Betri ya jua - mchanganyiko wa waongofu wa picha (picha) - vifaa vya semiconductor ambazo hubadilisha moja kwa moja nishati ya jua kuwa umeme wa moja kwa moja, tofauti na watoza jua ambao hutoa vifaa vya joto.

Vifaa mbalimbali vinavyoruhusu ubadilishaji wa mionzi ya jua kuwa nishati ya mafuta na umeme ni kitu cha kusoma cha nishati ya jua (kutoka kwa Helios Greek. Ήλιος, Helios - Sun). Uzalishaji wa seli za photovoltaic na ushuru wa jua unaendelea katika mwelekeo tofauti. Paneli za jua huja kwa ukubwa tofauti: kutoka kwa kujengwa ndani ya microcalculators kwa magari yaliyowekwa na paa na majengo.

Hadithi

Mnamo 1842, Alexander Edmond Becquerel aligundua athari ya kubadilisha taa kuwa umeme. Charles Fritts alianza kutumia seleniamu kugeuza taa kuwa umeme. Mfano wa kwanza wa paneli za jua ziliundwa na mpiga picha wa Italia Giacomo Luigi Chamican.

Machi 25, 1948, wataalam katika Bell Laboratories walitangaza kuumbwa kwa paneli za kwanza za jua zenye msingi wa silicon kutengeneza umeme wa sasa. Ugunduzi huu ulitolewa na wafanyikazi watatu wa kampuni hiyo - Calvin Souther Fuller (Calvin Souther Fuller), Daryl Chapin (Daryl Chapin) na Gerald Pearson (Gerald Pearson). Tayari baada ya miaka 10, mnamo Machi 17, 1958, satelaiti na matumizi ya betri za jua, Avangard-1, ilizinduliwa nchini USA. Mnamo Mei 15, 1958, satelaiti na utumiaji wa betri za jua, Sputnik-3, pia ilizinduliwa katika USSR.

Unachohitaji kujua juu ya paneli za jua

"Betri ya jua" ni msemo ambao unamaanisha seti kadhaa za seli za jua, msingi wake ambazo ni vifaa vya semiconductor ambavyo hubadilisha moja kwa moja nishati ya jua kuwa ya moja kwa moja. Utaratibu huu unaitwa athari ya picha. Baada ya udhibiti wa jambo hili la kipaza sauti kulipatikana katika kiwango cha maabara, tasnia pia ilifanikiwa utengenezaji wa moduli za jua za jua. Ufanisi wa paneli za jua - 18-22%. Uunganisho wa nakala katika hizo ni za serial na sambamba.

Sura ambayo iko iko imetengenezwa na nyenzo za dielectric.

Mpango wa kuunganisha paneli za jua kwa nyumba ya majira ya joto na nyumba ya kibinafsi. Uendeshaji sahihi wa mfumo unasukumwa na uteuzi sahihi wa vifaa vyote vya mzunguko wa mmea wa nguvu. Ubora wa moduli ambazo hufanya betri ya jua hutegemea jinsi mafanikio ya kukamilisha njia iliyosafishwa na picha kutoka kwa Jua hadi Duniani.

Kwa kuwa wameanguka katika mtego huu kwa mionzi nyepesi, huwa sehemu ya mzunguko wa umeme na umeme wa moja kwa moja. Zaidi, kulingana na kazi, nishati iliyokusanywa inakusanywa kwenye betri au hubadilishwa kuwa umeme mbadala wa sasa unaosambaza soketi V V

Aina za Jopo za jua

Kulingana na aina inayotumika kwa utengenezaji wa semiconductors za silicon, moduli za paneli za jua zinagawanywa katika vikundi viwili: polycrystalline , glasi moja .

Zamani ziko katika mfumo wa mraba wa gorofa na uso tofauti, kwa sababu ya uwepo wa fuwele zisizo sawa. Kuyeyuka kwa Silicon hutumiwa kwa utengenezaji wao. Kwanza, malighafi hutiwa katika fomu maalum, kisha vitalu vilivyopatikana kwa kuyeyuka hukatwa kwa sahani za mraba. Wakati wa mchakato wa utengenezaji, misa ya silicon iliyoyeyuka hutiwa na baridi ya taratibu.

Paneli za monocrystalline zinafaa zaidi na hutoa nishati zaidi kwa ukubwa sawa, lakini paneli za polycrystalline ni bei rahisi.M moduli hiyo ina sahani 36 au 72 za polycrystalline. Jopo lina seti ya nodes kama hizo. Teknolojia hiyo ni rahisi, haihusiani na matumizi ya vifaa vya gharama kubwa na hauitaji uwekezaji mkubwa wa kifedha. Minus ya moduli hizi ni moja - ufanisi hauzidi 18%.

Mahitaji makuu kwao yanafafanuliwa na ukweli kwamba wao ni bei nafuu. Tofauti na zile zilizotangulia, uso wa paneli moja-glasi hauna unyevu. Hizi ni sahani nyembamba za kutambulika zinajulikana kama kata ya mraba kwenye pembe. Ili kuipata, fuwele za silicon zimepandwa bandia. Seli za jua zinazotumiwa katika kesi hii zinajumuisha silinda za silicon.

Kwa kupunguza ingots za silicon pande zote, utendaji huimarishwa. Utaratibu huu ni wa gharama kubwa lakini una tija. Ufanisi wa mambo ya glasi moja inaweza kufikia 22%. Gharama yao ni kubwa kuliko ile ya polycrystalline katika mkoa wa 10%.

Betri ya jua ni nini?

Betri ya jua (SB) ni moduli chache za Photovoltaic zilizojumuishwa katika kifaa kimoja kutumia waya wa umeme.

Na ikiwa betri inayo moduli (ambazo pia huitwa paneli), basi kila moduli huundwa kwa seli kadhaa za jua (ambazo huitwa seli). Kiini cha jua ni kitu muhimu ambacho kiko moyoni mwa betri na mitambo yote ya jua.

Picha inaonyesha seli za jua za fomati anuwai.

Lakini mkutano wa jopo la Photovoltaic.

Kwa mazoezi, seli za Photovoltaic hutumiwa kwa kushirikiana na vifaa vya ziada, ambavyo hutumika kubadilisha sasa, kwa mkusanyiko wake na usambazaji wa baadaye kati ya watumiaji. Vifaa vifuatavyo vinajumuishwa kwenye kifaa cha umeme cha jua.

1. Paneli za Photovoltaic ndio nyenzo kuu ya mfumo ambao hutoa umeme wakati jua linawaka.
2. Betri inayoweza kurejeshwa ni kifaa cha kuhifadhi nishati ambacho kinaruhusu watumiaji kupewa umeme mwingine hata wakati wa masaa hayo wakati SB haitoii (kwa mfano, usiku).
3. Mdhibiti - kifaa kinachohusika na usanikishaji wa betri kwa wakati, wakati unalinda betri kutoka kuzidi na kutokwa kwa kina.
4. Inverter ni kibadilishaji cha nishati ya umeme ambayo hukuruhusu kupokea kubadilisha wakati huu kwa pato na frequency inayohitajika na voltage.

Kwa utaratibu, mfumo wa usambazaji wa nguvu ya jua ni kama ifuatavyo.

Mpango ni rahisi sana, lakini ili iweze kufanya kazi kwa ufanisi, ni muhimu kuhesabu kwa usahihi vigezo vya kufanya kazi vya vifaa vyote vinavyohusika ndani yake.

Vipengele na kanuni ya uendeshaji wa paneli za jua

Kazi ya betri ya jua ni mabadiliko ya nishati ya mionzi ya jua kuwa umeme, ambayo hulisha vifaa vya kaya na viwandani. Utaratibu wa uendeshaji wa kituo cha umeme wa jua, kwa kanuni, unafanywa kulingana na mpango kama huo wa kawaida.

Jopo la jua lina vitu 5. Sehemu ya kwanza ya usanikishaji wa jua ni paneli za picha.

Vifaa vya semiconductor ambavyo vinatengenezwa moja kwa moja hubadilisha nishati ya mwili wa mbinguni kuwa umeme wa umeme wa kila wakati. Nguvu zote mbili na voltage ya paneli za jua zinaweza kuwa tofauti, lakini kila mara nyingi 12 V. betri ya jua ni mkusanyiko wa vitengo vya msimu. Tafuta betri kwenye maeneo yanayopatikana kuelekeza jua.

Ili kudhibiti na kudhibiti uendeshaji wa paneli za jua, vifaa kama betri, inverter, na mtawala hujumuishwa kwenye mzunguko. Betri inatimiza jukumu lake la jadi katika mfumo - huhifadhiwa kwa umeme. Hii hufanyika wakati wa operesheni ya vifaa vya umeme vya kaya kutoka kwa mtandao wa kati, na wakati umeme mwingi unapojitokeza wakati wa kuwasha nyumba kabisa kutoka kwa moduli ya jua.

Hifadhi ya nishati hutoa mzunguko na kiasi kama hicho cha umeme ili voltage thabiti inadumishwa kila wakati ndani yake. Kama sheria, jozi ya betri imejumuishwa kwenye mzunguko - msingi na Backup. Ya kwanza, ikiwa imekusanya umeme, mara moja hutuma kwa gridi ya nguvu.

