Năng lượng mặt trời cho gia đình

Làm thế nào để các nhà máy năng lượng mặt trời cho ngôi nhà. Mẹo để chọn một mạch và các thành phần

Các nguồn điện thay thế đang ngày càng quan tâm đến chủ nhà. Họ bị thu hút bởi chi phí sử dụng năng lượng mặt trời thấp. Nhưng việc giới thiệu hàng loạt các thiết bị hoạt động từ thông lượng ánh sáng mặt trời bị hạn chế bởi chi phí thiết bị cao và sự phức tạp trong việc lựa chọn và lắp đặt.

Trên thực tế, để lắp ráp bằng tay của chính bạn và vận hành một trạm năng lượng mặt trời nằm trong khả năng của một chủ nhà, thậm chí là một học sinh cuối cấp. Để làm điều này:

• Làm quen với các nguyên tắc của chương trình,

• xác định nhiệm vụ của thiết bị,

• chọn thiết bị trạm phù hợp nhất,

• thực hiện cài đặt cơ học của tất cả các yếu tố,

• lắp ráp một mạch điện

• kiểm tra hiệu suất và vận hành thành thạo.

Nhiều thí nghiệm thực tế cho phép chúng tôi đề xuất một sơ đồ phổ quát để giải quyết các vấn đề của nhà máy điện mặt trời cho ngôi nhà.

Sơ đồ điển hình của một nhà máy điện gia đình với pin mặt trời (bấm vào hình để phóng to):

Nó bao gồm:

• mô-đun năng lượng mặt trời dựa trên các tế bào ảnh cá nhân,

• bộ điều khiển

• pin lưu trữ năng lượng điện,

• biến tần.

Cần phải hiểu rõ rằng trong một nhà máy điện mặt trời, vai trò của các tấm pin mặt trời không phải là cung cấp năng lượng trực tiếp cho người tiêu dùng điện (mặc dù trong một số trường hợp, điều này là hợp lý: đồng hồ, máy tính và các thiết bị tương tự), nhưng trong việc cung cấp một bộ sạc cho pin hoạt động của mạch điện:

• nhận điện từ các mô-đun năng lượng mặt trời,

• tích lũy nó và truyền lại cho người tiêu dùng.

Câu hỏi về việc tạo một trạm nhà nên bắt đầu bằng cách xác định tải của nó. Để làm điều này, chúng ta cần phân tích tất cả những người tiêu dùng sẽ làm việc từ năng lượng của mặt trời. Chúng được chia thành hai lớp chính:

• thiết bị hoạt động trên AC 220 V,

• thiết bị điện tử và máy tính, hoạt động từ điện áp một chiều 12/24 V.

Động cơ điện của tủ lạnh, máy giặt, máy hút bụi và các thiết bị khác chỉ hoạt động từ mạng ~ 220 V / 50Hz. Chúng sẽ phải được kết nối thông qua một thiết bị tạo thành sóng hài hình sin với các đặc tính cần thiết từ năng lượng không đổi của pin. Thiết bị này được gọi là biến tần.

Làm thế nào nó hoạt động và làm thế nào để chọn nó cho tải nhất định là chủ đề của một bài viết riêng biệt. Và bây giờ điều quan trọng là phải hiểu rằng công suất đầu ra của biến tần được chọn phải đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của tất cả người tiêu dùng được kết nối với nó và thậm chí có một lề nhỏ.

Để tiết kiệm, hoạt động thay thế của người tiêu dùng hiện tại xen kẽ là hoàn toàn chấp nhận được. Đồng ý rằng đôi khi không cần thiết phải bật máy hút bụi để làm nóng nước trong khi máy giặt đang chạy. Nó khôn ngoan chờ đợi cho đến khi rửa xong, và sau đó đi máy hút bụi. Điều này sẽ giảm đáng kể tải trên biến tần.

