과학은 우리에게 태양 에너지 사용 기술이 공개 될 때를 우리에게주었습니다. 모든 소유자는 집안의 태양 전지판을 구입할 수 있습니다. 여름 거주자들은이 문제에 뒤지지 않습니다. 더 자주 그들은 중앙 집중식 지속 가능한 전원 공급원과는 거리가 멀다.
우리는 장치를 나타내는 정보, 작동 원리 및 태양계 작업 단위의 계산 원리를 익힐 것을 제안합니다. 우리가 제안한 정보를 숙지하면 귀하의 사이트에 자연 전기를 제공하는 현실에 근접하게됩니다.
제공된 데이터에 대한 명확한 인식을 위해 자세한 구성표, 그림, 사진 및 비디오 지침이 첨부됩니다.
태양 전지의 장치 및 작동 원리
일단 호기심이 생겨 태양, 광자, 전기 에너지의 빛 입자의 영향으로 생성되는 천연 물질이 우리에게 열렸습니다. 이 과정을 광전 효과라고합니다. 과학자들은 미세 물리 현상을 제어하는 법을 배웠습니다.
반도체 재료를 기반으로 그들은 소형 전자 장치 인 광전지를 만들었습니다.
제조업체는 소형 컨버터를 효율적인 태양 전지판에 결합하는 기술을 마스터했습니다. 실리콘으로 만들어진 판넬 태양 광 모듈의 효율은 18-22 % 산업에서 널리 생산됩니다.
계획의 설명은 분명히 보여줍니다 : 발전소의 모든 구성 요소가 똑같이 중요합니다-시스템의 조정 된 운영은 유능한 선택에 달려 있습니다
태양 전지는 모듈에서 조립됩니다. 태양에서 지구까지의 광자 최종 목적지입니다. 여기에서 이러한 광선의 구성 요소는 이미 전기 회로 내부에서 DC 입자로 경로를 이어갑니다.
그것들은 배터리로 분배되거나 220 볼트의 교류 전류로 변환되어 모든 종류의 가정용 기술 장치에 공급됩니다.
태양 전지는 직렬 연결된 반도체 장치의 복잡한 것입니다-태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전지
우리 사이트의 다른 인기있는 기사에서 장치의 특성과 태양 전지 작동 원리에 대한 자세한 내용을 찾을 수 있습니다.
태양 전지 패널 모듈의 종류
태양 전지 패널 모듈은 태양 전지, 그렇지 않으면 광전 변환기로 조립됩니다. 두 가지 유형의 PEC가 널리 사용됩니다.
그들은 제조에 사용되는 실리콘 반도체의 유형이 다릅니다.
- 다결정. 이들은 장기 냉각에 의해 실리콘 용융물로 만들어진 태양 전지입니다. 간단한 생산 방법은 가격의 경제성을 결정하지만 다결정 옵션의 성능은 12 %를 초과하지 않습니다.
- 단결정. 인위적으로 성장한 실리콘 결정의 얇은 판을 절단하여 얻은 요소입니다. 가장 생산적이고 비싼 옵션입니다. 17 %의 영역에서 평균 효율은 고성능의 단결정 광전지를 찾을 수 있습니다.
표면이 균일하지 않은 평평한 사각형 모양의 다결정 태양 전지. 단결정 종은 잘린 모서리 (의사 사각형)가있는 얇고 균질 한 표면 구조 사각형처럼 보입니다.
이것이 바로 FEP-태양 광 변환기의 모습입니다. 태양 광 모듈의 특성은 사용되는 다양한 요소에 의존하지 않습니다-이것은 크기와 가격에만 영향을 미칩니다
동일한 전력을 갖는 첫 번째 버전의 패널은 효율이 낮기 때문에 (18 % 대 22 %) 두 번째 패널보다 큽니다.그러나 평균적으로 퍼센트는 10 달러 저렴하고 우세한 수요입니다.
이미지 갤러리
사진
단결정 태양 전지
플레이트의 마이너스 전류 운반 라인
다결정 태양 전지 조립 요소
태양계의 다결정 요소의 측면
자율 난방에 에너지를 공급하기 위해 태양 전지판을 선택하는 규칙과 뉘앙스에 대해 읽을 수 있습니다.
