Solar PV Componentele sistemului 101

Acasă Solar PV Componentele sistemului 101
28/04/2022
Share:

În termeni cei mai simpli, energia solară este o modalitate de a transforma energia solară în energie electrică consumabilă. Cu toate acestea, este mai complex decât atât. Sistemul este format din mai multe părți, fiecare joacă un rol specific. Acesta colectează, transportă și, ulterior, transformă energia solară în energie electrică. Pentru a înțelege pe deplin energia solară ca sistem, este esențial să înțelegem funcțiile tuturor componentelor majore implicate.

Sistemul fotovoltaic (PV sistem) folosește fotovoltaica pentru a transforma lumina solară în energie electrică. O soluție fiabilă de energie verde poate fi obținută prin utilizarea fotovoltaicelor, cunoscute și sub denumirea de panouri solare.

Un solar PV Sistemul este o opțiune excelentă, durabilă, cu întreținere redusă, pentru oricine dorește să contribuie la un mediu mai ecologic, deoarece nu emite poluare. Numeroasele sale avantaje îl fac și o opțiune atractivă.

În acest articol, veți afla mai multe despre solar PV componentele sistemului și avantajele acestora.

Cum funcționează un solar PV lucru de sistem?

Energia solară colectată de celulele fotovoltaice este apoi convertită în curent continuu (DC) de către celulele fotovoltaice. În timpul zilei, soarele se va reflecta în sistemele fotovoltaice, creând un câmp electric, care va determina curgerea energiei electrice.

Puterea de curent alternativ va fi apoi generată de un invertor, care va prelua electricitatea de curent continuu și o va transforma într-un curent alternativ (AC). Casa ta folosește curent alternativ pentru a-și alimenta aparatele electrice, denumită frecvent sarcină de curent alternativ.

Componentele principale ale sistemului solar

Am enumerat mai jos diverse piese și componente ale panourilor solare -

Panouri solare

Tehnologia solară a fost fabricată pentru prima dată în 1954 și de atunci s-a extins rapid. Cunoscute alternativ ca panouri fotovoltaice, panourile solare sunt construite din multe celule solare individuale. În general, cu cât sunt mai multe celule solare, cu atât va fi mai eficient panoul solar.

Unul dintre principalele aspecte ale panourilor solare este că captează lumina soarelui și o transformă în energie electrică. Poate fi folosit pentru diverse aplicații (sisteme de încălzire, iluminat stradal, instalații de mașini, camere, semnalizare, încărcare telefoanelor și multe alte dispozitive care utilizează electricitate). Pe timpul nopții, energia generată de panourile solare este stocată în baterii solare speciale sau este alimentată direct în rețea la ore convenabile.

Tipuri de panouri solare

O varietate de panouri solare sunt disponibile cu ușurință pentru sistemele fotovoltaice, inclusiv

Panouri solare monocristaline

În panourile monocristaline, cristalele sunt distribuite uniform pe întregul panou. Ele pot fi fabricate din diverse materiale, cum ar fi arseniura de galiu, siliciu amorf, seleniura de cupru indiu galiu, germaniu, telurura de cadmiu și polimeri organici.

Un panou solar monocristalin are cel mai înalt nivel de eficiență până în prezent și funcționează mai bine în condiții de lumină scăzută decât orice alt tip de panou. În plus, eficiența sa scade mai lent pe măsură ce îmbătrânește. Panourile solare monocristaline sunt fabricate din lingouri de siliciu și sunt incredibil de scumpe de fabricat. Inițial, panourile monocristaline costă cel mai mult; cu toate acestea, acestea pot merita pe termen lung prin economii de energie.

Panouri solare policristaline

Panourile solare din siliciu policristalin au o culoare albastră unică, care variază în funcție de nivelul de umbră. Deoarece siliciul utilizat în aceste panouri nu este omogen, structura cristalină a siliciului poate diferi în diferite părți ale panoului. Prin urmare, panourile solare policristaline au o eficiență mai mică decât panourile monocristaline.

