Slnečné PV Systémové komponenty 101

Zjednodušene povedané, solárna energia je spôsob premeny slnečnej energie na spotrebnú elektrinu. Je to však zložitejšie. Systém sa skladá z niekoľkých častí, z ktorých každá zohráva špecifickú úlohu. Zhromažďuje, prepravuje a následne premieňa slnečnú energiu na elektrickú energiu. Pre úplné pochopenie solárnej energie ako systému je nevyhnutné pochopiť funkcie všetkých hlavných zahrnutých komponentov.

Fotovoltický systém (PV systém) využíva fotovoltaiku na premenu slnečného žiarenia na elektrinu. Spoľahlivé riešenie zelenej energie možno získať použitím fotovoltaiky, známej aj ako solárne panely.

Solárne zariadenie PV systém je vynikajúcou udržateľnou možnosťou s nízkymi nárokmi na údržbu pre každého, kto chce prispieť k ekologickejšiemu prostrediu, pretože nevypúšťa žiadne znečistenie. Jeho početné výhody z neho robia atraktívnu možnosť.

V tomto článku sa dozviete viac o solárnom systéme PV komponenty systému a ich výhody.

Ako funguje solárko PV práca systému?

Slnečná energia zhromaždená fotovoltaickými článkami sa potom fotovoltaickými článkami premení na jednosmerný prúd (DC). Počas dňa sa bude slnečné lúče odrážať cez fotovoltaické systémy a vytvárať elektrické pole, ktoré spôsobí tok elektriny.

Striedavý prúd potom bude generovať invertor, ktorý odoberie jednosmerný prúd a premení ho na striedavý prúd (AC). Váš dom používa na napájanie svojich elektrických spotrebičov striedavý prúd, ktorý sa často označuje ako striedavý prúd.

Hlavné zložky slnečnej sústavy

Nižšie uvádzame rôzne diely a komponenty solárnych panelov -

Solárne panely

Solárna technológia bola prvýkrát vyrobená v roku 1954 a odvtedy sa rýchlo rozširuje. Alternatívne známe ako fotovoltaické panely, solárne panely sú konštruované z mnohých jednotlivých solárnych článkov. Vo všeobecnosti platí, že čím viac solárnych článkov je, tým efektívnejší bude solárny panel.

Jedným z hlavných aspektov solárnych panelov je, že zachytávajú slnečné svetlo a premieňajú ho na elektrinu. Môže byť použitý pre rôzne aplikácie (vykurovacie systémy, pouličné osvetlenie, strojové inštalácie, kamery, značenie, nabíjanie telefónov a mnoho ďalších zariadení, ktoré využívajú elektrickú energiu). Energia generovaná solárnymi panelmi sa počas noci ukladá do špeciálnych solárnych batérií alebo sa vo vhodných časoch dodáva priamo do siete.

Typy solárnych panelov

Pre fotovoltaické systémy sú ľahko dostupné rôzne solárne panely, vrátane

Monokryštalické solárne panely

V monokryštalických paneloch sú kryštály rovnomerne rozmiestnené po celom paneli. Môžu byť vyrobené z rôznych materiálov, ako je arzenid gália, amorfný kremík, meď-indium-gálium selenid, germánium, telurid kadmia a organické polyméry.

Monokryštalický solárny panel má doteraz najvyššie hodnotenie účinnosti a funguje lepšie pri slabom osvetlení ako ktorýkoľvek iný typ panelu. Navyše jeho účinnosť klesá s pribúdajúcim vekom pomalšie. Monokryštalické solárne panely sú vyrobené z kremíkových ingotov a ich výroba je neuveriteľne drahá. Spočiatku stáli najviac monokryštalické panely; z dlhodobého hľadiska sa však vďaka úsporám energie môžu oplatiť.

Polykryštalické solárne panely

Polykryštalické kremíkové solárne panely majú jedinečnú škvrnitú modrú farbu, ktorá sa mení podľa úrovne odtieňa. Pretože kremík použitý v týchto paneloch nie je homogénny, kryštálová štruktúra kremíka sa môže v rôznych častiach panelu líšiť. Preto majú polykryštalické solárne panely menšiu účinnosť ako monokryštalické panely.