태양 광 발전 작업 계획
태양 광 발전 시스템을 구성하는 노드의 신비로운 소리 이름을 살펴보면 장치의 기술적으로 복잡하다는 생각이 듭니다.
광자의 삶의 미시적 수준에서 이것은 그렇습니다. 그리고 전기 회로의 일반 회로와 그 작동 원리는 매우 간단합니다. 천국의 빛에서 "일리치의 등불"까지 네 단계 만 거치면됩니다.
태양 광 모듈은 발전소의 첫 번째 구성 요소입니다. 이들은 특정 수의 표준 광전지 판으로 조립 된 얇은 직사각형 패널입니다. 제조업체는 12V의 배수 인 전력 및 전압에서 사진 패널을 다르게 만듭니다.
이미지 갤러리
사진
지붕 경사면에 태양 전지 패널 설치
테라스, 베란다, 다락방 발코니에 설치
확장의 경 사진 지붕에 태양계
태양열 미니 발전소의 실내기
무료 사이트의 위치
배터리 구동 식 실외기
조립식 태양 전지판 조립
DIY 태양 전지 제조
평면형 장치는 직사광선에 노출 된 표면에 편리하게 위치합니다. 모듈 식 장치는 태양 전지를 서로 연결하여 서로 연결됩니다. 배터리의 임무는 태양의 수신 에너지를 변환하여 주어진 값의 일정한 전류를 생성하는 것입니다.
전하 저장 장치-태양 전지 패널 용 배터리는 모든 사람에게 알려져 있습니다. 태양으로부터 에너지 공급 시스템 내부의 역할은 전통적입니다. 가정 소비자가 중앙 집중식 네트워크에 연결되면 에너지 저장소는 전기로 저장됩니다.
또한 태양 광 모듈의 전류가 전기 제품이 소비하는 전력을 공급하기에 충분할 경우 초과 전력을 축적합니다.
배터리 팩은 회로에 필요한 양의 에너지를 제공하고 소비가 증가하는 값으로 상승하는 즉시 안정적인 전압을 유지합니다. 예를 들어 유휴 사진 패널이 있거나 밤이 햇볕이 잘 드는 날씨에 같은 일이 발생합니다.
태양 전지판을 사용하는 집의 에너지 공급 계획은 배터리에 에너지를 축적하는 기능이 수집기와 옵션과 다릅니다
컨트롤러는 태양 광 모듈과 배터리 사이의 전자 매개체입니다. 그 역할은 배터리 잔량을 조절하는 것입니다. 이 장치는 전체 태양계의 안정적인 작동에 필요한 특정 기준 이하로 재충전 또는 전위가 비등하는 것을 허용하지 않습니다.
뒤집기, 말 그대로 태양 전지판에 대한 인버터라는 용어의 소리를 설명합니다. 그렇습니다. 실제로이 장치는 한때 전기 기술자에게 허구로 여겨지는 기능을 수행하기 때문입니다.
태양 광 모듈과 배터리의 직류를 220 볼트의 전위차를 갖는 교류로 변환합니다. 대부분의 가정용 전기 제품에서 작동하는 것이 바로이 전압입니다.
태양 에너지의 흐름은 별의 위치에 비례합니다 : 모듈을 설치하면 연중 시간에 따라 경사각을 조정할 수 있습니다.
최대 부하 및 일일 평균 전력 소비
자신의 태양열 스테이션을 갖는 즐거움은 여전히 많습니다. 태양 에너지의 힘을 얻는 길의 첫 단계는 가정 또는 여름 별장에서 킬로와트 단위의 최적 피크 부하와 킬로와트시의 합리적인 평균 일일 에너지 소비량을 결정하는 것입니다.
최대 부하는 여러 전기 장치를 한 번에 켜야 할 때 생성되며 일부의 과장된 시작 특성을 고려하여 최대 총 전력에 의해 결정됩니다.
최대 전력 소비량을 계산하면 어떤 전기 제품과 그렇지 않은 전기 제품의 동시 작동에 대한 필수 요구 사항을 식별 할 수 있습니다. 이 표시기는 발전소 노드의 전력 특성, 즉 장치의 총 비용을 준수합니다.
