Помогите развитию сайта, поделившись статьей с друзьями!

Фотоэлектрическая панель после производства сразу готова к эксплуатации, но для того, чтобы извлечь из нее выгоду, создается фотоэлектрическая система, состоящая из других важных элементов.

Солнечная система - дополнительные устройства

Постоянный ток, генерируемый в фотоэлектрических элементах, не подходит для питания бытовых приборов и, тем более, для передачи энергии в сеть, пока он не преобразуется в переменную частоту 50 Гц и номинальное напряжение 230 В. Для этой цели инверторы часто называют инверторами. Однако в установках, не взаимодействующих с сетью (вне сети), батареи и устройство для регулирования их зарядки все еще необходимы.

Инверторы в фотоэлектрической системе

Выбор правильного инвертора, конечно, является задачей разработчика системы, но если вам нужно решить, покупать ли дешевле или дороже, полезно знать, чем они отличаются. Те, кто обеспечивает взаимодействие домашнего генератора энергии с электрической сетью, должны быть высокого класса, чтобы они не мешали его работе - требования к ним определяются электростанциями. Инверторы для фотоэлектрических микроустановок называются цепочечными (также называемыми строковыми инверторами), потому что так называемые цепочки (цепочки) панелей, соединенных последовательно, подключаются к их входным системам.

При выборе инвертора вы должны обращать внимание прежде всего на максимально допустимое напряжение. Он показывает, сколько панелей может быть в цепочке. Чтобы подключить большее количество панелей к инвертору (для большей мощности установки), две или более цепей могут быть соединены параллельно, но только если каждая из них имеет одинаковое количество панелей с одинаковыми параметрами, и они выставлены одинаково путь (наклоненный под тем же углом и направленный в ту же сторону света). В противном случае разница напряжения между цепями создаст постоянный ток, который может повредить элементы (некоторые инверторы могут иметь предохранители для их защиты). Таким образом, если это условие не может быть выполнено, то вы должны использовать отдельные инверторы для каждой цепи или многостроковое устройство, то есть оснащенное несколькими входами для подключения нескольких различных цепей. Это стоит сделать, если вы планируете расширить систему в будущем, потому что неизвестно, можно ли будет купить панели, идентичные ранее установленным. И благодаря этому вы можете избежать покупки второго инвертора. Для производительности системы важно оборудовать инвертор системой отслеживания максимальной мощности (MPPT). Их мощность является произведением мгновенного тока и напряжения, которые изменяются с изменением интенсивности солнечного излучения и температуры элемента. Контроллер инвертора имеет программное обеспечение, которое рассчитывает текущее напряжение и значения тока, при которых мощность максимальна, а инвертор достигает наибольшей эффективности. Точность подбора рабочей точки инвертора к точке максимальной мощности панелей зависит от используемого алгоритма.

Устройства с мульти-слежением имеют несколько систем слежения и позволяют модулировать рабочие параметры отдельных неравномерно освещенных частей установки. Программное обеспечение таких инверторов позволяет минимизировать потери энергии, возникающие в результате частичного затенения панелей, путем расчета точки максимальной мощности не только всей установки, но и ее фрагментов. Самым важным элементом инвертора, конечно же, является система изменения напряжения - чаще всего путем быстрого включения и выключения напряжения постоянного тока путем управления мостом транзисторного ключа.

Если микроустановка подключена к сети, инвертор должен быть оснащен системой, которая контролирует напряжение и частоту его изменений в сети и реагирует на изменения значений этих параметров - отключает установку от сети в случае превышения допустимого диапазона. К сожалению, это равносильно перерыву в приеме энергии от фотоэлектрических панелей - эти типы устройств не позволяют электропитание домашних устройств через панели в случае сбоя в сети. Следовательно, для создания аварийного источника питания необходима независимая система батарей.

Гальваническая развязка панелей от электросети может быть обеспечена с помощью трансформатора, но в современных инверторах она заменена более продвинутой защитой - намного меньшей и более легкой. И самое главное, они не вызывают столько потерь энергии, как это устройство. Однако только тонкопленочные панели могут работать только с трансформаторными инверторами. Если используется бестрансформаторный инвертор, требуется устройство остаточного тока из-за отсутствия гальванической развязки на стороне переменного тока.

Стандартно инверторы оснащены разрядником для защиты от перенапряжений, но некоторые позволяют установить дополнительный разрядник для защиты от перенапряжений типа 2 (что позволяет дополнительно снизить перенапряжение) и контролировать их состояние. Благодаря им можно легко интегрироваться с системой молниезащиты.

Электронная защита фотоэлектрических цепей предотвращает образование опасных обратных токов, создаваемых в результате повреждения панелей или смены полюсов при их подключении, что может привести к пожару. Эта защита также позволяет отказаться от простых предохранителей, которые должны быть заменены после отключения. Инвертор нагревается во время работы, что следует учитывать при выборе места установки для него. Некоторые из них оснащены охлаждающим вентилятором - лучше, когда он контролируется по температуре, а не работает без перерыва, потому что он потребляет меньше энергии.