Ya pili inatoa nguvu kusanyiko baada tu ya kushuka kwa voltage kwenye mtandao. Mara nyingi, hitaji la betri ya chelezo huibuka katika hali ya hewa ya jua kali au usiku wakati paneli za picha haziwezi kufanya kazi.

Mpango sahihi wa kuunganisha paneli za jua Aina ya mpatanishi kati ya paneli za jua na betri ni mtawala. Kifaa hiki cha elektroniki kina kazi ambayo inadhibiti malipo na utoaji wa betri, na pia kudhibiti mchakato huu.

Kwa nyakati tofauti za siku, sehemu ya uso huwashwa na jua kwa njia tofauti. Kwa hivyo, pato la voltage na jopo pia linabadilika. Ili malipo ya betri kati ya mipaka ya kawaida, voltage inahitajika, thamani yake ambayo ni mdogo kwa anuwai fulani. Mkusanyaji wa jua huondoa ukosefu unaosababishwa na kufikwa. Uwepo wa kifaa kama hicho haujumuishi kusambaza betri na chemsha yake inayofuata. Pia, mtawala hauruhusu kupungua kwa usambazaji wa nishati chini ya hali iliyowekwa, ambayo inahakikisha operesheni ya kuaminika ya mfumo mzima wa nishati.

Uhesabuji wa paneli za Photovoltaic

Jambo la kwanza unahitaji kujua wakati wa kupanga kuhesabu muundo wa vibadilishaji vya photovoltaic (paneli za jua) ni kiasi cha umeme ambacho kitatumiwa na vifaa vilivyounganishwa na paneli za jua. Kuelezea muhtasari wa nguvu ya watumiaji wa siku za usoni wa nishati ya jua, ambayo hupimwa katika watts (W au kW), tunaweza kupata kiwango cha wastani cha matumizi ya umeme - W * h (kW * h). Na nguvu inayohitajika ya betri ya jua (W) itaamuliwa kwa kuzingatia thamani iliyopatikana.

Kwa mfano, fikiria orodha ya vifaa vya umeme ambavyo vinaweza kutolewa na nishati na kiwanda kidogo cha umeme wa jua kilicho na uwezo wa watts 250.

Jedwali linachukuliwa kutoka kwa tovuti ya mmoja wa wazalishaji wa paneli za jua.

Kuna mismatch kati ya matumizi ya nishati ya kila siku ya 950 W * h (0.95 kWh) na nguvu ya betri ya jua ya 250 W, ambayo inapaswa kuendelea kutoa kWh 6 kwa siku wakati wa operesheni inayoendelea (ambayo ni zaidi ya mahitaji yaliyoonyeshwa). Lakini kwa kuwa tunazungumza haswa juu ya paneli za jua, ikumbukwe kwamba vifaa hivi vinaweza kukuza nguvu zao za kuchora tu wakati wa mchana (kutoka masaa 9 hadi 16), na hata basi kwa siku iliyo wazi. Katika hali ya hewa ya mawingu, kizazi cha umeme pia kinashuka sana. Na asubuhi na jioni, kiasi cha umeme kinachotokana na betri haizidi 20-30% ya viwango vya wastani vya kila siku. Kwa kuongezea, nguvu iliyokadiriwa inaweza kupatikana kutoka kwa kila seli ikiwa kuna hali nzuri ya hii.

Je! Ni kwanini betri inakadiriwa kuwa 60, na inatoa nje 30? Thamani ya 60 W imewekwa na watengenezaji wa seli wakati wa ujazo kwa 1000 W / m² na joto la betri la digrii 25. Hakuna hali kama hizi duniani, na hata zaidi katikati mwa Urusi.

Yote hii inazingatiwa wakati hifadhi fulani ya nguvu imewekwa katika muundo wa paneli za jua.

Sasa hebu tuzungumze juu ya kiashiria cha nguvu kilitoka wapi - 250 kW. Param maalum ilizingatia marekebisho yote kwa kutokuwepo kwa mionzi ya jua na inawakilisha data iliyozungukwa kulingana na majaribio ya vitendo. Kwa jina: nguvu ya kupima chini ya hali anuwai ya uendeshaji wa betri na kuhesabu wastani wa thamani ya kila siku.

Unapojua kiwango cha matumizi, chagua seli za photovoltaic kulingana na nguvu inayohitajika ya moduli: kila 100W ya moduli hutoa 400-500 Wh * h kwa siku.

Tunakwenda mbali zaidi: kujua mahitaji ya wastani ya umeme ya kila siku, tunaweza kuhesabu nguvu inayotakiwa ya jua na idadi ya seli zinazofanya kazi kwenye jopo moja la photovoltaic.

Katika kutekeleza mahesabu zaidi, tutazingatia data ya meza ambayo tumezoea. Kwa hivyo, tuseme kwamba matumizi ya nguvu jumla ni takriban 1 kWh kwa siku (0.95 kWh). Kama tunavyojua tayari, tutahitaji betri ya jua na nguvu iliyokadiriwa ya angalau 250 watts.

Tuseme kwamba una mpango wa kutumia seli za photovoltaic na nguvu ya kawaida ya 1.75 W kukusanya moduli zinazofanya kazi (nguvu ya kila seli imedhamiriwa na bidhaa ya nguvu ya sasa na voltage ambayo seli ya jua hutoa). Uwezo wa seli 144 pamoja na moduli nne za kawaida (seli 36 kila moja) itakuwa sawa na 252 watts. Kwa wastani, na betri kama hii tutapokea 1 - 1.26 kWh ya umeme kwa siku, au 30 - 38 kWh kwa mwezi. Lakini ni katika siku nzuri za msimu wa joto, wakati wa msimu wa baridi hata maadili haya hayawezi kupatikana kila wakati. Kwa kuongezea, katika nambari za kaskazini, matokeo yanaweza kuwa kidogo, na kusini - juu.

Kuna paneli za jua - 3.45 kW. Wanafanya kazi sambamba na mtandao, kwa hivyo ufanisi ni mkubwa zaidi:

Hizi data ni kidogo zaidi ya wastani, kwa sababu jua lilikuwa kubwa kuliko kawaida. Ikiwa kimbunga kinashika kasi, basi uzalishaji katika mwezi wa msimu wa baridi hauzidi 100-150 kW * h.

Thamani zilizoonyeshwa ni kilowatts, ambazo zinaweza kupatikana moja kwa moja kutoka kwa paneli za jua. Kiasi gani cha nishati kitafikia watumiaji wa mwisho - inategemea sifa za vifaa vya ziada vilivyojengwa ndani ya mfumo wa usambazaji wa umeme. Tutazungumza juu yao baadaye.

Kama unavyoona, idadi ya seli za jua zinazohitajika kutoa nguvu fulani inaweza kuhesabiwa takriban tu. Kwa mahesabu sahihi zaidi, inashauriwa kutumia programu maalum na mahesabu ya nishati ya jua ya mtandaoni kusaidia kuamua nguvu ya betri inayohitajika kulingana na vigezo vingi (pamoja na eneo la jiografia ya tovuti yako).

Ikiwa mara ya kwanza haikuwezekana kuhesabu kwa usahihi paneli za photovoltaic (na wasio wataalamu mara nyingi hukutana na shida inayofanana), hii haijalishi. Nguvu inayokosekana inaweza kufanywa kila mara kwa kusanidi nakala kadhaa za nyongeza.

Kuna aina tatu za vifaa:

Washa zima - vifaa ambavyo huunganisha au kukata betri kwa betri ya jua, kulingana na kiwango cha voltage kwenye vituo vyake. Kiwango cha malipo huhifadhiwa kwa 70%.

Mtawala wa PWM - module hukuruhusu kufikia malipo ya betri 100% katika hatua ya mwisho ya malipo.

MRI - vifaa hivi vinabadilisha vigezo vya nishati iliyopokelewa kutoka kwa paneli za jua hadi zinafaa zaidi kwa malipo ya betri, na kuongeza ufanisi wake hadi 30%.

Inverter - kitengo kinachobadilisha sasa moja kwa moja kilichopokelewa kutoka kwa moduli za jua kuwa umeme mbadala wa 220 V.

Huu kabisa ni tofauti inayowezekana ambayo inafanya kazi kwa aina nyingi za vifaa vya nyumbani. Vinjari vinapatikana katika toleo tatu: simama peke yako, mtandao, mseto. Ya kwanza usiwasiliane na mtandao wa umeme wa nje. Kwenye gridi ya mtandao (mtandao) inafanya kazi tu na mtandao wa kati.

Kwa kuongeza kazi ya uongofu, inverters kama hizo zinaweza kurekebisha urefu wa sasa, frequency ya voltage na vigezo vingine vya mtandao. Injini ya mseto (mseto) ina kazi ya vifaa vya kusimama pekee na vifaa vya mtandao. Wakati usambazaji wa nguvu wa kati unafanya kazi, inachukua nguvu ya juu kutoka betri ya jua, na ikiwa mtandao mkuu umekataliwa, inafanya kazi kwa uhuru kabisa.

Aina za seli za photovoltaic

Kwa msaada wa sura hii, tutajaribu kuondoa dhana potofu kuhusu faida na hasara za seli za kawaida za Photovoltaic. Hii itafanya iwe rahisi kwako kuchagua kifaa sahihi. Vipimo vya monocrystalline na polycrystalline silicon kwa paneli za jua hutumiwa sana leo.