전기 제품의 일일 에너지 소비량은 하루 동안 네트워크 (소비 전력)에서 작동 한 시간 동안 개별 전력 제품으로 측정됩니다. 총 평균 일일 에너지 소비량은 매일 각 소비자가 소비 한 전기 에너지의 합계로 계산됩니다.
부하 및 에너지 소비에 대한 획득 데이터의 후속 분석 및 최적화는 최소한의 비용으로 필요한 장비와 태양 광 발전 시스템의 후속 작동을 제공합니다.
에너지 소비의 결과는 태양 에너지 소비를 합리화하는 데 도움이됩니다. 계산 결과는 배터리 용량의 추가 계산에 중요합니다. 시스템의 중요한 구성 요소 인 배터리 팩의 가격은이 매개 변수에 따라 다릅니다.
에너지 지표 계산 절차
계산 과정은 문자 그대로 가로로 배열 된 셀에서 확장 된 노트북 시트로 시작됩니다. 시트에서 가벼운 연필 선을 사용하면 30 카운트가있는 양식과 가전 제품 수에 따라 줄이 표시됩니다.
산술 계산 준비
첫 번째 열은 전통적인 일련 번호로 그려져 있습니다. 두 번째 열은 어플라이언스의 이름입니다. 세 번째는 개별 전력 소비입니다.
4 번째에서 27 번째까지의 열은 00에서 24까지의 시간입니다. 다음은 가로 분수를 통해 입력됩니다.
- 분자에서-10 진수 형식의 특정 시간 동안 장치의 작동 시간;
- 분모는 다시 개별 전력 소비입니다 (이 반복은 시간별 부하를 계산하는 데 필요함).
열 여덟 번째 열은 하루 동안 가전 제품이 작동하는 총 시간입니다. 스물 아홉 번째, 장치의 개인 에너지 소비는 개별 전력 소비에 매일의 작동 시간을 곱한 결과로 기록됩니다.
시간별 부하를 고려한 상세한 소비자 사양을 편집하면 합리적인 사용으로 인해보다 친숙한 장치를 남길 수 있습니다.
30 번째 열도 표준입니다. 중간 계산에 유용합니다.
소비자 사양
다음 계산 단계는 노트북 양식을 가정용 전기 소비자를위한 사양으로 변환하는 것입니다. 첫 번째 열은 명확합니다. 줄 번호는 다음과 같습니다.
두 번째 열에는 에너지 소비자의 이름이 있습니다. 복도에 전기 제품을 채우는 것이 좋습니다. 다음은 다른 방을 시계 반대 방향 또는 시계 방향으로 설명합니다 (원하는대로).
2 층 (등 등)이있는 경우 절차는 동일합니다 : 계단에서-원형 교차로. 동시에 계단 장치와 가로등을 잊어서는 안됩니다.
두 번째 열과 함께 각 전기 장치의 이름과 반대되는 힘으로 세 번째 열을 채우는 것이 좋습니다.
4 열에서 27 열은 하루 중 매 시간에 해당합니다. 편의상 라인 중간에 수평선으로 즉시 교차시킬 수 있습니다. 그 결과 선의 상반부는 분자와 같고, 하반부는 분모입니다.
이 열은 한 줄씩 채워집니다. 숫자는 특정 시간 단위로 지정된 전기 제품의 작동 시간을 반영하여 10 진수 형식 (0,0)으로 시간 간격으로 선택적으로 형식화됩니다.분자와 함께 분모는 세 번째 열에서 가져온 장치의 전원 표시기와 함께 입력됩니다.
모든 시간별 열이 가득 차면 전기 제품의 개별 일일 작업 시간을 계산하여 선을 따라 이동합니다. 결과는 28 번째 열의 해당 셀에 기록됩니다.
시스템이 유휴 상태로 작동하지 않도록 태양 광 발전소가 보조 역할을 수행하는 경우, 일정한 전력을 위해 부하의 일부를 시스템에 연결할 수 있습니다
전력 및 작업 시간에 따라 모든 소비자의 일일 에너지 소비가 순차적으로 계산됩니다. 스물 아홉 번째 열의 세포에 기록되어 있습니다.
