonecznych:

Panele słoneczne

Technologia solarna została po raz pierwszy wyprodukowana w 1954 roku i od tego czasu szybko się rozwija. Panele słoneczne, znane również jako panele fotowoltaiczne, są zbudowane z wielu pojedynczych ogniw słonecznych. Ogólnie rzecz biorąc, im więcej ogniw słonecznych, tym skuteczniejszy będzie panel słoneczny.

Jednym z głównych aspektów paneli słonecznych jest to, że wychwytują światło słoneczne i przekształcają je w energię elektryczną. Może być używany do różnych zastosowań (systemy grzewcze, oświetlenie uliczne, instalacje maszynowe, kamery, oznakowanie, ładowanie telefonów i wiele innych urządzeń wykorzystujących energię elektryczną). W nocy energia generowana przez panele słoneczne jest magazynowana w specjalnych bateriach słonecznych lub w dogodnych porach jest dostarczana bezpośrednio do sieci.

Rodzaje paneli słonecznych

Różnorodne panele słoneczne są łatwo dostępne do systemów fotowoltaicznych, w tym

Monokrystaliczne panele słoneczne

W panelach monokrystalicznych kryształy są równomiernie rozmieszczone w całym panelu. Można je wytwarzać z różnych materiałów, takich jak arsenek galu, krzem amorficzny, selenek miedziowo-indowo-galowy, german, tellurek kadmu i polimery organiczne.

Monokrystaliczny panel słoneczny ma najwyższą jak dotąd ocenę wydajności i działa lepiej w warunkach słabego oświetlenia niż jakikolwiek inny rodzaj panelu. Co więcej, wraz z wiekiem jego wydajność spada wolniej. Monokrystaliczne panele słoneczne są wykonane z wlewków krzemowych i są niezwykle drogie w produkcji. Początkowo panele monokrystaliczne kosztują najwięcej; jednak mogą być tego warte na dłuższą metę dzięki oszczędności energii.

Panele słoneczne polikrystaliczne

Panele słoneczne z polikrystalicznego krzemu mają unikalny, nakrapiany niebieski kolor, który zmienia się w zależności od poziomu zaciemnienia. Ponieważ krzem stosowany w tych panelach nie jest jednorodny, struktura krystaliczna krzemu może różnić się w różnych częściach panelu. Dlatego polikrystaliczne panele słoneczne mają mniejszą wydajność niż panele monokrystaliczne.

Ze względu na wyższy współczynnik temperaturowy, polikrystaliczne panele słoneczne są mniej efektywne w temperaturach pracy wyższych niż monokrystaliczne panele słoneczne. Ponieważ wydajność konwersji jest zmniejszona, do wytworzenia określonej mocy wymagana jest większa liczba paneli.

Ponieważ panele słoneczne z polikrystalicznego krzemu nie są jednorodne, ich zakup jest tańszy i wielu klientów woli je z tego powodu.

Amorficzne cienkowarstwowe panele słoneczne

Wydajność cienkowarstwowego panelu słonecznego jest niższa niż w przypadku panelu z materiału monokrystalicznego lub polikrystalicznego, a jego żywotność jest również krótsza. Ze względu na prostszy sposób produkcji ich koszty są znacznie niższe niż paneli krystalicznych. W przeciwieństwie do krystalicznych paneli słonecznych cienkowarstwowe panele słoneczne można formować, ale krystaliczne panele słoneczne mogą pękać po zgięciu.

Stosowanie paneli cienkowarstwowych w domowych systemach fotowoltaicznych nie jest zalecane ze względu na ich mniejszą wydajność. Panele cienkowarstwowe wymagają więcej miejsca (a tym samym więcej paneli), aby wytworzyć taką samą ilość energii elektrycznej jak panele krystaliczne. W związku z tym firmy użyteczności publicznej są częściej używane z tych paneli słonecznych niż właściciele domów.