Hii ndio kiini kawaida (kiini) cha moduli ya glasi moja inaonekana, ambayo inaweza kutofautishwa kwa usahihi na pembe zilizopigwa.

Chini ni picha ya kiini cha polycrystalline.

Ni moduli ipi ni bora? Watumiaji wa FORUMHOUSE wanapinga sana juu ya hili.Mtu anaamini kuwa moduli za polycrystalline hufanya kazi vizuri katika hali ya hewa ya mawingu, wakati paneli za monocrystalline zinaonyesha utendaji bora siku za jua.

Nina mono - 175 Watts hutoa kwenye jua chini ya Watts 230. Lakini mimi hukataa na kurejea kwa polycrystals. Kwa sababu wakati mbingu iko wazi, angalau kumwaga umeme kutoka kwa fuwele yoyote, lakini inapokuwa na mawingu, mgodi haufanyi kazi kabisa.

Katika kesi hii, daima kutakuwa na wapinzani ambao, baada ya kufanya vipimo vya vitendo, wanapinga kabisa taarifa iliyowasilishwa.

Ninapata tofauti: polycrystals ni nyeti sana kwa kufifia. Mara tu wingu dogo linapopita jua, huathiri mara moja kiwango cha sasa cha umeme. Voltage, kwa njia, kivitendo haibadilika. Jopo moja-la kioo linafanya vizuri zaidi. Kwa taa nzuri, paneli zote zina tabia vizuri: nguvu iliyotangazwa ya paneli zote ni 50W, zote hizi 50W zinatoa. Kuanzia hapa tunaona jinsi hadithi inavyopotea kwamba monopanels hutoa nguvu zaidi katika mwanga mzuri.

Taarifa ya pili inahusu maisha ya seli za photovoltaic: umri wa polycrystals haraka kuliko seli moja-kioo. Fikiria takwimu rasmi: maisha ya kiwango cha paneli moja-kioo ni miaka 30 (wazalishaji wengine wanadai kwamba moduli kama hizo zinaweza kufanya kazi hadi miaka 50). Wakati huo huo, kipindi cha operesheni inayofaa ya paneli za polycrystalline haizidi miaka 20.

Kwa kweli, nguvu ya paneli za jua (hata kwa ubora wa juu sana) hupungua kwa sehemu fulani ya asilimia (0.67% - 0.71%) na kila mwaka wa operesheni. Wakati huo huo, katika mwaka wa kwanza wa operesheni, nguvu zao zinaweza kupungua mara moja kwa 2% na 3% (kwa paneli moja-kioo na polycrystalline, mtawaliwa). Kama unaweza kuona, kuna tofauti, lakini haina maana. Na ikiwa utazingatia kuwa viashiria vilivyowasilishwa kwa kiasi kikubwa hutegemea ubora wa moduli za Photovoltaic, basi tofauti hiyo inaweza kupuuzwa kabisa. Kwa kuongezea, kuna matukio wakati paneli za bei rahisi za kioo moja zilizotengenezwa na watengenezaji wasiojali walipoteza hadi 20% ya nguvu zao katika mwaka wa kwanza wa operesheni. Hitimisho: mtengenezaji wa moduli za PV za kuaminika zaidi, bidhaa zake zinadumu zaidi.

Watumiaji wengi wa portal yetu wanadai kuwa moduli za glasi moja huwa ghali zaidi kuliko zile za polycrystalline. Kwa wazalishaji wengi, tofauti ya bei (kwa suala la watt moja ya nguvu iliyotokana) inaonekana kabisa, ambayo inafanya ununuzi wa vitu vya polycrystalline kuvutia zaidi. Mtu hawawezi kubishana na hii, lakini mtu hawezi kubishana na ukweli kwamba ufanisi wa paneli moja-kioo ni kubwa kuliko ile ya polycrystals. Kwa hivyo, kwa nguvu sawa ya moduli zinazofanya kazi, betri za polycrystalline zitakuwa na eneo kubwa. Kwa maneno mengine, kushinda kwa bei, mnunuzi wa vitu vya polycrystalline anaweza kupoteza katika eneo, ambalo, ikiwa kuna ukosefu wa nafasi ya bure kwa usanidi wa SB, unaweza kuinyima hiyo faida dhahiri.

Kwa fuwele za kawaida moja, ufanisi, kwa wastani, ni 17% -18%, kwa aina - karibu 15%. Tofauti ni 2% -3%. Walakini, kwa upande wa eneo, tofauti hii ni 12% -17%. Na paneli za amorphous, tofauti ni wazi zaidi: na ufanisi wao wa 8-10%, jopo moja-kioo linaweza kuwa nusu kubwa kama amorphous.

Paneli za amorphous ni aina nyingine ya seli za Photovoltaic ambazo hazijapata kujulikana vya kutosha, licha ya faida zao dhahiri: mgawo wa chini wa nguvu na kuongezeka kwa joto, uwezo wa kutoa umeme hata kwa mwanga mdogo sana, nafuu ya jamaa ya kW moja ya nishati, na kadhalika. . Na moja ya sababu za umaarufu wa chini iko katika ufanisi wao mdogo. Moduli za Amorphous pia huitwa moduli rahisi. Muundo rahisi hurahisisha usanikishaji wao, usanifu na uhifadhi.

Sijui matangazo haya ya kushangaza ni yapi. Ufanisi wao ni chini, wanachukua karibu nafasi mara mbili, wakati na umri, ufanisi, kama fuwele, hupungua. Moduli za classic zimetengenezwa kwa miaka 25 ya operesheni na kupoteza kwa ufanisi wa 20%. Amorphous hadi sasa ina moja tu: zinaonekana kama glasi nyeusi (unaweza kufunika sehemu nzima na vile).

Kuchagua vitu vya kazi kwa ajili ya ujenzi wa paneli za jua, kwanza kabisa, unapaswa kuzingatia sifa ya mtengenezaji wao. Baada ya yote, sifa zao halisi za utendaji hutegemea ubora. Pia, mtu haipaswi kupoteza mtazamo wa hali ambayo ufungaji wa moduli za jua utafanyika: ikiwa nafasi iliyotengwa kwa ajili ya ufungaji wa paneli za jua ni mdogo, inashauriwa kutumia fuwele moja. Ikiwa hakuna ukosefu wa nafasi ya bure, basi makini na polycrystalline au paneli za amorphous. Mwisho unaweza kuwa wa vitendo zaidi kuliko paneli za fuwele.

Kwa kununua paneli zilizotengenezwa tayari kutoka kwa wazalishaji, unaweza kurahisisha sana kazi ya kujenga paneli za jua. Kwa wale ambao wanapendelea kuunda kila kitu kwa mikono yao wenyewe, mchakato wa utengenezaji wa moduli za jua utaelezewa katika mwendelezo wa nakala hii. Pia katika siku za usoni tunapanga kusema juu ya vigezo vya kuchagua betri, watawala na vifaa vya ndani - vifaa ambavyo betri ya jua haiwezi kufanya kazi kikamilifu. Kaa tuned kwa sasisho za kulisha kwa makala yetu.

Picha inaonyesha paneli 2: glasi ya kibinafsi ya maandishi 180 W (kushoto) na polycrystalline kutoka kwa mtengenezaji 100 W (kulia).

Unaweza kujua juu ya vyanzo vya nishati mbadala maarufu katika mada inayolingana, wazi kwa majadiliano kwenye tovuti yetu. Katika sehemu ya ujenzi wa nyumba inayojitegemea, unaweza kujifunza mambo mengi ya kufurahisha juu ya nishati mbadala na paneli za jua haswa. Video ndogo itakuambia juu ya vitu kuu vya kituo cha nguvu cha jua na juu ya huduma za kusanikisha paneli za jua.

Aina za Model za Jopo la Solar

Moduli za paneli za jua zinakusanyika kutoka seli za jua, vinginevyo - waongofu wa picha. PECs za aina mbili zimepata utumizi mkubwa.

Zinatofautiana katika aina za semiconductor ya silicon inayotumika kwa utengenezaji wao, hizi ni:

• Polycrystalline. Hizi ni seli za jua zilizotengenezwa kutoka kwa silicon kuyeyuka na baridi ya muda mrefu. Njia rahisi ya uzalishaji huamua uwezo wa bei, lakini utendaji wa chaguo la polycrystalline hauzidi 12%.
• Monocrystalline. Hizi ni vitu vilivyopatikana kwa kukata sahani nyembamba za silicon iliyokuzwa ya bandia. Chaguo bora zaidi na la gharama kubwa. Ufanisi wa wastani katika mkoa wa 17%, unaweza kupata picha za kioo moja zenye utendaji wa juu.

Seli za polcrystalline za jua zenye sura ya mraba ya gorofa na uso wa ndani. Aina za monocrystalline zinaonekana kama mraba nyembamba, laini ya muundo wa uso na pembe zilizokatwa (mraba wa pseudo).

Paneli za toleo la kwanza na nguvu sawa ni kubwa kuliko ya pili kwa sababu ya ufanisi wa chini (18% dhidi ya 22%). Lakini asilimia, kwa wastani, ni bei kumi na kwa mahitaji makubwa.