Vďaka vyššiemu teplotnému koeficientu sú polykryštalické solárne panely menej účinné pri vyšších prevádzkových teplotách ako monokryštalické solárne panely. Pretože je účinnosť konverzie znížená, na výrobu špecifikovaného výkonu je potrebný väčší počet panelov.

Keďže solárne panely z polykryštalického kremíka nie sú homogénne, ich nákup je lacnejší a mnohí zákazníci ich preto uprednostňujú.

Amorfné tenkovrstvové solárne panely

Tenkovrstvový solárny panel má nižšiu účinnosť ako ten s monokryštalickým alebo polykryštalickým materiálom a jeho životnosť je tiež kratšia. Vďaka jednoduchšej výrobnej metóde sú ich náklady výrazne nižšie ako kryštalické panely. Na rozdiel od kryštalických solárnych panelov sú tenkovrstvové solárne panely tvarovateľné, ale kryštalické solárne panely môžu pri ohnutí prasknúť.

Použitie tenkovrstvových panelov v rezidenčných fotovoltaických systémoch sa neodporúča z dôvodu ich nižšej účinnosti. Tenkovrstvové panely vyžadujú viac priestoru (a teda aj viac panelov) na výrobu rovnakého množstva elektriny ako kryštalické panely. Tak, utility spoločnosti sú častejšie používané tieto solárne panely ako majitelia domov.

Solárny invertor

Bez ohľadu na typ solárneho energetického systému je invertor dôležitou súčasťou. Jednosmerný prúd (DC) sa premieňa na striedavý prúd (AC), ktorý je užitočný na niekoľko obytných, komerčných a priemyselných účelov, ako je poskytovanie energie komerčným a domácim spotrebičom, ako sú televízory, chladničky a mikrovlnné rúry, ako aj veľkým priemyselným zariadení. Invertory zohrávajú kľúčovú úlohu pri výrobe solárnej energie PV systémy šetrné k životnému prostrediu.

Typy solárnych invertorov

Strunové meniče

Ich napájací systém je priamo napojený na rozvodnú sieť a málokedy majú záložný batériový systém. Invertory tohto typu sú najobľúbenejšie pre obchodné aj domáce použitie. Dizajnová životnosť týchto produktov je 25 rokov a záruka je zvyčajne päť rokov.

Invertory viazané na sieť

Striedač viazaný na sieť premieňa slnečnú energiu na elektrickú energiu prispôsobením fázy a frekvencie zodpovedajúcej vstupu. Keďže sú meniče pripojené k rozvodnej sieti, môžu sa z bezpečnostných dôvodov aj automaticky vypnúť.

Centrálne meniče

Napriek tomu, že sú mimoriadne efektívne, sú kompatibilné s rôznymi funkciami podobnými mriežke, ako je riadenie fluktuácií a vyrovnávanie. Solárne invertory tohto typu sú zvyčajne veľmi veľké a majú vlastný úložný priestor, výfukový systém atď. Väčšina z nich má výkon nad 400 kW.

Mikroinvertory

V porovnaní s stringovými invertormi sú vo všeobecnosti menšie a menej výkonné a majú kapacitu medzi 200 a 350 wattmi. Sú drahšie ako reťazcové invertory, ale majú vyššiu účinnosť v čiastočne zatienených priestoroch. Každý z nich je namontovaný na zadnej strane konkrétneho panela, takže konverzia jednosmerného prúdu na striedavý prúd prebieha iba pre tento panel.

Invertory mimo siete

Samostatné invertory alebo Off-grid invertory sú tiež známe ako nezávislé invertory, pretože na svoju prevádzku nevyžadujú synchronizáciu so solárnym panelom. Energiu získavajú premenou fotovoltaickej energie na elektrickú. Solárny invertor tohto typu sa zvyčajne inštaluje v odľahlých oblastiach, kde ľudia uprednostňujú žiť úplne mimo siete.

Invertory na batérie alebo hybridné solárne invertory

Solárny invertor tohto typu je ako kombinácia invertorov viazaných na sieť a invertorov mimo siete, pretože vám umožňuje byť nezávislý od siete a zároveň sa stále synchronizovať so sieťou, keď nie je dostatok slnečného svetla alebo vysoká spotreba energie. Batéria je prepojená s meničom pomocou techniky známej ako DC Coupling.