사양의 모든 행과 열이 채워지면 총계가 계산됩니다. 시간별 열의 분모에서 그래픽 전력을 추가하면 각 시간의 부하가 얻어집니다. 스물 아홉 번째 열의 개별 일일 에너지 소비를 위에서 아래로 요약하면 총 일일 평균을 찾습니다.
계산에는 미래 시스템의 자체 소비는 포함되지 않습니다. 이 계수는 후속 최종 계산에서 보조 계수에 의해 고려됩니다.
데이터 분석 및 최적화
태양 광 발전을 백업으로 계획하는 경우 시간당 전력 소비량 및 전체 평균 일일 에너지 소비량에 대한 데이터는 값 비싼 태양 광 소비를 최소화하는 데 도움이됩니다.
이는 특히 사용량이 많은 시간 동안 중앙 집중식 전원 공급 장치가 복구 될 때까지 에너지 집약적 소비자의 사용을 제거함으로써 달성됩니다.
태양 광 발전 시스템이 일정한 전원 공급원으로 설계된 경우 시간별 부하 결과가 앞으로 나아갑니다. 하루 중 전력 소비를 훨씬 더 높은 최고점과 매우 낮은 최저점을 제거하는 방식으로 분배하는 것이 중요합니다.
피크를 제외하고 최대 부하의 균등화, 시간 경과에 따른 에너지 소비의 급격한 감소 제거를 통해 태양 광 시스템의 노드에 대해 가장 경제적 인 옵션을 선택하고 태양열 스테이션의 안정적이고 가장 중요하며 문제없는 장기 작동을 보장 할 수 있습니다.
이 차트는 에너지 소비의 불균일성을 보여줍니다. 우리의 임무는 태양의 가장 큰 활동 시간에 따라 최대 값을 이동시키고 특히 밤에 총 일일 소비량을 줄이는 것입니다.
제시된 도면은 비합리적 일정의 컴파일 된 사양을 기반으로 얻은 변환을 최적으로 보여줍니다. 일일 소비량 표시는 18kW / h에서 12kW / h로, 시간당 평균 시간당 부하는 750W에서 500W로 줄었습니다.
동일한 최적의 원리는 태양으로부터의 전원 옵션을 백업으로 사용할 때 유용합니다. 일시적인 불편을 위해 태양 광 모듈 및 배터리의 전력을 높이는 데 돈을 쓸 필요는 없습니다.
태양 광 발전소의 노드 선택
계산을 단순화하기 위해 태양 에너지를 전기 에너지 공급의 주 공급원으로 사용하는 버전을 고려할 것입니다. 소비자는 3 월부터 9 월까지 랴잔 지역의 조건부 컨트리 하우스가 될 것입니다.
위에 발표 된 합리적인 시간별 에너지 소비 일정 데이터를 기반으로 한 실제 계산은 추론을 명확하게 보여줍니다.
- 총 평균 일일 전력 소비량 = 12,000 와트 / 시간.
- 평균 부하 소비 = 500 와트.
- 최대 부하 1200 와트.
- 최대 부하 1200 x 1.25 = 1500 와트 (+ 25 %).
값은 태양 장치의 총 용량 및 기타 작동 매개 변수를 계산하는 데 필요합니다.
태양계의 작동 전압 결정
모든 태양계의 내부 작동 전압은 가장 일반적인 배터리 등급 인 12 볼트의 다중성을 기반으로합니다. 태양 광 모듈, 컨트롤러, 인버터 등 태양 광 발전소의 가장 광범위한 노드는 12, 24, 48 볼트의 일반적인 전압에서 생산됩니다.
전압이 높을수록 더 작은 공급 와이어를 사용할 수 있으며 이는 접점 신뢰성을 높입니다. 반면 결함이있는 12V 네트워크 배터리는 한 번에 하나씩 교체 할 수 있습니다.
24V 네트워크에서는 배터리 작동의 특성을 고려하여 쌍으로 만 교체해야합니다. 48V 네트워크를 사용하려면 동일한 지점의 배터리 4 개를 모두 교체해야합니다. 또한 48V에서는 이미 감전의 위험이 있습니다.