Datorită coeficientului lor de temperatură mai mare, panourile solare policristaline sunt mai puțin eficiente la temperaturi de funcționare mai mari decât cele ale panourilor solare monocristaline. Deoarece eficiența de conversie este redusă, este necesar un număr mai mare de panouri pentru a produce puterea specificată.

Deoarece panourile solare din siliciu policristalin nu sunt omogene, costă mai puțin de achiziție și mulți clienți le preferă din acest motiv.

Panouri solare amorfe cu peliculă subțire

Eficiența unui panou solar cu peliculă subțire este mai mică decât a unui panou cu material monocristalin sau policristalin, iar durata de viață a acestuia este, de asemenea, mai scurtă. Datorită metodei de fabricație mai simple, costurile lor sunt semnificativ mai mici decât panourile cristaline. Spre deosebire de panourile solare cristaline, panourile solare cu peliculă subțire sunt modelabile, dar panourile solare cristaline se pot crăpa dacă sunt îndoite.

Utilizarea panourilor cu peliculă subțire în sistemele fotovoltaice rezidențiale nu este recomandată din cauza eficienței lor mai mici. Panourile cu peliculă subțire necesită mai mult spațiu (și, prin urmare, mai multe panouri) pentru a produce aceeași cantitate de electricitate ca și panourile cristaline. Astfel, companiile de utilități sunt mai des folosite aceste panouri solare decât proprietarii de case.

Invertor solar

Indiferent de tipul de sistem de energie solară, un invertor este o componentă vitală. Curentul continuu (DC) este convertit în curent alternativ (AC), ceea ce este util pentru mai multe scopuri rezidențiale, comerciale și industriale, cum ar fi furnizarea de energie la aparatele comerciale și de uz casnic, cum ar fi televizoare, frigidere și cuptoare cu microunde, precum și pentru uriașe industrie. echipamente. Invertoarele joacă un rol cheie în producerea energiei solare PV sisteme prietenoase cu mediul.

Tipuri de invertoare solare

Invertoare de șir

Sistemul lor de alimentare este conectat direct la rețea și rareori au un sistem de rezervă a bateriei. Invertoarele de acest tip sunt cele mai populare atât pentru afaceri, cât și pentru uz casnic. Durata de viață a acestor produse este de 25 de ani, iar garanția este de obicei de cinci ani.

Invertoare legate la rețea

Invertorul conectat la rețea convertește energia solară în energie electrică prin potrivirea fazei și frecvenței corespunzătoare la intrare. Deoarece invertoarele sunt conectate la rețeaua publică, ele se pot opri automat și din motive de siguranță.

Invertoare centrale

În ciuda faptului că sunt extrem de eficiente, sunt compatibile cu caracteristici distincte asemănătoare rețelei, cum ar fi gestionarea fluctuațiilor și echilibrarea. Invertoarele solare de acest tip sunt de obicei foarte mari si au propria lor zona de depozitare, sistem de evacuare etc. Majoritatea au o capacitate de peste 400 KW.

Micro-invertoare

În comparație cu invertoarele string, acestea sunt în general mai mici și mai puțin puternice și au o capacitate cuprinsă între 200 și 350 de wați. Sunt mai scumpe decât invertoarele string, dar au o eficiență mai mare în zonele parțial umbrite. Fiecare este montat pe spatele unui anumit panou, astfel încât conversia DC la AC are loc doar pentru acel panou.

Invertoare off-grid

Invertoarele independente sau invertoarele off-grid sunt cunoscute și ca invertoare independente, deoarece nu necesită sincronizare cu un panou solar pentru a funcționa. Ei obțin energie prin transformarea energiei fotovoltaice în energie electrică. Un invertor solar de acest tip este instalat de obicei în zone îndepărtate, unde oamenii preferă să trăiască în totalitate în afara rețelei.

Invertoare pe bază de baterii sau invertoare solare hibride

Un invertor solar de acest tip este ca o combinație de invertoare atât conectate la rețea, cât și în afara rețelei, permițându-vă să fiți independent de rețea, în timp ce vă sincronizați cu rețea atunci când lumina soarelui este insuficientă sau consumul de energie ridicat. Bateria este interconectată cu invertorul folosind o tehnică cunoscută sub numele de Cuplare DC.