Unaweza kusoma juu ya sheria na nuances ya kuchagua paneli za jua kwa kusambaza nishati inapokanzwa uhuru hapa.

Kanuni ya operesheni ya betri ya jua

Kifaa hicho kimetengenezwa kubadili moja kwa moja mionzi ya jua kuwa umeme. Kitendo hiki huitwa athari ya picha. Semiconductors (mikunjo ya silicon), ambayo hutumiwa kutengeneza mambo, ina elektroni nzuri na hasi zinazoshtakiwa na zinajumuisha tabaka mbili: safu-n (()) na safu-p. (+). Elektroni nyingi chini ya ushawishi wa jua hutolewa nje ya tabaka na kuchukua nafasi tupu katika safu nyingine. Hii husababisha elektroni za bure kusonga kila wakati, kusonga kutoka sahani moja kwenda nyingine, na kutoa umeme, ambao hujilimbikiza kwenye betri.

Jinsi betri ya jua inavyofanya kazi inategemea sana kifaa chake. Hapo awali, seli za jua zilitengenezwa na silicon. Bado ni maarufu sana sasa, lakini kwa kuwa mchakato wa kusafisha silicon ni ngumu sana na gharama kubwa, mifano huandaliwa na picha mbadala kutoka kwa misombo ya cadmium, shaba, gallium na indium, lakini hazina tija.

Ufanisi wa paneli za jua umekua na maendeleo ya teknolojia. Hadi leo, takwimu hii imeongezeka kutoka asilimia moja, ambayo ilirekodiwa mwanzoni mwa karne, hadi zaidi ya asilimia ishirini. Hii inaruhusu sisi kutumia paneli siku hizi sio tu kwa mahitaji ya nyumbani, lakini pia kwa uzalishaji.

Maelezo

Kifaa cha betri ya jua ni rahisi sana, na ina vifaa kadhaa:

• Moja kwa moja seli za jua / jopo la jua,

• Inverter ambayo inabadilisha moja kwa moja kwa kubadilisha sasa,

• Mdhibiti wa kiwango cha betri.

Betri za paneli za jua zinapaswa kununuliwa kwa kuzingatia kazi muhimu. Wao hujilimbikiza na kutoa umeme. Kuuza na matumizi hufanyika siku nzima, na usiku malipo yaliyokusanywa hutumiwa tu. Kwa hivyo, kuna usambazaji wa nishati mara kwa mara na unaoendelea.

Kumshutumu kupita kiasi na kutoa betri kufupisha maisha ya betri. Mdhibiti wa malipo ya jua huacha moja kwa moja kusanyiko la nishati kwenye betri wakati inafikia vigezo vya juu, na ukata mzigo wa kifaa wakati kuna kutokwa kwa nguvu.

(Tesla Powerwall - betri ya paneli za jua 7 kW - na malipo ya nyumbani kwa magari ya umeme)

Inzeridi ya gridi ya paneli za jua ni nyenzo muhimu zaidi ya kubuni. Inabadilisha nishati inayopokea kutoka jua na kuwa mbadala wa sasa wa uwezo anuwai. Kuwa kibadilishaji kisawazishaji, inachanganya voltage ya pato la umeme wa sasa katika masafa na awamu na mtandao wa stationary.

Nambari za ficha zinaweza kushikamana wote kwa safu na sambamba. Chaguo la mwisho huongeza vigezo vya nguvu, voltage na ya sasa na inaruhusu kifaa kufanya kazi, hata ikiwa sehemu moja inapoteza utendaji. Aina zilizochanganywa zinatengenezwa kwa kutumia miradi yote miwili. Maisha ya huduma ya sahani ni karibu miaka 25.

Usanikishaji wa jua

Ikiwa miundo itatumika kwa nguvu nafasi za makazi, tovuti ya ufungaji inapaswa kuchaguliwa kwa uangalifu. Ikiwa paneli zimefungwa na majengo marefu au miti, itakuwa ngumu kupata nishati inayofaa. Lazima kuwekwa mahali ambapo mtiririko wa mwangaza wa jua upeo, ambayo ni, kwa upande wa kusini. Ubunifu ni bora kusanidi kwa pembe, pembe ambayo ni sawa na latitude ya kijiografia ya eneo la mfumo.

Paneli za jua zinapaswa kuwekwa ili mmiliki awe na uwezo wa kusafisha mara kwa mara uso wa vumbi na uchafu au theluji, kwani hii inasababisha uwezo wa chini wa kutoa nishati.

Usambazaji wa nishati ya majengo

Paneli kubwa za ukubwa wa jua, kama watoza jua, hutumiwa sana katika mikoa ya kitropiki na ya kitropiki na idadi kubwa ya siku za jua. Hasa maarufu katika nchi za Mediterranean, ambapo huwekwa kwenye paa za nyumba.

Tangu Machi 2007, nyumba mpya nchini Uhispania zimewekwa hita za maji za jua kutoa kwa kujitegemea kutoka 30% hadi 70% ya mahitaji ya maji ya moto, kulingana na eneo la nyumba na matumizi ya maji yanayotarajiwa. Majengo yasiyokuwa ya makazi (vituo vya ununuzi, hospitali, nk) lazima iwe na vifaa vya kupiga picha.

Hivi sasa, kubadili kwa paneli za jua husababisha ukosoaji mwingi kati ya watu. Hii ni kwa sababu ya bei ya juu ya umeme, dharura ya mazingira ya asili. Wapinzani wa mpito kwa solpaneli za jua wanakosoa mpito kama huu, kwani wamiliki wa nyumba na ardhi ambazo paneli za jua na mitambo ya nguvu ya upepo imewekwa hupokea ruzuku kutoka kwa serikali, lakini wapangaji wa kawaida hawana. Katika suala hili, Wizara ya Uchumi ya Ujerumani ya Uchumi imeunda muswada ambao utaruhusu katika siku za usoni kuanzisha motisha kwa wapangaji wanaoishi katika nyumba ambazo hupewa nishati kutoka kwa mitambo ya Photovoltaic au kuzuia mitambo ya nguvu ya mafuta. Pamoja na malipo ya ruzuku kwa wamiliki wa nyumba wanaotumia vyanzo mbadala vya nishati, imepangwa kulipa ruzuku kwa wapangaji wanaoishi katika nyumba hizi.

Uso wa barabara

• Mnamo mwaka 2014, wimbo wa kwanza wa baiskeli unaotumia umeme ulimwenguni ulifunguliwa nchini Uholanzi.
• Mnamo mwaka wa 2016, Waziri wa Itikolojia na Nishati Segolene Royal alitangaza mipango ya kujenga km 1,000 za barabara zilizo na mshtuko uliojengwa na paneli za jua zenye joto. Inafikiriwa kuwa km 1 ya barabara kama hiyo itaweza kutoa mahitaji ya umeme kwa watu 5,000 (isipokuwa inapokanzwa) [chanzo kisicho na mamlaka?] .
• Mnamo Februari 2017, barabara yenye nguvu ya jua ilifunguliwa na serikali ya Ufaransa katika kijiji cha Norman cha Tourouvre-au-Perche. Sehemu ya barabara iliyo na urefu wa kilomita ni pamoja na paneli 28 za jua. Njia kama hiyo itatoa umeme kwa taa za barabarani za kijiji. Paneli hizo zitatoa megawati 280 za umeme kila mwaka. Ujenzi wa sehemu ya barabara gharama ya milioni 5.
• Inatumika pia kuangazia taa za trafiki zinazosimama kwenye barabara

Seti kamili ya mimea ya nguvu ya jua

Ili kuchagua vifaa sahihi kwa mmea wako wa nguvu, unahitaji kuamua idadi ya vifaa na nguvu zao. Kwa uwazi, ni bora kuzingatia mfano maalum: kuna jumba la majira ya joto lililopo katika malisho ya Ryazan, ambayo wanaishi, kuanzia Machi hadi Septemba.

Seti kamili ya paneli za jua ni pamoja na: paneli za jua, inverter, vifaa vya kuongezea, vifaa vya ziada (nyaya, mashine za kiotomatiki, nk) matumizi ya kila siku ni 10,000 W / h, mzigo ni kwa wastani watts 500, mzigo wa juu ni watts 1000. Tunahesabu mzigo wa kilele, kuongeza kiwango cha juu kwa 25%: 1000 x 1.25 = 1250 watts.

Matumizi ya nafasi

Betri za jua ni moja wapo ya njia kuu ya kutoa nishati ya umeme kwenye spacecraft: inafanya kazi kwa muda mrefu bila matumizi ya vifaa vyovyote, na wakati huo huo ni rafiki wa mazingira, tofauti na vyanzo vya nishati ya nyuklia na radioisotope.

Walakini, wakati wa kuruka umbali mkubwa kutoka kwa Jua (zaidi ya mzunguko wa Mars), matumizi yao huwa shida, kwani mtiririko wa nishati ya jua ni sawia na mraba wa umbali kutoka kwa Jua. Wakati wa kuruka kwenda kwa Venus na Mercury, kinyume chake, nguvu ya paneli za jua huongezeka sana (katika mkoa wa Venus kwa mara 2, katika mkoa wa Mercury kwa mara 6).