동일한 용량과 대략 동등한 가격으로 허용 가능한 최대 방전 깊이와 더 많은 최대 전류를 가진 배터리를 구입해야합니다
시스템의 내부 전위차의 공칭 값의 주요 선택은 현대 산업에서 생산 된 인버터의 전력 특성과 관련이 있으며 최대 부하를 고려해야합니다.
- 3 ~ 6kW-48V,
- 1.5 ~ 3kW-24 또는 48V와 동일
- 최대 1.5kW-12, 24, 48V.
배선의 신뢰성과 배터리 교체의 불편 함 중에서 선택하면 예를 들어 신뢰성에 중점을 둡니다. 앞으로 계산 된 시스템의 작동 전압을 24 볼트로 구축 할 것입니다.
배터리 팩 태양 광 모듈
태양 전지에서 필요한 전력을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.
Pcm = (1000 * 예) / (k * Sin),
어디:
- Rcm = 태양 전지의 전력 = 태양 전지 모듈의 총 전력 (패널, W),
- 1000 = 광전 변환기의 허용 된 감광도 (kW / m²)
- 식사 = 일일 에너지 소비의 필요성 (이 예에서 kW * h = 18),
- k = 모든 손실 (여름 = 0.7; 겨울 = 0.5)을 고려한 계절 계수
- Sin = 최적의 패널 틸트 (kW * h / m²)를 사용한 표의 일사량 (태양 복사 플럭스)입니다.
지역 기상 서비스에서 일사량의 가치를 찾을 수 있습니다.
태양 전지판의 최적 경사각은 해당 지역의 위도와 같습니다.
- 봄과 가을에
- 겨울에는 15도 더하기
- 여름에는 영하 15 도입니다.
이 예에서 고려 된 랴잔 지역은 위도 55 위에 있습니다.
추적 시스템, 패널 경사각의 계절 변화, 혼합 트림 모듈 사용을 통해 태양 전지판의 최고 성능을 달성합니다.
3 월부터 9 월까지의 시간 동안 태양 전지의 최대 조절되지 않은 기울기는 지구 표면에 대한 여름 각도 40 °와 같습니다. 이 모듈 설치에서이 기간 동안 Ryazan의 일일 평균 일사량은 4.73입니다. 모든 숫자가 있습니다. 계산을하겠습니다.
Pcm = 1000 * 12 / (0.7 * 4.73) ≈ 3600 와트.
우리가 100 와트 모듈을 태양 전지의 기초로 삼 으면 36 개가 필요합니다. 무게는 300 킬로그램이며 크기는 약 5 x 5m입니다.
현장에서 입증 된 배선도 및 태양 전지판 연결 옵션이 여기에 제공됩니다.
배터리 전원 장치의 배열
배터리를 선택할 때는 다음과 같은 가정에 따라야합니다.
- 기존의 자동차 배터리는이 목적에 적합하지 않습니다. 태양 광 배터리는 "SOLAR"로 표시되어 있습니다.
- 배터리는 모든면에서 동일해야하며, 바람직하게는 하나의 공장 배치에서 동일해야합니다.
- 배터리 팩이있는 방은 따뜻해야합니다. 배터리가 최대 전력을 공급할 때의 최적 온도 = 25⁰C. -5 ° C로 감소하면 배터리 용량이 50 % 감소합니다.
12 볼트의 전압과 100 암페어 / 시간의 용량을 가진 지수 배터리를 계산하면 계산하는 것이 어렵지 않으며 한 시간 동안 소비자에게 총 1200 와트의 용량을 제공 할 수 있습니다. 그러나 이것은 완전 방전으로 이루어 지므로 매우 바람직하지 않습니다.
배터리 수명을 연장하려면 충전량을 70 % 미만으로 낮추지 않는 것이 좋습니다. 한계치 = 50 %. 중간 접지로 60 %를 사용하여 배터리의 용량 성 구성 요소 (1200W / h x 60 %)의 100A * h마다 720W / h의 에너지 예비 량을 후속 계산의 기초로했습니다.
아마도 200 Ah 용량의 배터리 하나를 구입하면 100에 대해 두 개를 구입하는 것보다 비용이 적게 들며 배터리 접점 수가 줄어 듭니다.