Inwerter słoneczny

Niezależnie od rodzaju systemu energii słonecznej, falownik jest niezbędnym elementem. Prąd stały (DC) jest przekształcany w prąd zmienny (AC), który jest przydatny w wielu zastosowaniach mieszkaniowych, komercyjnych i przemysłowych, takich jak dostarczanie energii do urządzeń komercyjnych i domowych, takich jak telewizory, lodówki i kuchenki mikrofalowe, a także w dużych przemysłowych ekwipunek. Falowniki odgrywają kluczową rolę w produkcji energii słonecznej PV systemy przyjazne dla środowiska.

Rodzaje falowników słonecznych

Falowniki stringowe

Ich system zasilania jest bezpośrednio podłączony do sieci i rzadko mają system podtrzymania bateryjnego. Falowniki tego typu cieszą się największą popularnością zarówno w zastosowaniach biznesowych, jak i domowych. Projektowany okres użytkowania tych produktów wynosi 25 lat, a gwarancja zwykle wynosi pięć lat.

Falowniki sieciowe

Inwerter związany z siecią przetwarza energię słoneczną na energię elektryczną, dopasowując fazę i częstotliwość odpowiadającą wejściu. Ponieważ falowniki są podłączone do sieci elektroenergetycznej, mogą również automatycznie wyłączać się ze względów bezpieczeństwa.

Falowniki centralne

Mimo że są niezwykle wydajne, są kompatybilne z różnymi funkcjami podobnymi do sieci, takimi jak zarządzanie fluktuacjami i równoważenie. Inwertery solarne tego typu są zazwyczaj bardzo duże i posiadają własną powierzchnię magazynową, układ wydechowy itp. Większość z nich ma moc ponad 400 KW.

Mikrofalowniki

W porównaniu z falownikami stringowymi są one na ogół mniejsze i mniej wydajne, a ich moc wynosi od 200 do 350 watów. Są droższe niż falowniki stringowe, ale mają większą wydajność w obszarach częściowo zacienionych. Każdy z nich jest montowany z tyłu określonego panelu, więc konwersja prądu stałego na prąd przemienny ma miejsce tylko dla tego panelu.

Falowniki poza siecią

Samodzielne falowniki lub falowniki Off-grid są również znane jako niezależne falowniki, ponieważ nie wymagają synchronizacji z panelem słonecznym do działania. Pozyskują energię poprzez zamianę energii fotowoltaicznej na energię elektryczną. Falownik słoneczny tego typu jest zwykle instalowany w odległych obszarach, gdzie ludzie wolą mieszkać całkowicie poza siecią.

Falowniki bateryjne lub hybrydowe falowniki solarne

Inwerter słoneczny tego typu jest jak połączenie zarówno inwerterów podłączonych do sieci, jak i poza siecią, pozwalając na niezależność od sieci, a jednocześnie synchronizację z siecią, gdy nie ma wystarczającego światła słonecznego lub wysokiego zużycia energii. Akumulator jest połączony z falownikiem za pomocą techniki znanej jako sprzężenie DC.

Solar PV system
Źródło- freepik.com

Więcej części i komponentów solarnych

Wyłącznik prądu stałego

Złącza, które kończą lub przerywają przepływ prądu stałego, nazywane są rozłącznikami prądu stałego. Słoneczna PV System obejmuje odłącznik prądu stałego umieszczony między panelami słonecznymi a falownikiem, który można łatwo odrzucić, jeśli Ty (lub straż pożarna) chcesz odciąć energię słoneczną. Izolator DC włącza się PV systemy ręcznie odłączają panele słoneczne podczas instalacji, konserwacji i naprawy.

wyłącznik przeciwpożarowy fotowoltaika

Zgodnie z National Electrical Code (NEC), systemy paneli słonecznych muszą mieć funkcję szybkiego wyłączania. Mówiąc prościej, umożliwia szybkie odłączenie zasilania systemu paneli słonecznych na dachu.

