Solpaneler för hem: applikations- och anslutningsdiagram

Alternativ energi blir mer överkomligt. Den här artikeln ger dig en fullständig förståelse av solenergi i lokal skala, typer av solceller och paneler, principer för att bygga solanläggningar och ekonomisk genomförbarhet..

Funktioner för solenergi på mellanlängder

Alternativ energi är väldigt attraktiv för invånare på medelgränserna. Även på norra breddegrader är den genomsnittliga dagliga strålningsdosen 2,3–2,6 kWh / m². Ju närmare söder – desto högre indikator. I Yakutsk, till exempel, är solstrålningens intensitet 2,96 och i Khabarovsk – 3,69 kWh / m². Indikatorerna i december varierar från 7% till 20% av det genomsnittliga årliga värdet, och i juni och juli fördubblas de.

Här är ett exempel på beräkning av solpanelernas effektivitet för Arkhangelsk, en region med en av de lägsta indikatorerna för solstrålningsintensitet:

Var:

• Q är den genomsnittliga årliga mängden solstrålning i regionen (2,29 kWh / m²);
• TILL_av – samlarytans avvikelseskoefficient från sydlig riktning (medelvärde: 1,05);
• P_nom – solpanelens nominella effekt;
• TILL_svettas – förlustfaktor i elektriska installationer (0,85–0,98);
• Q_isp – strålningsintensiteten vid vilken panelen testades (vanligtvis 1000 kWh / m2²).

De tre sista parametrarna anges i panelernas pass. Således, om KVAZAR-paneler med en nominell effekt på 0,245 kW arbetar under Arkhangelsk-förhållandena, och förlusterna i den elektriska installationen inte överstiger 7%, kommer en solcellsenhet att generera cirka 550 Wh För ett objekt med en nominell förbrukning på 10 kWh kommer följaktligen cirka 20 paneler att behövas.

Ekonomisk genomförbarhet

Återbetalningsperioden för solpaneler är lätt att beräkna. Multiplicera den dagliga mängden energi som produceras per dag med antalet dagar per år och med livslängden på panelerna utan att härledas – 30 år. Den ovan angivna elektriska installationen kan generera i genomsnitt 52 till 100 kWh per dag, beroende på dagsljusets längd. Medelvärdet är cirka 64 kWh. På 30 år skulle kraftverket i teorin generera 700 tusen kWh. Med en enhetsgrad på 3,87 rubel. och kostnaden för en panel är cirka 15 000 rubel. Kostnaderna kommer att betala sig inom 4–5 år. Men verkligheten är mer prosaisk.

Faktum är att decembervärdena för solstrålning är mindre än det genomsnittliga årliga med ungefär en storleksordning. Därför kräver en helt autonom drift av ett kraftverk på vintern 7-8 gånger fler paneler än på sommaren. Detta ökar investeringen avsevärt, men minskar återbetalningsperioden. Utsikterna att införa en ”grön tariff” ser ganska uppmuntrande ut, men även i dag är det möjligt att ingå ett avtal om leverans av el till nätet till ett grossistpris som är tre gånger lägre än detaljhandelskostnaderna. Och till och med detta räcker det för att lönsamt sälja 7-8 gånger överskottet av genererad el på sommaren.

De viktigaste typerna av solpaneler

Det finns två huvudtyper av solpaneler.

Solcellsolceller anses vara första generationens celler och är de vanligaste: cirka 3/4 av marknaden. Det finns två typer av dem:

• monokristallin (svart) har hög effektivitet (0,2–0,24) och lågt pris;
• polykristallin (mörkblå) är billigare att tillverka, men mindre effektiv (0,12-0,18), även om deras effektivitet minskar mindre i diffus ljus.

Mjuka fotoceller kallas filmceller och tillverkas antingen av kiselsprutning eller av en flerskiktskomposition. Kiselceller är billigare att tillverka, men deras effektivitet är 2-3 gånger lägre än kristallina. I diffust ljus (skymning, mulet) är de emellertid mer effektiva än kristall.

