Tápegység napelemekkel: DIY rendszer szerelés

A cikk tartalma

• Tápegység berendezés: tartomány, jellemzők
• A napelemes berendezések csatlakoztatási diagramja
• Napelemek és kiegészítő elektromos berendezések telepítése
• Az autonóm áramellátás hatékonyságának javításának módjai

A cikk megvizsgálja a napelemek gyakorlati alkalmazását, részletesen leírja a folyamatos áramellátáshoz, az öncsatlakozáshoz és a napelemek felállításához szükséges csomópontokat..

Tápegység berendezés: tartomány, jellemzők

Az előző cikkben a napelemek típusait vizsgáltuk meg. A napenergia-termelési rendszerekben ezek az elemek csak primer átalakítók. Teljes értékű otthoni erőmű létrehozásához a következő berendezésekre van szükségünk:

• akkumulátor töltésvezérlő
• akkumulátor (részvénybank)
• feszültségváltó

Az akkumulátor töltésvezérlői kétféle: PWM vezérlők (PWM vezérlők) és OTMM vezérlők (MPPT vezérlők).

A PWM vezérlő egyszerűbb és olcsóbb eszköz, amely szabályozza az akkumulátor töltését. A PWM vezérlő hatékonysága általában magasabb, mint az OTMM vezérlő hatékonysága, mivel a töltés kezdeti szakaszában az akkumulátort szinte közvetlenül a napkollektorhoz köti anélkül, hogy a generált feszültséget átalakítaná. Az OTMM vezérlőket javasoljuk olyan modulokhoz, amelyek nem szabványos kimeneti feszültsége legalább 28 V.

Az OTMM-vezérlők használata gazdaságilag indokolt a 400 W-ot meghaladó névleges teljesítményű generációs rendszerekben. Az ilyen vezérlő használatának másik oka egy napenergia-állomás tervezése, amely egész évben villamos energiát termel. Felhős téli napokon, amikor akkumulátorokat tölt, az OTMM vezérlő megmutatja a legjobb oldalát.

Akkumulátor A napenergia-ellátó rendszerben puffer szerepet játszik, amely felhalmozza az elektromos energiát.

Az összes többi napenergia-állomástól eltérően az akkumulátor fogyóeszköz. Ezért minél hosszabb ideig működik csere nélkül, annál rövidebb lesz a megvásárolt komponensek megtérülési ideje. Annak érdekében, hogy az akkumulátor hosszú ideig működjön, felelősségteljesen kell megközelítenie választását. Az akkumulátor fő paraméterei, amelyek érdeklődik a potenciális tulajdonos számára:

• feszültség (V, V) – 12, 24 és 48 V napelemes akkumulátorok kaphatók. 200-300 W kapacitású kis otthoni állomásokhoz a 12 V-os akkumulátorok megfelelőek;
• elektromos kapacitás (amperórában, órában) – jellemzi a felhalmozódó villamosenergia mennyiségét. Ennek megfelelően, minél nagyobb ez a paraméter, annál inkább képes az elektromos rendszer autonóm üzemmódban működni (felhős időben vagy éjszaka);
• önkisülés szintje (a névleges kapacitás% -a) – minél alacsonyabb ez a paraméter, annál jobb az akkumulátor.

Feszültségváltó Úgy tervezték, hogy az akkumulátor állandó feszültségét a háztartási terhelést ellátó 220 V-os hálózat váltakozó feszültségévé alakítsa.

Inverterek széles választéka található a piacon, különféle funkciókkal. A legfontosabb paraméterek a következők:

• inverter teljesítménye;
• primer áramkör feszültsége (a csatlakoztatott akkumulátor feszültsége);
• beépített védelem (túlterhelés ellen, az akkumulátor polaritásának megfordítása, rövidzárlat ellen a terhelésben, az akkumulátor túlzott lemerülése ellen);
• szinuszos kimeneti feszültség (elvileg, ha a csatlakoztatott rakomány motorokat tartalmaz, például mosógépek, hűtőszekrények, cirkulációs szivattyúk, ventilátorok stb.).

Azt is meg kell jegyezni, hogy a túl sok funkció csak a készülék költségeinek növekedéséhez és konfigurációjának és működésének bonyolításához vezet..

A napelemes berendezések csatlakoztatási diagramja

A napenergia erőművi kör összeállítása meglehetősen egyszerű. Az alábbiakban a kapcsolatok sorozata látható fényképekkel. Egy egyszerű rendszer összeállításához polikristályos cellákkal ellátott napelemet, töltővezérlőt és akkumulátort kell használni. Az összeszerelést úgy kezdjük el, hogy a kábelt csatlakoztatjuk a napelemhez.

Ez a lépés nem szükséges a kábelhez tartozó elemeknél. Az akkumulátort csatlakoztatjuk a vezérlő kimeneti csatlakozóihoz. Ezenkívül a paneltől érkező vezetékeket össze kell kötni a töltővezérlő bemeneti csatlakozóival.

Minden összeköttetés a „+” – „+” és „-” – „-” elv alapján történik. Az akkumulátort az inverter bemeneti kapcsaira tápláljuk. A töltésvezérlő és az inverter bekapcsolása után látjuk, hogy a napelem által generált áram elkezdi az akkumulátor töltését.