Voltage ya sasa

Ukadiriaji wa kawaida wa betri ni nyingi ya 12 V. Vipengele kama hivyo vya kituo cha jua kama mtawala, inverter, moduli za jua zimetengenezwa kwa voltages kutoka 12 hadi 48 V. Uwepo wa betri 12 V ni rahisi kwa sababu wakati zinashindwa, zinaweza kubadilishwa kuwa moja kwa wakati. .

Kwa voltage mara mbili zaidi, kwa kuzingatia maelezo ya operesheni ya betri, uingizwaji wa jozi pekee unawezekana. Kwenye mtandao wa 48 V, betri zote nne zitabadilishwa kwenye tawi moja, na 48 V tayari ni tishio kutoka kwa mtazamo wa usalama wa umeme. Kutoka kwa mtazamo mwingine, voltage ya juu zaidi, sehemu ndogo ya waya itahitajika, na anwani zinaweza kuaminika zaidi.

Wakati wa kuchagua ukadiriaji, inahitajika kuzingatia sifa zote mbili za nguvu za inverters na thamani ya mzigo wa kilele:

48 V - kutoka 3 - 6 kW,

24 au 48 V - kutoka 1.5 - 3 kW,

12, 24, 48V - hadi 1, 5 kW.

Ikiwa uwezo wa betri na bei ni takriban sawa, uchaguzi unapaswa kusimamishwa kwenye betri na kina cha juu cha kuruhusiwa cha juu na dhamana kubwa iliyoruhusiwa ya sasa.Maisha ya betri huongezeka sana wakati kiashiria hiki kisichozidi 30 - 50%.

"Kigezo kuu cha kuchagua betri inapaswa kuwa kuaminika. Katika kesi fulani, voltage ya kwanza itakuwa 24 V.

Uteuzi wa seli za jua

Nguvu ya betri ya jua huhesabiwa kwa kutumia fomula ifuatayo: Pcm = (1000 x Yesut) / (K x Dhambi) Ndani yake:

Rcm - nguvu ya betri katika W, ambayo ni sawa na jumla ya nguvu ya paneli za jua, 1000 - photosensitivity ya seli za jua katika kW / m²,

Yesut - matumizi ya umeme yanayotakiwa kila siku katika kWh (kwa mkoa uliochaguliwa - 18). Kutosha K inachukua maanani hasara zote kwa msimu: kwa msimu wa joto - 0.7, kwa msimu wa baridi - 0.5.

Dhambi - kasi ya mionzi ya jua katika kW x h / m² (thamani ya tabular) kwa urefu unaofaa wa paneli. Unaweza kujua param hii katika huduma ya hali ya hewa ya mkoa huo. Pembe mojawapo ambayo kufunga paneli za jua katika chemchemi na vuli ni sawa na thamani ya latitudo.

Katika msimu wa joto, 15⁰ inapaswa kuwa minus, na wakati wa baridi - 15⁰ inapaswa kuongezwa. Paneli zenyewe lazima zielekezwe kusini. Mkoa kutoka mfano iko katika latitudo 55⁰.

Kwa kuwa wakati wa kupendeza kwetu unaanguka Machi-Septemba, tunachukua pembe ya msimu wa joto - 40⁰ jamaa na ardhi. Katika kesi hii, wastani wa kufilisika kwa eneo hili ni 4.73.

Tunabadilisha data hizi zote katika formula na hufanya hatua:

Pcm = 1000 x 12: (0.7 x 4.73) ≈ 3 600 W .

Ikiwa moduli ambazo hufanya betri itakuwa na nguvu ya watts 100, basi vitengo 36 lazima vinunuliwe. Ili kuziweka, utahitaji jukwaa la 5 x 5 m, na muundo huo utakuwa na uzito wa tani 0.3.

Mkutano wa betri

Wakati wa kupanga pakiti ya betri, nuances zifuatazo zinapaswa kuzingatiwa: betri za kawaida zilizokusudiwa magari hazifai kwa sababu hii, maandishi "SOLAR" yanapaswa kuwa kwenye paneli za jua, betri zote zilizonunuliwa zinapaswa kuwa na vigezo sawa na, ikiwezekana, ni mali ya kundi moja la uzalishaji , inahitajika kuweka vitu kwenye chumba cha joto, vyema - 25⁰.

Sio lazima kununua betri mpya, kwa sababu betri zinazotumiwa pia ni bora kwa kusudi hili. Ikiwa hali ya joto inapungua hadi -5⁰, uwezo wa betri utashuka kwa 50%. Katika mfano na 12 volt AB yenye uwezo wa 100 A / h, unaweza kuona kwamba inaweza kutoa watumiaji kwa umeme kwa kiwango cha 1200 W kwa saa.

Ukweli, hii itafuatiwa na kutokwa kabisa kwa betri, na hii haifai sana. Kwa kuwa 60% inachukuliwa kuwa "njia ya dhahabu" ya kutokwa, tunachukua hifadhi ya nishati kwa kila 100 A / h kwa 600 W / h (1000 W / h x 60%). Betri za awali lazima zishtakiwa 100% kutoka kwa duka la stationary.

Hifadhi inapaswa kuwa hivyo kwamba inatosha kufunika mzigo wa usiku, na hali ya hewa ikiwa ya mawingu, basi toa vigezo muhimu wakati wa mchana ili mfumo ufanye kazi. Betri nyingi hazifai kwa sababu watafanywa kila wakati na watadumu chini.

Suluhisho linalofaa zaidi ni pakiti ya betri iliyo na hifadhi ambayo inashughulikia matumizi ya nguvu ya kila siku. Tunafafanua jumla ya uwezo wa betri: (10,000 W / h: 600 W / h) x 100 A / h = 1667 A / h Kwa hivyo, kuandaa kiwanda cha nishati ya jua kutoka mfano maalum, 16 AB na uwezo wa 100 A / h au 8 hadi 200 inahitajika. serial-kufanana.

Jinsi ya kuchagua mtawala

Chaguo la mtawala lina maelezo yake mwenyewe. Mtawala aliyechaguliwa vizuri anapaswa:

1. Kuhakikisha malipo ya betri za hatua mbali mbali ili kuongeza maisha yao ya huduma.

2. Fanya unganisho la moja kwa moja / unganisho la betri ya AB na jua kwa kuendana na malipo au kutolewa.

3. Unganisha tena mzigo kutoka kwa betri ya jua hadi betri na kwa mpangilio wa nyuma.

Mtawala wa malipo ya jua lazima awe katika chumba kimoja na betri Ili kufanya hivyo, vigezo vyake vya kuingiza lazima viambane na maadili yanayolingana ya moduli za jua, na matokeo lazima iwe na voltage sawa na tofauti inayowezekana ndani ya mfumo.

Inategemea sana ikiwa mtawala amechaguliwa kwa usahihi: uendeshaji wa pakiti ya betri, na mfumo mzima wa jua kwa ujumla. Ikiwa unahakikisha kuwa taa inapokea nguvu moja kwa moja kutoka kwa mtawala, unaweza kuokoa pesa wakati wa kununua inverter - kununua chaguo rahisi.

Jinsi ya kuchagua inverter Kazi ya inverter ni kutoa mzigo wa kilele kwa muda mrefu.

Hii inawezekana wakati voltage ya pembejeo yake inafanana na tofauti inayowezekana ndani ya mfumo.

Chaguo bora wakati wa kuchagua inverter ni "Inverter iliyo na kazi ya mtawala." Vigezo vifuatavyo ni muhimu: Sura ya wimbi la sine na mzunguko wa wa sasa uliobadilishwa kuwa wa kubadilisha sasa. Ukaribu na sinusoid na mzunguko wa 50 Hz ni dhamana ya ufanisi wa hali ya juu.

Kwa kweli, ikiwa takwimu hii ni zaidi ya 90%. Matumizi yake mwenyewe yanapaswa kuambatana na matumizi ya nguvu ya mfumo wa jua. Bora zaidi - hadi 1%. Kifaa lazima kihimili mzigo mwingi wa muda mfupi.

Vidokezo na mifano ya hesabu iliyotolewa katika kifungu itasaidia na ufungaji wa kituo cha umeme cha jua. Zinafaa kwa Cottage kubwa na nyumba ndogo ya nchi.

Mpango wa kazi ya usambazaji wa umeme wa jua

Unapotazama majina ya ajabu ya nodi ambazo hufanya mfumo wa umeme wa jua, unapata wazo la ugumu wa kiufundi wa kifaa.

Katika kiwango kidogo cha maisha ya Photon, hii ni hivyo. Na wazi mzunguko wa jumla wa mzunguko wa umeme na kanuni ya hatua yake inaonekana rahisi sana. Kutoka mwangaza wa mbinguni hadi "taa ya Ilyich" hatua nne tu.

Moduli za jua ni sehemu ya kwanza ya mmea wa nguvu. Hizi ni paneli nyembamba za mstatili zilizokusanywa kutoka idadi fulani ya sahani za kawaida za fotokopi. Watengenezaji hufanya paneli za picha kuwa tofauti kwa nguvu ya umeme na voltage, volti 12 kadhaa.

Vifaa vyenye umbo la gorofa ziko kwa urahisi kwenye nyuso zilizo wazi kwa mionzi ya moja kwa moja. Sehemu za msimu zinaunganishwa kwa kuunganisha betri ya jua. Kazi ya betri ni kubadilisha nishati iliyopokelewa na jua, na kutoa sasa ya thamani fulani.