Vissa typer av kompositfilmer har en effektivitet på cirka 0,2 och kostar mycket mer än fasta element. Deras användning i solkraftverk är mycket tveksamt: filmpaneler är mer mottagliga för nedbrytning över tid. Deras huvudsakliga tillämpningsområde är mobila kraftverk med låg energiförbrukning.

Hybridpaneler inkluderar, förutom fotocellblocket, en kollektor – ett system med kapillarrör för att värma vatten. Deras fördel är inte bara att spara utrymme och möjligheten till varmvattenförsörjning. På grund av vattenkylning förlorar solceller mindre prestanda när de värms upp.

Tabell. Tillverkarens översikt

Modell	SSI Solar LS-235	SOLBAT MCK-150	Kanadensiska Solar CS5A-210M	Chinaland CHN300-72P
Land	schweiz	ryssland	kanada	Kina
En typ	polykristall	monokristall	monokristall	polykristall
Effekt vid 1000 kWh / m2, W	235	150	210	300
Antal element	60	72	72	72
Spänning: ingen belastning / under belastning, V	36,9 / 29,8	18/12	45,5 / 37,9	36,7 / 43,6
Ström: under last / kortslutning, A	7,88 / 8,4	8,33 / 8,58	5,54 / 5,92	8.17 / 8.71
Vikt (kg	nitton	12	15,3	24
Mått, mm	1650x1010x42	667x1467x38	1595x801x40	1950x990x45
Pris, gnugga.	13,900	10 tusen	14,500	18150

Komplex utrustning för solenergi

Batterierna genererar likström upp till 40 V. Under drift krävs ett antal omvandlingar för att använda det för hushållsändamål. Följande utrustning ansvarar för detta:

1. Batteripaket. Låter dig använda den genererade energin på natten och vid låga intensitetstimmar. Heliumbatterier med en nominell spänning på 12, 24 eller 48 V används.
2. Laddkontroller upprätthåller optimal batteritid och överför den erforderliga kraften till konsumenterna. Den nödvändiga utrustningen väljs för parametrarna för batterier och ackumulatorer.
3. Spänningsomformaren konverterar DC till AC och har ett antal ytterligare funktioner. Först ställer inverteraren prioritetsnivån för spänningskällan, och om det saknas effekt, ”blandar” det strömmen från en annan. Hybridomvandlare gör det också möjligt att överföra överskottet av genererad energi till stadsnätet.

1 – solpaneler 12 V; 2 – solpaneler 24 V; 3 – laddningsstyrenhet; 4 – batteri 12 V; 5 – 12V belysning; 6 – växelriktare; 7 – automatisering av ”smart home”; 8 – batteri block 24 V; 9 – nödgenerator; 10 – huvudkonsumenter på 220 V

Hushållens ansökan

Solpaneler kan användas för absolut alla ändamål: från att kompensera för den mottagna energin och leverera enskilda ledningar till fullständig autonomi för kraftsystemet, inklusive värme och varmvattenförsörjning. I det senare fallet spelas en viktig roll av storskalig tillämpning av energibesparande teknologier – återvinning och värmepumpar..

Vid blandad användning använder solenergi växelriktare. I detta fall kan makten riktas antingen till driften av enskilda linjer eller system, eller delvis kompensera för användningen av stadselektricitet. Ett klassiskt exempel på ett effektivt kraftsystem är en värmepump som drivs av ett litet solkraftverk med en batteribank.

1 – stadsnätverk 220 V; 2 – solpaneler 12 V; 3 – 12V belysning; 4 – växelriktare; 5 – laddningsregulator; 6 – huvudkonsumenter på 220 V; 7 – batteri

Traditionellt är paneler installerade på byggnadens tak, och i vissa arkitektoniska lösningar ersätter de takbeläggningen helt. I detta fall måste panelerna vara orienterade på södra sidan på ett sådant sätt att förekomsten av strålar på planet är vinkelrätt.