Viac solárnych dielov a komponentov

DC odpojovač

Konektory, ktoré dopĺňajú alebo prerušujú tok jednosmerného prúdu, sa nazývajú jednosmerné odpojovače. Solárne zariadenie PV systém zahŕňa jednosmerný odpojovač umiestnený medzi solárnymi panelmi a meničom energie, ktorý možno ľahko prehodiť, ak chcete (alebo hasičský zbor) odpojiť solárne napájanie. DC izolátor sa zapína PV systémy manuálne odpájajú solárne panely počas inštalácie, údržby a opravy.

Zariadenie na rýchle vypnutie

Podľa National Electrical Code (NEC) musia mať systémy solárnych panelov funkciu rýchleho vypnutia. Zjednodušene povedané, umožňuje rýchle odpojenie systému strešných solárnych panelov.

Aby sa zaistila bezpečnosť hasičov, Národná asociácia požiarnej ochrany (NFPA) zahrnula do NEC požiadavky na rýchle odstavenie. Ak váš dom začne horieť a vy si myslíte, že funkcia rýchleho vypnutia by nebola užitočná – ale je to tak, hasiči môžu váš systém rýchlo odpojiť od napájania, ak v prípade vypuknutia požiaru potrebujú ísť na strechu.

Jednoduchý akt vypnutia solárneho invertora to nie vždy dosiahne: niektoré systémy môžu ponechať vodiče a obvody pod napätím, aj keď je invertor vypnutý, čím sú hasiči, ktorí pracujú na vašej streche alebo vo vašom podkroví, vystavení väčšiemu riziku šoku. Solárne systémy je možné rýchlo odpojiť za menej ako minútu pomocou zariadenia na rýchle vypnutie, ktoré umožňuje rýchle zníženie elektrického napätia.

Zariadenie na ochranu proti prepätiu

Elektrické prepätia a špičky, ako napríklad tie, ktoré sú spôsobené priamo alebo nepriamo bleskom, môžu byť chránené zariadeniami na ochranu proti prepätiu (SPD). Môžu byť použité ako úplne samostatné zariadenia alebo ako súčasti elektrického zariadenia. Slnečnú energiu je možné premeniť na elektrický prúd prostredníctvom fotovoltaického systému (FV). Inštaláciou SPD môžete zabrániť poškodeniu inštalácie, vyhnúť sa vysokým nákladom na údržbu a stratám v dôsledku prerušenia výroby.

Držiak jednosmernej poistky

Solárne DC poistky sa používajú predovšetkým na ochranu vedenia systému pred prehriatím a vznietením. Jeho druhou funkciou je zabrániť vznieteniu zariadenia alebo vážnemu poškodeniu v prípade skratu.

Ovládač nabíjania

Regulátory nabíjania batérií regulujú jednosmerný prúd prichádzajúci zo solárnych panelov tak, aby sa batérie neprebíjali. Pomocou regulátora nabíjania môžete určiť, či sú vaše batérie úplne nabité, a zablokovať tok prúdu, aby ste predišli trvalému poškodeniu batérií.

Vo všeobecnosti sa regulátory nabíjania delia na sledovanie maximálneho výkonu (MPPT) a moduláciu šírky impulzu (PWM).

PWM sú štandardné typy a sú ideálne pre menšie batérie a fotovoltaické systémy, pretože sa pohybujú medzi 4 a 60 ampérmi v závislosti od veľkosti. Alternatívne sú MPPT regulátory nabíjania vhodnejšie pre fotovoltaické systémy s vysokým napätím, zvyčajne do 160 voltov DC.

Nie vždy je potrebné zahrnúť regulátor nabíjania do vášho fotovoltaického systému, pretože nie všetky solárne panely majú solárne batérie. Preto by ste mali používať regulátor nabíjania iba vtedy, keď máte batériu. Tiež, ak váš PV pole vydáva približne 2 watty na 50 ampérhodín batérie alebo menej, možno nebudete potrebovať regulátor nabíjania.