Vifaa vya kuhifadhi umeme - betri za paneli za jua zinajulikana kwa kila mtu. Jukumu lao ndani ya mfumo wa usambazaji wa nishati kutoka jua ni jadi. Wakati watumiaji wa nyumba wameunganishwa na mtandao wa kati, maduka ya nishati huhifadhiwa kwenye umeme.

Pia hujilimbikiza ziada yake, ikiwa sasa ya moduli ya jua inatosha kutoa nguvu inayotumiwa na vifaa vya umeme.

Pakiti ya betri inatoa mzunguko kwa kiasi kinachohitajika cha nishati na huweka voltage thabiti mara tu matumizi yake yanapoongezeka hadi kwa thamani iliyoongezeka. Jambo hilo hilo hufanyika, kwa mfano, usiku na paneli za picha tupu au wakati wa hali ya hewa ya jua kali.

Mdhibiti ni mpatanishi wa elektroniki kati ya moduli ya jua na betri. Jukumu lake ni kudhibiti kiwango cha betri. Kifaa hairuhusu kuchemsha kwao kutokana na kuunda upya au kushuka kwa umeme chini ya kiwango fulani, muhimu kwa operesheni thabiti ya mfumo mzima wa jua.

Kugeuka juu, sauti ya inverter ya muda kwa paneli za jua imeelezewa sana. Ndio, kwa kweli, kitengo hiki hufanya kazi ambayo hapo awali ilionekana kuwa uwongo kwa wahandisi wa umeme.

Inabadilisha hali ya moja kwa moja ya moduli za jua na betri kuwa zinabadilika sasa na tofauti inayowezekana ya volts 220. Ni voltage hii ambayo inafanya kazi kwa vifaa vingi vya umeme vya kaya.

Mzigo wa kilele na matumizi ya wastani ya nguvu ya kila siku

Furaha ya kuwa na kituo chako cha jua bado ni nyingi. Hatua ya kwanza kwenye njia ya kuwa na nguvu ya nishati ya jua ni kujua mzigo mkubwa wa kilele katika kilowatts na wastani wastani wa matumizi ya nishati ya kila siku katika masaa ya kilowatt ya nyumba au jumba la majira ya joto.

Mzigo wa kilele umeundwa na hitaji la kuwasha vifaa kadhaa vya umeme mara moja na imedhamiriwa na nguvu yao ya jumla, kwa kuzingatia sifa za kuanza za wengine wao.

Uhesabuji wa matumizi ya nguvu ya kiwango cha juu hukuruhusu kutambua hitaji muhimu la operesheni ya wakati mmoja ambayo vifaa vya umeme, na ambayo sio sana. Kiashiria hiki kinatii sifa za nguvu za nodi za mmea wa nguvu, ambayo ni, jumla ya gharama ya kifaa.

Matumizi ya nishati ya kila siku ya kifaa cha umeme hupimwa na bidhaa ya nguvu yake ya kibinafsi kwa wakati ambao ilifanya kazi kutoka kwa mtandao (umeme uliotumiwa) kwa siku. Matumizi ya wastani ya nishati ya kila siku huhesabiwa kama jumla ya nishati ya umeme inayotumiwa na kila matumizi kwa kipindi cha kila siku.

Matokeo ya matumizi ya nishati husaidia kusisitiza utumiaji wa umeme wa jua. Matokeo ya mahesabu ni muhimu kwa hesabu zaidi ya uwezo wa betri. Bei ya pakiti ya betri, sehemu kubwa ya mfumo, inategemea parameta hii hata zaidi.

Maandalizi ya mahesabu ya hesabu

Safu ya kwanza ni inayotolewa jadi - idadi ya serial. Safu ya pili ni jina la vifaa. Ya tatu ni matumizi ya nguvu ya mtu binafsi.

Nguzo kutoka nne hadi ya ishirini na saba ni masaa ya siku kutoka 00 hadi 24. Yafuatayo yameingizwa ndani yao kupitia mstari wa Fractional usawa

• kwa nambari - wakati wa kufanya kazi wa kifaa katika kipindi cha saa fulani katika hali ya decimal (0,0),
• dhehebu ni matumizi yake ya nguvu ya kibinafsi (marudio haya yanahitajika kuhesabu mzigo wa saa).

Safu ya ishirini na nane ni wakati wote ambao vifaa vya kaya hufanya kazi wakati wa mchana. Katika ishirini na tisa, matumizi ya nishati ya kibinafsi ya kifaa ni kumbukumbu kama matokeo ya kuzidisha matumizi ya nguvu ya mtu binafsi na wakati wa kufanya kazi kwa kipindi cha kila siku.

Safu ya thelathini pia ni ya kawaida - kumbuka. Ni muhimu kwa mahesabu ya kati.

Uainishaji wa Mtumiaji

Hatua inayofuata ya mahesabu ni mabadiliko ya fomu ya daftari kuwa maalum kwa watumiaji wa umeme wa kaya. Safu ya kwanza iko wazi. Hapa kuna nambari za mstari.

Safu ya pili ina majina ya watumiaji wa nishati. Inashauriwa kuanza kujaza barabara ya ukumbi na vifaa vya umeme. Ifuatayo inaelezea vyumba vingine kwa njia ya saa au saa (kama unavyotaka).

Ikiwa kuna sakafu ya pili (nk), utaratibu ni sawa: kutoka ngazi - mzunguko. Wakati huo huo, mtu asipaswi kusahau juu ya vifaa vya ngazi na taa za barabarani.

Ni bora kujaza safu ya tatu na nguvu inayokabili jina la kila kifaa cha umeme njiani na ya pili.

Nguzo nne kupitia ishirini na saba zinahusiana na kila saa ya siku. Kwa urahisi, wanaweza kuvuka mara moja na mistari ya usawa katikati ya mistari. Vipande vya juu vya mistari vilivyosababishwa ni kama hesabu, nusu za chini ni zile dhehebu.

Hizi nguzo zimejazwa mstari kwa mstari. Nambari zimebuniwa kwa hiari kama vipindi vya saa katika muundo wa decimal (0,0), zinaonyesha wakati wa uendeshaji wa kifaa cha umeme kilichopewa katika kipindi fulani cha saa. Sambamba na nambari, madhehebu huingizwa na kiashiria cha nguvu cha kifaa kilichochukuliwa kutoka safu ya tatu.

Baada ya nguzo zote za saa kuwa zimejaa, wanaendelea kuhesabu masaa ya kufanya kazi ya kila siku ya vifaa vya umeme, kusonga kando ya mistari. Matokeo yameandikwa katika seli zinazolingana za safu ya ishirini na nane.

Kwa msingi wa nguvu na wakati wa kufanya kazi, matumizi ya nishati ya kila siku ya watumiaji wote huhesabiwa kwa mtiririko. Imebainika katika seli za safu ya ishirini na tisa.

Wakati safu na safu wima zote zimejazwa, huhesabu jumla. Kuongeza nguvu ya picha kutoka kwa madhehebu ya safu wima ya saa, mizigo ya kila saa hupatikana. Ku muhtasari matumizi ya nishati ya kila siku ya safu ya ishirini na tisa kutoka juu hadi chini, wanapata wastani wa wastani wa kila siku.

Uhesabuji haujumuishi matumizi ya mfumo wa siku zijazo. Sababu hii inazingatiwa na mgawo msaidizi katika mahesabu ya mwisho ya baadaye.

Uchambuzi na utoshelezaji wa data hiyo

Ikiwa nguvu ya jua imepangwa kama Backup, data juu ya matumizi ya nguvu ya saa na matumizi ya jumla ya nishati ya kila siku husaidia kupunguza matumizi ya umeme wa jua ghali.

Hii inafanikiwa kwa kuondoa watumiaji wa nguvu nyingi kutoka kwa matumizi hadi urejesho wa usambazaji wa umeme wa kati, haswa wakati wa masaa ya kilele.

Ikiwa mfumo wa nguvu ya jua umeandaliwa kama chanzo cha usambazaji wa nguvu za kila wakati, basi matokeo ya mizigo ya saa husukuma mbele. Ni muhimu kusambaza matumizi ya umeme wakati wa mchana kwa njia ya kuondoa vitu vilivyo juu zaidi na kiwango kidogo cha maji.

Kutengwa kwa kilele, kusawazisha kwa mizigo ya juu, kuondoa dips mkali katika utumiaji wa nishati kwa wakati hukuruhusu kuchagua chaguzi zaidi za kiuchumi kwa nodi za mfumo wa jua na hakikisha operesheni ya muda mrefu, muhimu zaidi, isiyo ya shida ya muda mrefu ya kituo cha jua.

Mchoro uliowasilishwa unaonyesha mabadiliko yaliyopatikana kwa msingi wa maelezo yaliyowekwa ya mpangilio wa uwekaji sawa. Kiashiria cha matumizi ya kila siku hupunguzwa kutoka 18 hadi 12 kW / h, mzigo wa saa moja kwa saa kutoka 750 hadi 500 watts.

Kanuni hiyo hiyo ya utaftaji ni muhimu wakati wa kutumia chaguo la nguvu kutoka jua kama Backup. Sio lazima kutumia pesa kuongeza nguvu ya moduli za jua na betri kwa sababu ya usumbufu fulani wa muda.