Solar PV sistem
Sursă- freepik.com

Mai multe piese și componente solare

Comutator de deconectare CC

Conectorii care completează sau întrerup fluxul de electricitate DC se numesc deconectare DC. Un solar PV sistemul implică o deconectare DC situată între panourile solare și invertorul de putere, care poate fi aruncată cu ușurință dacă dvs. (sau pompierii) doriți să întrerupeți energia solară. Izolatorul DC se întrerupe PV sistemele deconectează manual panourile solare în timpul instalării, întreținerii și reparațiilor.

Dispozitiv de închidere rapidă

Conform Codului electric național (NEC), sistemele de panouri solare trebuie să aibă o funcție de oprire rapidă. În termeni simpli, permite unui sistem de panouri solare de pe acoperiș să fie rapid dezactivat.

Pentru a asigura siguranța pompierilor, National Fire Protection Association (NFPA) a inclus cerințe de oprire rapidă în NEC. Dacă casa dvs. ia foc și credeți că funcționalitatea de oprire rapidă nu ar fi utilă - dar este, pompierii vă pot dezactiva rapid sistemul dacă trebuie să urce pe acoperiș dacă izbucnește incendiul.

Simplul act de a opri un invertor solar nu realizează întotdeauna acest lucru: unele sisteme pot lăsa firele și circuitele sub tensiune chiar și atunci când invertorul este oprit, punând pompierii care lucrează pe acoperișul tău sau în podul tău la un risc mai mare de șoc. Sistemele solare pot fi deconectate rapid în mai puțin de un minut cu un dispozitiv de oprire rapidă care permite reducerea rapidă a tensiunii electrice.

Dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii

Surgențele și vârfurile electrice, cum ar fi cele cauzate direct sau indirect de trăsnet, pot fi protejate de dispozitive de protecție la supratensiune (SPD). Ele pot fi utilizate ca dispozitive complet separate sau ca părți ale echipamentelor electrice. Energia solară poate fi transformată în curent electric printr-un sistem fotovoltaic (PV). Prin instalarea unui SPD, puteți preveni deteriorarea instalației, evitând costurile mari de întreținere și pierderile din cauza întreruperii producției.

Suport siguranțe DC

Siguranțele solare DC sunt utilizate în principal pentru a proteja cablajul unui sistem împotriva supraîncălzirii și a incendiului. A doua sa funcție este de a preveni incendierea dispozitivelor sau de a suferi daune grave în cazul unui scurtcircuit.

Controler de sarcină

Controlerele de încărcare a bateriilor reglează curentul continuu provenit de la panourile solare, astfel încât bateriile să nu se supraîncarce. Folosind un controler de încărcare, puteți determina dacă bateriile sunt complet încărcate și puteți bloca fluxul de curent pentru a preveni deteriorarea permanentă a bateriilor.

În general, regulatoarele de încărcare sunt împărțite în urmărirea punctului de putere maximă (MPPT) și modularea lățimii impulsului (PWM).

PWM-urile sunt tipuri standard și sunt ideale pentru băncile de baterii mai mici și sistemele fotovoltaice, deoarece variază între 4 și 60 de amperi, în funcție de dimensiune. Alternativ, regulatoarele de încărcare MPPT sunt mai potrivite pentru sistemele fotovoltaice cu o tensiune înaltă, de obicei până la 160 de volți DC.

Nu este întotdeauna necesar să includeți un controler de încărcare în sistemul dvs. fotovoltaic, deoarece nu toate panourile solare au baterii solare. Prin urmare, ar trebui să utilizați un controler de încărcare numai atunci când aveți o bancă de baterii. De asemenea, dacă dvs PV matricea produce aproximativ 2 wați la 50 de amperi-oră a bateriei sau mai puțin, este posibil să nu aveți nevoie de un controler de încărcare.