Việc chuyển đổi sang sử dụng trạm năng lượng mặt trời trong nhà nên được kết hợp với việc thay thế các thiết bị mạng chiếu sáng. Thật vô nghĩa khi tiêu tốn năng lượng của biến tần vào việc làm nóng các dây tóc của đèn sợi đốt. Chúng nên được bỏ ngay lập tức, hoặc trong trường hợp cực đoan, chuyển sang đèn tiết kiệm năng lượng hoạt động với điện áp = 24 / 12V.

Điều này sẽ giúp bạn tránh lãng phí năng lượng không cần thiết vì chúng, giống như phần còn lại của thiết bị điện tử và máy tính, có thể được cấp nguồn trực tiếp từ điện áp không đổi của pin lưu trữ.

Xem điều gì xảy ra: ví dụ, mạch điện tử của máy tính xách tay được cung cấp năng lượng bởi pin = 12V.

Để sạc lại, nguồn điện được sử dụng, chuyển đổi điện áp xoay chiều ~ 220 V / 50Hz thành giá trị = 19V.

12 volt là đủ cho máy tính xách tay này. Hơn nữa, thông thường có thể tháo pin ra khỏi nó và nạp trực tiếp từ pin lưu trữ (pin). Với phương pháp này, khoảng 40% tiết kiệm năng lượng được tạo ra so với phương pháp chuyển đổi kép bằng biến tần và sau đó là một đơn vị cung cấp điện.

Tại sao lại tải thêm thiết kế đã tạo bằng các thiết bị không cần thiết, làm ấm không khí xung quanh bằng các thiết bị điện tử phức tạp? Sơ đồ năng lượng của mỗi trợ lý hộ gia đình phải được suy nghĩ kỹ và theo cách tương tự để đơn giản hóa việc cung cấp năng lượng của nó. Điều này sẽ đòi hỏi rất ít chi phí:

• miếng dây

• bộ điều hợp tiêu chuẩn.

Để kết luận công việc này, sẽ không khó để tính công suất đầu ra cần thiết của biến tần và từ đó có thể chọn mô hình phù hợp để mua.

Bây giờ là lúc quyết định pin lưu trữ cho trạm năng lượng mặt trời nhà bạn. Các quy tắc của sự lựa chọn của họ và các đặc điểm chính không được xem xét ở đây - đây là một chủ đề riêng biệt đồ sộ, sẽ được thảo luận chi tiết trong một bài viết khác.

Và bây giờ chúng tôi sẽ tập trung vào thực tế là những pin này đáng tin cậy cung cấp năng lượng cho cả hai nhóm người tiêu dùng, mà chúng tôi đã kiểm tra ngắn gọn. Ở đây cũng vậy, người ta nên quan sát thứ tự hoạt động của các thiết bị và có một số loại dự trữ.

Khi đã quyết định về nhiệm vụ của pin (công suất và tổng điện áp đầu ra), bạn có thể chọn các mô-đun năng lượng mặt trời. Sản xuất hiện đại của họ tạo ra một loại lớn với các phương pháp sản xuất khác nhau. Họ có những đặc điểm và khả năng khác nhau.

Xin lưu ý rằng các mô-đun năng lượng mặt trời:

• theo điện áp đầu ra phải tương ứng với pin lưu trữ,

• sở hữu năng lượng có khả năng cung cấp dòng sạc định mức cho pin hoạt động trong điều kiện ánh sáng trung bình.

Có một thiết bị khác trong mạch này: bộ điều khiển. Ông làm việc như một trung gian giữa các tấm pin mặt trời và pin lưu trữ, điều chỉnh quá trình sạc.

Xem xét một sơ đồ nối dây đơn giản hóa cho một trạm năng lượng mặt trời hoạt động mà không cần bộ điều khiển. Điều này được thực hiện để bạn có một sự hiểu biết rõ ràng về mục đích của nó.