Kombinovaná skrinka

Zlučovač je vo väčšine solárnych elektrických systémov často prehliadaný, ale zohráva kľúčovú úlohu. Kombinované boxy sú elektrické skrine, ktoré umožňujú súčasné pripojenie viacerých solárnych panelov. Ak spájate dva 12 V panely pre váš 12 V systém, pripojíte ich výstupy priamo na svorky zlučovacej skrinky.

Na pripojenie ďalšieho komponentu systému, regulátora nabíjania, potrebujete iba dva vodiče (v potrubí) zo zlučovača. Okrem toho bude obsahovať sériu reťazcov poistiek alebo ističov. Krabice sú zvyčajne určené na vonkajšie použitie a sú určené na umiestnenie hneď vedľa solárnych panelov alebo polí.

Výhody fotovoltických systémov

• Vysoká spoľahlivosť

Hoci fotovoltické systémy podliehajú nepriaznivým poveternostným podmienkam, sú stále vysoko spoľahlivé. S fotovoltaickými poliami môžu kritické napájacie zdroje fungovať nepretržite a neprerušovane.

• Silná vytrvalosť

Na solárne panely sa zvyčajne vzťahuje záruka 25 rokov alebo viac a väčšina zostáva v prevádzke mnoho rokov.

• Čistý zdroj energie

PV bunky poskytujú čistú a zelenú energiu, čo je najvýznamnejšia výhoda. Neexistujú žiadne obavy z toho, že panely vypúšťajú do atmosféry škodlivé skleníkové plyny, ako je oxid uhličitý.

• Voľné suroviny

Je to výhodné aj preto, že nie je potrebné nakupovať suroviny! Solárne články sa spoliehajú na slnko pri výrobe elektriny, ktorá je okolo vás hojne dostupná. Výber solárnej energie je vynikajúcou voľbou. Systém bude vyžadovať počiatočnú investíciu; je však voľný, prirodzený a dlhý čas hojný. Akonáhle použijete energiu vyrobenú o PV článkov, v konečnom dôsledku ušetríte na nákladoch za elektrinu.

• Nízke náklady na údržbu

Fotovoltické systémy vyžadujú v porovnaní s klasickými palivovými systémami len občasné kontroly a opravy.

• Nulová spotreba paliva

Na rozdiel od konvenčných systémov, ktoré vyžadujú palivo, fotovoltaické systémy nevyžadujú obstarávacie, skladovacie alebo prepravné náklady.

• Znečistenie hlukom je malé

Napriek minimálnym mechanickým pohybom môže fotovoltický systém fungovať ticho.

• Fotovoltický dozor

PV systémy môžu potrebovať pridať nejaké moduly na zlepšenie ich energetickej účinnosti.

• Jednoduchá inštalácia

Rezidenčné solárne panely je možné inštalovať len tak na zem alebo na strechu bez toho, aby narušili váš životný štýl.

• Silné zabezpečenie

Fotovoltické systémy sú bezpečné nielen pre životné prostredie, ale aj pre vás. Majú úpravy, ktoré ochránia váš dom v prípade živelných alebo mechanických katastrof.

• Silná nezávislosť

Mnohé obytné oblasti si osvojujú túto novú technológiu z dôvodu jej nezávislej výroby energie a nezávislosti od verejných služieb.

Kľúč s sebou

Inštalácia fotovoltaického systému vo vašej domácnosti skvalitňuje váš každodenný život a znižuje dopad vašej výroby elektriny na životné prostredie. Dúfame, že vám tento článok poskytol dostatok informácií o komponentoch Solar PV Systém.

Výber správneho fotovoltického systému pre váš dom však môže byť náročný. Pri zvažovaní investície do fotovoltaiky je potrebné zvážiť množstvo faktorov. Fotovoltický systém je navrhnutý na základe množstva energie potrebnej pre konkrétnu aplikáciu. V závislosti od požiadaviek na napájanie, úložnú kapacitu a pripojenie k sieti sa počet potrebných panelov bude líšiť. Ak chcete urobiť správne rozhodnutie, musíte dôkladne preskúmať svoje možnosti a dostupných dodávateľov.