Combină Cutie

Cutia de combinare este adesea trecută cu vederea în majoritatea sistemelor electrice solare, dar joacă un rol crucial. Cutiile de combinare sunt carcase electrice care permit conectarea simultană a mai multor panouri solare. Dacă conectați două panouri de 12 volți împreună pentru sistemul dvs. de 12 volți, veți conecta ieșirile acestora direct la bornele cutiei de combinare.

Pentru a conecta următoarea componentă a sistemului, controlerul de încărcare, trebuie să treceți doar două fire (într-o conductă) din cutia combinatorului. În plus, va conține o serie de șiruri de siguranțe sau întreruptoare. Cutiile sunt de obicei evaluate pentru utilizare în aer liber și sunt menite să fie plasate chiar lângă panouri solare sau matrice.

Avantajele sistemelor fotovoltaice

  • fiabilitate ridicată

Deși sistemele fotovoltaice sunt supuse condițiilor meteorologice dure, ele sunt totuși foarte fiabile. Cu rețele fotovoltaice, sursele de alimentare critice pot funcționa continuu și neîntrerupt.

  • Persistență puternică

Panourile solare sunt de obicei acoperite de garanții de 25 de ani sau mai mult și majoritatea rămân operaționale mulți ani.

  • O sursă de energie curată

PV celulele oferă energie curată și verde, ceea ce este cel mai semnificativ avantaj. Nu există nicio îngrijorare cu privire la panourile care emit în atmosferă gaze nocive cu efect de seră, cum ar fi dioxidul de carbon.

  • Materii prime gratuite

Este si avantajos pentru ca nu este nevoie sa achizitionezi materii prime! Celulele solare se bazează pe soare pentru a produce electricitate, care este disponibilă din abundență în jurul tău. Alegerea energiei solare este o alegere excelentă. Sistemul va necesita o investiție inițială; cu toate acestea, este gratuit, natural și abundent pentru o lungă perioadă de timp. Odată ce utilizați energia generată de PV celule, ajungi să economisești costurile cu energia electrică.

  • Costuri de întreținere reduse

Sistemele fotovoltaice necesită doar inspecții ocazionale și lucrări de reparații în comparație cu sistemele convenționale de combustibil.

  • Consum zero de combustibil

Spre deosebire de sistemele convenționale care necesită combustibil, sistemele fotovoltaice nu necesită costuri de achiziție, depozitare sau transport.

  • Poluarea fonică este mică

În ciuda mișcărilor mecanice minime, sistemul fotovoltaic poate funcționa în liniște.

  • Supraveghere fotovoltaică

PV sistemele ar putea avea nevoie să adauge unele module pentru a-și îmbunătăți eficiența energetică.

  • Ușor de instalat

Panourile solare rezidențiale pot fi instalate doar pe sol sau pe acoperișuri fără a vă perturba stilul de viață.

  • Securitate puternică

Sistemele fotovoltaice sunt sigure nu numai pentru mediu, ci și pentru dumneavoastră. Au modificari care iti protejeaza casa in caz de dezastre naturale sau mecanice.

  • Independență puternică

Multe zone rezidențiale adoptă această nouă tehnologie datorită producției sale independente de energie și independenței față de utilități.

Panouri solare pe acoperiș
Sursă- freepik.com

Cheie de luat cu cheie

Instalarea unui sistem fotovoltaic în locuința dumneavoastră îmbunătățește calitatea vieții de zi cu zi și reduce impactul producerii de energie electrică asupra mediului. Sperăm că acest articol v-a oferit suficiente informații despre componentele unui solar PV sistemului.

Cu toate acestea, alegerea sistemului fotovoltaic potrivit pentru casa ta poate fi o provocare. O mulțime de factori ar trebui luați în considerare atunci când luați în considerare o investiție în fotovoltaic. Un sistem fotovoltaic este proiectat pe baza cantității de putere necesară pentru o anumită aplicație. În funcție de cerințele de putere, capacitatea de stocare și conexiunea la rețea, numărul de panouri necesare va varia. Trebuie să vă examinați amănunțit opțiunile și furnizorii disponibili pentru a lua decizia corectă.

Obțineți o ofertă gratuită

Vorbește cu expertul nostru