Sơ đồ đơn giản hóa của một nhà máy điện gia đình với pin mặt trời (bấm vào hình để phóng to):

Trong mạch này, bộ điều khiển được loại bỏ và một diode thông thường hoạt động thay thế. Tại sao bạn làm điều đó?

Nhiệm vụ duy nhất của bộ điều khiển là để sạc lại pin lưu trữ lên đến 14 Phi14.5 V. Nó thực hiện việc này theo nhiều cách khác nhau và hoạt động định kỳ:

• với hoạt động năng lượng mặt trời tăng lên,

• thiếu tiêu thụ điện (pin không cho ăn bất cứ thứ gì - không cần sạc),

• dung lượng pin thấp khi chúng không thể chịu được tải và một phần năng lượng cho người tiêu dùng đến từ các mô-đun năng lượng mặt trời.

Việc sạc đầy pin được thực hiện bởi bộ điều khiển MRPT, giúp quét điểm với công suất hồi tối đa của pin mặt trời (xem Các tấm pin mặt trời được sắp xếp và làm việc như thế nào?). Đây là thiết kế đáng tin cậy nhất, nhưng đắt tiền. Các mô hình khác, đặc biệt là phát triển Bật / Tắt, có thể được thay thế bằng một diode công suất.

Anh ta sẽ không cho phép dòng pin từ pin sang pin mặt trời trong bóng tối, ngăn chặn sự phóng điện của chúng. Với phương pháp này, không nên rời khỏi trạm năng lượng mặt trời mà không tải trong một thời gian dài: pin sẽ được sạc lại mà không có bất kỳ hạn chế nào và chúng tôi cần đảm bảo cân bằng giữa sạc và tiêu thụ năng lượng. Trong trường hợp này, có thể loại trừ một phần pin mặt trời khỏi công việc hoặc chuyển đổi thêm một tải không đổi: thông gió, sưởi ấm, đèn ...

Sử dụng một diode với sự từ chối của bộ điều khiển giúp giảm chi phí của mạch, nhưng đòi hỏi phải theo dõi cẩn thận hơn và điều chỉnh thủ công cho công việc.

Tóm lại, hãy chú ý đến điều quan trọng nhất trong việc tạo ra thiết kế: tất cả các yếu tố của sơ đồ năng lượng mặt trời gia đình hoạt động trong một khu phức hợp, do đó nên được lựa chọn và cân bằng giữa chính họ và người tiêu dùng.

Các bài viết sau đây sẽ thảo luận về thiết bị và nguyên tắc hoạt động của bộ điều khiển, bộ biến tần và pin cho các nhà máy điện mặt trời gia đình.

Xem thêm: Pin mặt trời: cách lấy, vận hành và khôi phục các tấm (khử lưu huỳnh)

Comments

[#1]

Bài viết thú vị. Tôi cũng muốn đọc về biến tần, pin và bộ điều khiển cho các trạm năng lượng mặt trời.

[#2 Bến du thuyền]

Cảm ơn bạn Rất nhiều thông tin. Tôi muốn chuyển nhà ở quê sang điện mặt trời ... Tôi hiểu bản chất của vấn đề.

[#3]

Tất cả điều này là tốt, nhưng rất tốn kém !!! Hoàn vốn ít nhất 10 năm !!!

[#4]

Một bài viết thông tin thú vị, tôi đồng ý với tác giả - bạn lái xe qua châu Âu, tất cả các mái nhà được lấp đầy bằng các tấm pin mặt trời. Nhưng điều đó thật không may mắn - đối với người tiêu dùng trung bình thì đó là một niềm vui rất tốn kém, nếu bạn tính chi phí điện ở Ukraine, thậm chí với giá hiện tại, hệ thống này sẽ trả hết rất sớm. Thật đáng tiếc khi nhà nước không giúp chúng tôi chuyển đổi các nguồn dinh dưỡng không thay thế.

[#5 Peter]

Bạn đã nghe thấy bất cứ điều gì về các tấm pin mặt trời từ Armenia với một số hiệu quả khủng khiếp?