A szolár akkumulátor kivezetéseinek polaritásának meghatározásához elegendő egy multiméterrel megmérni a feszültséget a sorkapcsokon. Ha a feszültség leolvasása mellett mínuszjel van, akkor a fekete szonda helyzete megegyezik a pozitív csatlakozóval (a mérés előtt ellenőrizze a szonda megfelelő csatlakoztatását). Ha nincs mínuszjel, akkor a fekete szonda helyzete megfelel az akkumulátor negatív kivezetésének.

Napelemek és kiegészítő elektromos berendezések telepítése

A napenergia állomás elektromos berendezéseinek beépítése rézhuzallal történik. Az egyik panel rézhuzalának keresztmetszetét legalább 2,5 mm-re kell választani². Ennek oka az a tény, hogy a rézvezető normál áramsűrűsége 5 amper / 1 mm². Vagyis 2,5 mm keresztmetszettel² a megengedett áram 12,5 A lesz.

Ugyanakkor a 145 W teljesítményű RZMP-130-T panel rövidzárlati ára csak 8,5 A. Ha több panelt párhuzamos csatlakoztatással kombinálunk, akkor a közös kimeneti kábel keresztmetszetét az összes panelen a fenti koncepció szerinti maximális összáram alapján kell kiválasztani (5 A / 1 mm).²).

Számos napelemes kábel eladó. Megkülönböztető jellemzőjük, hogy a külső kábel szigetelése speciális kezelésen esett keresztül, és fokozottabb az ultraibolya sugárzásnak való ellenállása. Nem szükséges ilyen kábeleket vásárolni. A napelemeket össze lehet kötni egy szokásos PVC szigeteléssel ellátott kábellel, de fektesse azt egy hullámkarton hüvelybe, amelyet külső huzalozás tervezésére terveztek. Ez az opció 30-40% -kal kevesebbet fog fizetni.

Az akkumulátor töltővezérlőjét és az invertert száraz helyiségben, szobahőmérsékleten, például szekrényben vagy folyosón kell elhelyezni. Ez a berendezés kültéri elhelyezése nem praktikus, mivel a berendezés elektronikus alkatrészeit nem szabad kitéve a hőmérséklet és páratartalom jelentős ingadozásainak. Maga az akkumulátor az elektronikával együtt helyezhető el.

Ha úgy dönt, hogy savas vagy lúgos elemeket használ, akkor azokat jól szellőző, nem lakóövezetbe kell helyezni, mivel ezek elengedik az egészségre káros gőzöket. Ezenkívül az akkumulátorok nem tartalmazhatnak szikra- és tűzveszélyt a helyiségben, mivel a rosszul szellőző helyiségekben felszabaduló oxigén és hidrogén robbanásveszélyes keveréket képezhet..

A napelem kétféle módon telepíthető:

• A rögzített telepítés magában foglalja a panelek helyhez kötött elhelyezését a ház tetején vagy a falra vagy az alapra erősített tartón. Ebben az esetben a paneleket délre kell irányítani, a panelek vízszintes dőlésszögének a terület szélességével és 15 ° -kal megegyező szögben kell lennie. Tartózkodási helyének szélessége meghatározható például egy GPS-navigátor leolvasásával vagy a Google Maps szolgáltatásban;
• A panelek mozgatható beszerelését egy keresztirányú oldalra készítik, amely azimutálisan (a nap irányában a horizont mentén) és a zenithöz fordul, és a táblákat úgy döntheti meg, hogy a nap sugarai merőlegesen esjenek rájuk. Egy ilyen telepítő rendszer lehetővé teszi a használt napelemek hatékonyságának növelését, de további kézzelfogható pénzügyi költségeket igényel a mozgató motorok és a vezérlőrendszer felépítése..

Az autonóm áramellátás hatékonyságának javításának módjai

A napenergia-erőmű hatékonyságának javítása érdekében kétféleképpen járhat: egyrészt növelheti a generált villamosenergia mennyiségét, másrészt csökkentheti annak fogyasztását. A termelt villamos energia növelésének módjai a következők:

• napelemek felszerelése mozgatható keresztirányú vagy zenit dőlésszabályozó mechanizmusra (félméretű, de meglehetősen hatékony, főleg monokristályos panelekhez);
• jó minőségű akkumulátorok használata alacsony önkisüléses százalékkal és hosszú élettartammal, a kapacitás jelentős csökkenése nélkül;
• a rendszer rendszeres karbantartása: a panelek tisztítása a portól és a hótól, a leszerelhető és a csatlakozókapcsolatok karbantartása az érintkezési ellenállás és ennek eredményeként az energiaveszteség csökkentése érdekében.

Terhelési oldalon az energiahatékonyság az alábbiak szerint növelhető:

• alacsony feszültségű áramkör kiosztása közvetlenül az akkumulátorról, például LED-es világítás csatlakoztatására. Ez elkerüli az energia kettős átalakulását az inverterben;
• a frekvenciaváltó kikapcsolása, amikor a terhelés ki van kapcsolva a kimeneten, mivel az alapjárati inverter még mindig kis energiát fogyaszt;
• telepítés az időzítővel működő mozgásérzékelők megvilágításával, hogy kizárják a bosszantó áramfogyasztást, mivel egyszerűen elfelejtették kikapcsolni a lámpát a folyosón.