처음에는 배터리를 고정 전류 소스에서 100 % 충전하여 설치해야합니다. 배터리는 암흑의 부하를 완전히 덮어야합니다. 날씨가 좋지 않으면 낮 동안 필요한 시스템 매개 변수를 유지하십시오.
배터리가 너무 많으면 과소 충전이 발생한다는 점을 고려해야합니다. 이는 서비스 수명을 크게 단축시킵니다. 가장 합리적인 해결책은 장치에 배터리를 장착하여 매일 1 회 에너지 소비를 충당하기에 충분한 에너지를 보유하는 것입니다.
필요한 총 배터리 용량을 확인하려면 12,000 W / h의 총 일일 에너지 소비를 720 W / h로 나누고 100 A * h를 곱하십시오.
12 000/720 * 100 = 2500 A * h ≈ 1600 A * h
예를 들어, 200 Ah *에서 100 또는 8 용량의 배터리 16 개가 직렬 병렬로 연결되어 있어야합니다.
좋은 컨트롤러 선택
배터리 충전 컨트롤러 (배터리)를 올바르게 선택하는 것은 매우 구체적인 작업입니다. 입력 매개 변수는 선택한 태양 광 모듈과 일치해야하며 출력 전압은 태양계의 내부 전위차 (이 예에서는 24V)와 일치해야합니다.
훌륭한 컨트롤러는 다음을 보장해야합니다.
- 여러 단계로 유효 수명을 연장시키는 다단식 배터리 충전.
- 자동 상호, 배터리 및 태양 전지, 충전-방전과 관련된 연결-분리.
- 배터리에서 태양 배터리로 또는 그 반대로로드를 다시 연결
이 작은 매듭은 매우 중요한 구성 요소입니다.
일부 소비자 (예 : 조명)가 컨트롤러에서 직접 12V 공급 장치로 전송되는 경우, 덜 강력한 인버터가 필요하므로 더 저렴합니다.
컨트롤러의 올바른 선택은 고가의 배터리 팩의 고장없는 작동과 전체 시스템의 균형에 달려 있습니다.
최고의 인버터 선정
인버터는 장기 피크 부하를 제공 할 수 있도록 선택됩니다. 입력 전압은 태양계의 내부 전위차와 일치해야합니다.
최상의 선택을 위해서는 매개 변수에주의하는 것이 좋습니다.
- 생성 된 교류의 모양과 주파수. 50Hz 사인파에 가까울수록 좋습니다.
- 장치 효율. 90 %가 높을수록 더 훌륭합니다.
- 장치의 자체 소비. 시스템의 전체 전력 소비량에 상응해야합니다. 이상적으로는 최대 1 %입니다.
- 장치가 단기 이중 과부하를 견딜 수있는 기능.
가장 두드러진 디자인은 내장 컨트롤러 기능이있는 인버터입니다.
가정용 태양 광 시스템의 조립
공장에서 제조 한 모듈에서 가정용 태양 광 시스템을 조립하는 과정을 분명히 보여주는 사진을 선택했습니다.
이미지 갤러리
사진
1 단계 : 소형 발전소 건설 준비
2 단계 : 표준 태양 전지판
3 단계 : 태양계 요소 운송
4 단계 : 제조업체의 지침에 따라 배터리를 조립합니다
5 단계 : 태양 광 발전소 요소의 틸트 요소
6 단계 : 태양 전지판 위치 세부 사항
7 단계 : 태양계 제어를위한 장비 설치
8 단계 : 대규모 태양 광 발전소 건설
클립 # 1. 집 지붕에 태양 전지 패널의 DIY 설치 :
클립 # 2. 태양계 배터리의 종류, 유형, 차이점 :
클립 # 3. 모든 것을 스스로하는 사람들을위한 국가 태양 광 발전소 :
고려되는 단계별 계산 방법, 가정 자율 태양 광 발전소의 일부로 현대 태양 전지 배터리의 효과적인 작동의 기본 원리는 인구 밀집 지역의 큰 집 소유자와 광야의 시골집 소유자가 에너지 주권을 얻는 데 도움이 될 것입니다.
미니 태양 광 발전 시스템 또는 배터리만으로 얻은 개인적인 경험을 공유하고 싶습니까? 답변을 얻고 싶은 질문이 있습니까? 아래 블록에 의견을 남겨주세요.