Uteuzi wa nodi za mimea ya nguvu ya jua

Ili kurahisisha mahesabu, tutazingatia toleo la utumiaji wa betri ya jua kama chanzo kuu cha kusambaza nishati ya umeme. Mtumiaji atakuwa nyumba ya nchi ya masharti katika mkoa wa Ryazan, ambapo hukaa kila mwezi kutoka Machi hadi Septemba.

Mahesabu ya vitendo kwa kuzingatia data ya ratiba ya busara ya matumizi ya nishati ya saa iliyochapishwa hapo juu itatoa ufafanuzi kwa hoja:

• Jumla ya wastani ya matumizi ya nguvu ya kila siku = 12,000 watts / saa.
• Matumizi ya wastani ya mzigo = Watts 500.
• Upeo wa mzigo 1200 Watts.
• Peak mzigo 1200 x 1.25 = 1500 watts (+ 25%).

Thamani zitahitajika katika mahesabu ya jumla ya uwezo wa vifaa vya jua na vigezo vingine vya kufanya kazi.

Uamuzi wa voltage ya kufanya kazi ya mfumo wa jua

Voltage ya ndani ya uendeshaji wa mfumo wowote wa jua inatokana na kuongezeka kwa volts 12, kama kiwango cha kawaida cha betri. Viwango vingi vya vituo vya jua: moduli za jua, watawala, inverters - hutolewa chini ya voltage maarufu ya 12, 24, 48 volts.

Voltage ya juu inaruhusu matumizi ya waya za usambazaji wa sehemu ndogo ya msalaba - na hii ni kuongezeka kwa kuaminika kwa mawasiliano. Kwa upande mwingine, betri 12V zilizoshindwa zinaweza kubadilishwa moja kwa wakati mmoja.

Katika mtandao wa volt 24, ukizingatia maelezo ya uendeshaji wa betri, itabidi ibadilishwe tu kwa jozi. Mtandao wa 48V utahitaji kubadilisha betri zote nne za tawi moja. Kwa kuongeza, kwa volts 48 tayari kuna hatari ya mshtuko wa umeme.

Chaguo kuu la thamani ya kawaida ya tofauti ya ndani ya mfumo inaunganishwa na sifa za nguvu za inverters zinazozalishwa na tasnia ya kisasa na lazima uzingatie kilele cha kilele:

• kutoka 3 hadi 6 kW - volts 48,
• kutoka 1.5 hadi 3 kW - sawa na 24 au 48V,
• hadi 1.5 kW - 12, 24, 48V.

Chagua kati ya kuegemea kwa wiring na usumbufu wa kubadilisha betri, kwa mfano wetu tutazingatia kuegemea. Katika siku zijazo, tutaunda kwenye voltage ya operesheni ya mfumo uliohesabiwa 24 volts.

Tumia katika dawa

Wanasayansi wa Korea Kusini wameendeleza kiini cha jua cha subcutaneous.Chanzo cha nishati kidogo kinaweza kuingizwa chini ya ngozi ya mtu ili kuhakikisha uendeshaji usioingiliwa wa vifaa vilivyowekwa ndani ya mwili, kwa mfano, pacemaker. Betri kama hiyo ni nyembamba mara 15 kuliko nywele na inaweza kushtakiwa hata kama jua limetumiwa kwenye ngozi.

Moduli za jua za Batri

Njia ya kuhesabu nguvu inayohitajika kutoka kwa betri ya jua inaonekana kama hii:

Pcm = (1000 * Ndio) / (k * Dhambi),

• Rcm = nguvu ya betri ya jua = nguvu ya jumla ya moduli za jua (paneli, W),
• 1000 = picha inayokubaliwa ya waongofu wa picha za picha (kW / m²)
• Kula = hitaji la matumizi ya nishati ya kila siku (kW * h, kwa mfano wetu = 18),
• k = mgawo wa msimu ukizingatia hasara zote (majira ya joto = 0.7, msimu wa baridi = 0.5),
• Dhambi = Thamani ya kutengenezea ya umeme (umeme wa mionzi ya jua) iliyo na paneli nzuri (kW * h / m²).

Unaweza kujua thamani ya insulifu kutoka kwa huduma ya hali ya hewa ya hali ya hewa.

Upeo mzuri wa mwelekeo wa paneli za jua ni sawa na latitudo ya eneo hilo:

• katika chemchemi na vuli,
• pamoja na digrii 15 - wakati wa msimu wa baridi,
• digrii 15 digrii katika msimu wa joto.

Mkoa wa Ryazan unaozingatiwa katika mfano wetu uko katika urefu wa 55.

Kwa wakati uliochukuliwa kutoka Machi hadi Septemba, barabara nzuri zaidi isiyoweza kudhibitiwa ya betri ya jua ni sawa na pembe ya majira ya joto ya 40⁰ kwa uso wa dunia. Kwa usanidi huu wa moduli, wastani wa kila siku wa Ryazan katika kipindi hiki ni 4.73. Nambari zote zipo, wacha tufanye hesabu:

Pcm = 1000 * 12 / (0.7 * 4.73) ≈ 3 600 watts.

Ikiwa tutachukua moduli 100-watt kama msingi wa betri ya jua, basi 36 kati yao zitahitajika. Watakuwa na uzito wa kilo 300 na kuchukua eneo lenye ukubwa wa 5 x 5 m kwa ukubwa.

Mchoro wa wiring uliothibitishwa na chaguzi za kuunganisha paneli za jua zinapewa hapa.

Ufanisi wa nakala na moduli

Nguvu ya umeme wa mionzi ya jua kwenye mlango wa anga ya Dunia (AM0) ni karibu Watts 1366 kwa mita ya mraba (tazama pia AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). Wakati huo huo, nguvu maalum ya mionzi ya jua huko Ulaya katika hali ya hewa ya mawingu hata wakati wa mchana inaweza kuwa chini ya 100 W / m² [ chanzo haijaainishwa siku 1665 ]. Kwa msaada wa seli za jua zinazozalishwa kwa bidii, inawezekana kubadilisha nishati hii kuwa umeme na ufanisi wa 9%% [ chanzo haijaainishwa siku 1665 ]. Wakati huo huo, bei ya betri itakuwa karibu dola za Kimarekani 1-3 kwa watt ya nguvu iliyokadiriwa. Kwa uzalishaji wa umeme wa viwandani kwa kutumia fotokota, bei kwa kWh itakuwa $ 0.25 Kulingana na Jumuiya ya Ulaya ya Photovoltaic (EPIA), ifikapo 2020 gharama ya umeme unaotokana na mifumo ya "jua" itashuka chini ya 0.10 € kwa kW · h kwa mitambo ya viwandani na chini ya 0.15 € kwa kWh ya mitambo katika majengo ya makazi [ chanzo kisicho na mamlaka? ] .

Seli na moduli za jua zinagawanywa kulingana na aina na ni: glasi moja, poly-fuwele, amorphous (rahisi, filamu).

Mnamo 2009, Spectrolab (kampuni ndogo ya Boeing) ilionyesha kiini cha jua na ufanisi wa asilimia 41.6. Mnamo Januari 2011, ilitarajiwa kwamba kampuni hii itaingia katika soko la seli za jua na ufanisi wa 39%. Mnamo mwaka wa 2011, Jumanne ya jua iliyojengwa kwa California ilipata ufanisi wa upigaji picha wa 5.5 x 5.5 mm wa 43,5%, ambayo ni 1.2% ya juu kuliko rekodi iliyopita.

Mnamo mwaka wa 2012, Morgan Solar aliunda mfumo wa Sun Simba wa polymethyl methacrylate (Plexiglas), germanium na gallium arsenide, ukichanganya kitovu na jopo ambalo picha hiyo imewekwa. Ufanisi wa mfumo na stationary paneli ni 26-30% (kulingana na wakati wa mwaka na angle ambayo jua iko), mara mbili kuzidi ufanisi wa vitendo wa seli za jua zenye msingi wa fuwele.

Mnamo 2013, Sharp aliunda picha ya safu-tatu ya safu ya milimita tatu kwa msingi wa mtu mmoja gallium na ufanisi wa 44.4%, na timu ya wataalam kutoka Taasisi ya Fraunhofer ya Mifumo ya Nishati ya jua, Soitec, CEA-Leti na Kituo cha Helmholtz Berlin kwa kutumia lensi ya Fresnel picha na ufanisi wa 44.7%, kuzidi kufanikiwa kwake kwa asilimia 43.6 [ chanzo kisicho na mamlaka? ]. Mnamo 2014, Taasisi ya Fraunhofer ya Mifumo ya Nishati ya jua iliunda paneli za jua ambayo ufanisi huo ulikuwa 46% kutokana na kulenga taa kwenye nakala ndogo sana ya picha [ chanzo kisicho na mamlaka? ] .

Mnamo mwaka wa 2014, wanasayansi wa Uhispania waliendeleza seli ya picha ya silicon yenye uwezo wa kubadilisha mionzi ya jua ya umeme kuwa umeme.