Aby zapewnić bezpieczeństwo strażakom, Narodowe Stowarzyszenie Ochrony Przeciwpożarowej (NFPA) uwzględniło w NEC wymagania dotyczące szybkiego wyłączenia. Jeśli Twój dom stanie w ogniu i uważasz, że funkcja szybkiego wyłączania nie byłaby przydatna – ale tak jest, strażacy mogą szybko odłączyć zasilanie systemu, jeśli będą musieli wejść na dach w przypadku wybuchu pożaru.

Prosta czynność wyłączenia falownika słonecznego nie zawsze pozwala to osiągnąć: niektóre systemy mogą pozostawiać przewody i obwody pod napięciem, nawet gdy falownik jest wyłączony, narażając strażaków pracujących na dachu lub na strychu na większe ryzyko porażenia. Systemy solarne można szybko odłączyć w mniej niż minutę za pomocą urządzenia do szybkiego wyłączania, które umożliwia szybkie obniżenie napięcia elektrycznego.

Urządzenie przeciwprzepięciowe

Przepięcia i impulsy elektryczne, takie jak te spowodowane bezpośrednio lub pośrednio przez wyładowania atmosferyczne, można chronić za pomocą urządzeń przeciwprzepięciowych (SPD). Mogą być używane jako całkowicie oddzielne urządzenia lub jako części wyposażenia elektrycznego. Energia słoneczna może zostać zamieniona na prąd elektryczny poprzez system fotowoltaiczny (PV). Instalując SPD, możesz zapobiec uszkodzeniu instalacji, unikając wysokich kosztów konserwacji i strat spowodowanych przerwami w produkcji.

Uchwyt bezpiecznika prądu stałego

Bezpieczniki Solar DC służą przede wszystkim do ochrony okablowania systemu przed przegrzaniem i zapaleniem. Drugą jego funkcją jest zapobieganie zapaleniu się urządzeń lub poważnym uszkodzeniom w przypadku zwarcia.

Kontroler ładowania

Kontrolery ładowania akumulatorów regulują prąd stały z paneli słonecznych, aby akumulatory się nie przeładowały. Za pomocą kontrolera ładowania można określić, czy akumulatory są w pełni naładowane i zablokować przepływ prądu, aby zapobiec trwałemu uszkodzeniu akumulatorów.

Ogólnie mówiąc, kontrolery ładowania dzielą się na śledzenie maksymalnego punktu mocy (MPPT) i modulację szerokości impulsu (PWM).

PWM są standardowymi typami i są idealne do mniejszych baterii akumulatorów i systemów fotowoltaicznych, ponieważ ich natężenie wynosi od 4 do 60 amperów, w zależności od wielkości. Alternatywnie, kontrolery ładowania MPPT lepiej nadają się do systemów fotowoltaicznych o wysokim napięciu, zwykle do 160 woltów prądu stałego.

Nie zawsze istnieje potrzeba dołączenia kontrolera ładowania do systemu fotowoltaicznego, ponieważ nie wszystkie panele słoneczne mają baterie słoneczne. Dlatego powinieneś używać kontrolera ładowania tylko wtedy, gdy masz bank baterii. Również, jeśli twój PV tablica emituje około 2 watów na 50 amperogodzin baterii lub mniej, możesz nie potrzebować kontrolera ładowania.

Skrzynka łącząca

Skrzynka łącząca jest często pomijana w większości systemów solarnych, ale odgrywa kluczową rolę. Skrzynki Combiner to obudowy elektryczne, które umożliwiają jednoczesne podłączenie wielu paneli słonecznych. Jeśli łączysz dwa 12-woltowe panele razem dla swojego systemu 12-woltowego, podłączysz ich wyjścia bezpośrednio do zacisków skrzynki łączeniowej.