Mwelekezo wa kuahidi ni uundaji wa picha zinazotokana na nanoantennas, inayofanya kazi kwenye kurekebisha moja kwa moja kwa mikondo iliyoingizwa kwenye antenna ndogo (ya agizo ya 200-300 nm) na nuru (ambayo ni, mionzi ya umeme ya mzunguko wa utaratibu wa 500 THz). Nanoantennas haziitaji malighafi ghali kwa uzalishaji na ina uwezo mzuri wa hadi 85%.

Pia, mnamo 2018, na ugunduzi wa athari ya kubadilika kwa picha, uwezekano wa kuongeza ufanisi wa picha uligunduliwa., Na pia kwa sababu ya kupanuka kwa maisha ya wabebaji moto (elektroni), kikomo cha nadharia ya ufanisi wao iliongezeka kutoka 34 mara hadi asilimia 66.

Mnamo mwaka wa 2019, wanasayansi wa Urusi kutoka Taasisi ya Sayansi na Teknolojia ya Skolkovo (Skoltech), Taasisi ya kemia ya isokaboni iliyopewa jina baada ya A.V. Nikolaev wa Tawi la Siberian la Chuo cha Sayansi cha Urusi (SB RAS) na Taasisi ya Shida ya Chemical Fizikia RAS ilipata nyenzo mpya ya semiconductor ya seli za jua, bila ya mapungufu ya vifaa vilivyotumiwa leo. Kikundi cha watafiti wa Urusi kilichochapishwa katika jarida la Jarida la Kemia ya Vifaa A [en] matokeo ya kazi juu ya matumizi ya nyenzo mpya za semiconductor zilizotengenezwa nao kwa seli za jua - tata ya polymer bismuth iodide (<[Bi.₃Mimi₁₀]> na <[BiI₄]>), sawa na muundo wa madini (titanate ya kalisi ya asili), ambayo ilionyesha kiwango cha ubadilishaji wa rekodi kuwa umeme. Kikundi hicho hicho cha wanasayansi kiliunda semiconductor inayofanana ya pili kwa msingi wa bromidi tata ya antimony iliyo na muundo kama wa perovxite.

Mpangilio wa kitengo cha nguvu ya betri

Wakati wa kuchagua betri, unahitaji kuongozwa na mabango:

1. Betri za gari za kawaida HAifai kwa kusudi hili. Betri za nguvu za jua zinaitwa "SOLAR".
2. Pata betri zinapaswa kufanana tu katika kila njia, ikiwezekana kutoka kwa kundi moja la kiwanda.
3. Chumba ambamo pakiti ya betri iko inapaswa kuwa joto. Joto bora wakati betri zinatoa nguvu kamili = 25⁰C. Wakati inapungua hadi -5⁰C, uwezo wa betri hupungua kwa 50%.

Ikiwa tutachukua betri inayoonekana na voltage ya volts 12 na uwezo wa amperes 100 / saa kwa hesabu, ni rahisi kuhesabu, kwa saa nzima itaweza kutoa wateja kwa nguvu jumla ya watts 1200. Lakini hii ni kwa kutokwa kamili, ambayo haifai sana.

Kwa maisha marefu ya betri, haipendekezi kupunguza malipo yao chini ya 70%. Kiwango cha kikomo = 50%. Kuchukua 60% kama ardhi ya kati, tunaweka akiba ya nishati ya 720 W / h kwa kila 100 A * h ya sehemu ya uwezo wa betri (1200 W / h x 60%) kama msingi wa mahesabu ya baadaye.

Hapo awali, betri lazima ziwe imewekwa 100% kushtakiwa kutoka kwa chanzo cha sasa cha stationary. Betri lazima zifunika kabisa mzigo wa giza. Ikiwa hauna bahati na hali ya hewa, dumisha vigezo vya mfumo muhimu wakati wa mchana.

Ni muhimu kuzingatia kwamba kuzidi kwa betri zitasababisha utengenezaji wao wa mara kwa mara. Hii itapunguza sana maisha ya huduma. Suluhisho la busara zaidi ni kuandaa kitengo na betri zilizo na hifadhi ya nishati ya kutosha kufunika matumizi moja ya nishati ya kila siku.

Ili kujua jumla ya betri inayohitajika, tunagawanya matumizi ya nguvu ya kila siku ya 12,000 W / h na 720 W / h na kuzidisha na 100 A * h:

12 000/720 * 100 = 2500 A * h ≈ 1600 A * h

Kwa jumla, kwa mfano wetu, tunahitaji betri 16 zilizo na uwezo wa 100 au 8 kwa 200 Ah *, zilizounganishwa kwa safu sawa.

Mambo yanayoathiri Ufanisi wa Photocell

Vipengele vya kimuundo vya seli za jua husababisha kupungua kwa utendaji wa paneli na joto kuongezeka.

Kupunguza kwa sehemu ya paneli husababisha kushuka kwa pato kwa sababu ya upotezaji katika kitu kisicho na kipimo, ambacho huanza kufanya kama mzigo wa vimelea. Drawback hii inaweza kuondolewa kwa kusanidi njia ya kupita kwenye kila ficha ya jopo. Katika hali ya hewa ya mawingu, kukosekana kwa jua moja kwa moja, paneli ambazo hutumia lensi kushughulikia mionzi huwa haifai kabisa, kwani athari ya lens hupotea.

Kutoka kwa sifa za uendeshaji wa jopo la Photovoltaic, inaweza kuonekana kuwa ili kufikia ufanisi mkubwa, uteuzi sahihi wa upinzani wa mzigo inahitajika. Kwa hili, paneli za Photovoltaic hazijaunganishwa moja kwa moja na mzigo, lakini badala yake hutumia mtawala wa kudhibiti mifumo ya Photovoltaic, ambayo inahakikisha operesheni bora ya paneli.

Kuchagua mtawala mzuri

Uchaguzi sahihi wa mtawala wa malipo ya betri (betri) ni kazi maalum sana. Vigezo vyake vya kuingiza vinapaswa kuendana na moduli za jua zilizochaguliwa, na voltage ya pato inapaswa kuendana na tofauti ya ndani ya mfumo wa jua (kwa mfano wetu, volts 24).

Mtawala mzuri lazima ahakikishe:

1. Malipo ya betri ya kupindukia ambayo hupanua maisha yao ya ufanisi na anuwai.
2. Betri moja kwa moja, betri na nishati ya jua, unganisho la unganisho katika unganisho na kutokwa kwa malipo.
3. Kuunganisha tena mzigo kutoka kwa betri hadi betri ya jua na kinyume chake.

Fundo hili ndogo ni sehemu muhimu sana.

Chaguo sahihi la mtawala inategemea operesheni isiyo na shida ya pakiti ya betri ya gharama kubwa na urari wa mfumo mzima.

Uteuzi wa inverter bora zaidi

Inverter imechaguliwa ili iweze kutoa mzigo wa kilele cha muda mrefu. Voltage yake ya pembejeo lazima iambane na tofauti ya ndani ya mfumo wa jua.

Kwa chaguo bora, inashauriwa kuzingatia vigezo:

1. Sura na masafa ya muundo uliobadilishwa wa sasa. Karibu zaidi na wimbi la sine 50 Hz, bora.
2. Ufanisi wa kifaa. 90% ya juu - ya kushangaza zaidi.
3. Matumizi mwenyewe ya kifaa. Lazima iwe sanjari na matumizi ya nguvu ya jumla ya mfumo. Kwa kweli - hadi 1%.
4. Uwezo wa kitengo kuhimili upakiaji mara mbili wa muda mfupi.

Ubunifu tofauti kabisa ni inverter iliyo na kazi ya mtawala iliyojengwa.

Hasara za Nguvu za jua

• Haja ya kutumia maeneo makubwa,
• Kiwanda cha umeme cha jua haifanyi kazi usiku na haifanyi kazi vizuri jioni wakati wa jioni, wakati kilele cha matumizi ya nguvu kinatokea kwa usahihi saa za jioni,
• Licha ya usafi wa mazingira wa nishati iliyopokelewa, picha hizo yenyewe zina vitu vyenye sumu, kwa mfano, risasi, cadmium, gallium, arsenic, nk.

Mimea ya umeme wa jua hukosolewa kwa sababu ya gharama kubwa, na pia utulivu wa chini wa halide tata za lead na sumu ya misombo hii. Semiconductors zisizo za bure za seli za jua, kwa mfano kwa msingi wa bismuth na antimony, kwa sasa ziko chini ya maendeleo ya kazi.

Kwa sababu ya ufanisi wake wa chini, ambao hufikia asilimia 20 bora, paneli za jua huwa moto sana. Asilimia 80 iliyobaki ya paneli za nishati ya jua hupasha joto la wastani wa karibu 55 ° C. Kwa kuongezeka kwa joto la seli ya Photovoltaic na 1 °, ufanisi wake hupungua kwa 0.5%. Utegemezi huu sio wa moja kwa moja na kuongezeka kwa hali ya joto kwa 10 ° husababisha kupungua kwa ufanisi kwa karibu sababu ya mbili. Vitu vinavyofanya kazi vya mifumo ya baridi (mashabiki au pampu) ambazo huhamisha jokofu hutumia kiwango kikubwa cha nishati, zinahitaji matengenezo ya mara kwa mara na kupunguza kuegemea kwa mfumo mzima. Mifumo ya baridi ya passiv ina utendaji mdogo sana na haiwezi kukabiliana na kazi ya paneli za jua za baridi.