Aby podłączyć kolejny element systemu, kontroler ładowania, wystarczy poprowadzić dwa przewody (w rurce) z puszki sumatora. Dodatkowo będzie zawierał szereg ciągów bezpieczników lub wyłączników. Pudełka są zwykle przeznaczone do użytku na zewnątrz i są przeznaczone do umieszczania tuż obok paneli słonecznych lub tablic.

Zalety systemów fotowoltaicznych

  • Wysoka niezawodność

Chociaż systemy fotowoltaiczne podlegają trudnym warunkom pogodowym, nadal są wysoce niezawodne. Dzięki matrycom fotowoltaicznym krytyczne zasilacze mogą działać w sposób ciągły i nieprzerwany.

  • Silna wytrwałość

Panele słoneczne są zazwyczaj objęte 25-letnią lub dłuższą gwarancją, a większość z nich działa przez wiele lat.

  • Czyste źródło energii

PV ogniwa dostarczają czystą i zieloną energię, co jest najważniejszą zaletą. Nie ma obaw, że panele emitują do atmosfery jakiekolwiek szkodliwe gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla.

  • Darmowe surowce

Jest to również korzystne, ponieważ nie ma konieczności zakupu surowców! Ogniwa słoneczne wykorzystują słońce do produkcji energii elektrycznej, która jest dostępna w dużych ilościach wokół ciebie. Wybór energii słonecznej to doskonały wybór. System będzie wymagał początkowej inwestycji; jednak przez długi czas jest wolny, naturalny i obfity. Gdy wykorzystasz energię wytworzoną przez PV ogniwa, oszczędzasz na kosztach energii elektrycznej.

  • Niskie koszty utrzymania

Systemy fotowoltaiczne wymagają jedynie sporadycznych przeglądów i prac naprawczych w porównaniu z konwencjonalnymi systemami paliwowymi.

  • Zerowe zużycie paliwa

W przeciwieństwie do konwencjonalnych systemów, które wymagają paliwa, systemy fotowoltaiczne nie wymagają zakupu, przechowywania ani kosztów transportu.

  • Zanieczyszczenie hałasem jest niewielkie

Pomimo minimalnych ruchów mechanicznych system fotowoltaiczny może pracować cicho.

  • Nadzór fotowoltaiczny

PV systemy mogą wymagać dodania niektórych modułów w celu poprawy ich efektywności energetycznej.

  • Łatwa instalacja

Domowe panele słoneczne można instalować bezpośrednio na ziemi lub na dachach bez zakłócania stylu życia.

  • Silne zabezpieczenia

Systemy fotowoltaiczne są bezpieczne nie tylko dla środowiska, ale także dla Ciebie. Posiadają modyfikacje, które chronią Twój dom na wypadek klęsk żywiołowych lub mechanicznych.

  • Silna niezależność

Wiele obszarów mieszkalnych przyjmuje tę nową technologię ze względu na jej niezależną produkcję energii i niezależność od mediów.

Panele słoneczne na dachu
Źródło- freepik.com

Zabrany klucz

Instalacja instalacji fotowoltaicznej w Twoim domu poprawia jakość Twojego codziennego życia i zmniejsza wpływ wytwarzania energii elektrycznej na środowisko. Mamy nadzieję, że ten artykuł dostarczył Ci wystarczających informacji na temat komponentów Solar PV pomimo napiętego harmonogramu

Jednak wybór odpowiedniego systemu fotowoltaicznego dla Twojego domu może być wyzwaniem. Rozważając inwestycję w fotowoltaikę należy wziąć pod uwagę wiele czynników. System fotowoltaiczny jest projektowany w oparciu o ilość energii potrzebnej do konkretnego zastosowania. W zależności od wymagań dotyczących zasilania, pojemności magazynowej i połączenia z siecią, liczba potrzebnych paneli będzie się różnić. Musisz dokładnie przeanalizować swoje opcje i dostępnych dostawców, aby podjąć właściwą decyzję.

Uzyskaj bezpłatną wycenę

Porozmawiaj z naszym ekspertem