Устройства хорошего класса имеют дисплеи, с которых вы можете прочитать текущие рабочие параметры установки, количество энергии, полученной в данный день и с начала работы системы, и даже показать кривую эффективности устройства. В случае сбоя появляется информация об ошибке. Связь может быть облегчена с помощью интерфейса RS485 и даже Bluetooth для удаленного получения информации или изменения настроек.

Инвертор может иметь функцию использования сетевых услуг, предлагаемых оператором распределительной системы (ограничение активной мощности или разделение реактивной мощности). Бестрансформаторные инверторы для фотоэлектрических установок с пиковой мощностью 3 кВт стоят 2, 5-7 тысяч. злотых. Лучшее достижение эффективности выше 97%.

Mikrofalowniki

Вместо одного инвертора для всей системы, микроволновые установки, которые независимо работают с каждой панелью, также используются в небольших установках. Система с несколькими микроволнами дороже, чем с одним обычным инвертором, - в случае установок с общей мощностью в несколько киловатт, примерно 15%, то есть несколько тысяч злотых.

Стоит ли использовать такое решение? Выбор микроволн поддерживается простотой расширения и ремонта установки. Они крепятся непосредственно к панелям, в случае повреждения одного все еще работает. Но самым важным преимуществом является то, которое проявляется при частичном затенении некоторых панелей. Независимые микроволновые печи означают, что выход энергии больше, чем при использовании одного общего инвертора для всей установки (особенно не очень продвинутого). Поэтому их использование следует рассматривать только тогда, когда панели расположены рядом с объектами, которые периодически затрудняют доступ к солнечному излучению - дымоходы, слуховые окна, эркеры, высокие здания или деревья.

Компьютерные программы, позволяющие моделировать работу системы, помогают оценить прибыльность использования микроволн. Можно считать, что стоит инвестировать, если моделирование показывает, что благодаря им производство электроэнергии будет как минимум на дюжину или более процентов выше, чем при использовании обычного инвертора. Но вы также должны принять во внимание, что чем ниже степень использования энергии, полученная благодаря этому более дорогому решению, тем хуже экономический результат - время возврата больше. За одну микроволновую печь для модуля с пиковой мощностью 250 Вт вы должны заплатить 650-900 злотых (для установки мощностью 3 кВт вам нужно 12).

Аккумуляторы в солнечной системе

В островных установках они необходимы - без них невозможно привести в действие устройства, работа которых необходима не только в периоды сильного солнечного света. Прежде всего, они решают, сколько солнечной энергии можно использовать в такой системе.

Конечно, емкость батареи показывает, как долго будет работать приемник, но также и то, сколько энергии вы можете собрать из фотоэлектрических элементов - чем выше, тем лучше, тем лучше. Если батареи заряжаются быстро, фотоэлектрические панели часто бесполезны, хотя они могут обеспечивать энергию, и это значительно увеличивает время окупаемости.

Пригодность солнечной системы определяется устойчивостью аккумулятора к частой зарядке и глубокому разряду - чем ниже порог разряда, тем лучше. В популярных, самых дешевых свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторах, так называемых пусковых аккумуляторах, оно очень высокое - их разрядка ниже 80% емкости приводит к их разрушению. Таким образом, их полезная емкость составляет всего 20% от номинальной. Конструкция батареи этого типа была разработана для того, чтобы в течение короткого времени выделять очень высокий ток (для запуска стартера двигателя внутреннего сгорания), а при электрической установке в доме вам требуется гораздо меньше тока, получаемого в течение многих часов.

По этой причине тяговые батареи гораздо больше подходят для солнечной системы - они используются, в частности, для управления электромобилями. Некоторые из них могут быть выгружены почти до нуля, и они способны пережить много циклов загрузки и разгрузки.

Аккумуляторы с увеличенным сроком службы и устойчивостью к глубокому разряду могут быть заполнены жидким электролитом - их тогда называют EFB. Они отличаются от обычных использованием более толстых пластин, армированных полиэстером. Аккумуляторы с концентрированным электролитом - гелевые, обозначенные аббревиатурой HZY. Они безопаснее, потому что нет риска утечки едкой кислоты. Они часто предлагаются в виде батарей, разработанных специально для солнечных установок. По крайней мере одинаково хороши для этого применения батареи со стеклянными матами, пропитанными электролитом - AGM, но они не используются так широко из-за более высокой цены, а также очень хорошие, но гораздо более дорогие никель-металлогидридные (NiMH) батареи, никель-кадмиевые (NiCd) и литиевый полимер (LiPo).

Чтобы купить качественные 12 В гелевые батареи емкостью 100 Ач, вам нужно потратить около 1000 злотых (для установок мощностью 1 кВт вам нужны 12 В батарейки с полезной емкостью около 4000 Ач).

Регуляторы заряда

Чтобы использовать как можно больше солнечной энергии и избежать потерь на зарядку батарей в фотоэлектрической системе, следует использовать современный контроллер заряда (контроллер), основанный на микропроцессорной технологии, предпочтительно с ранее описанной системой управления максимальной мощностью (MPPT). Целью этого устройства является, помимо прочего, защита системы от обратного тока, чтобы батареи не разряжались через фотоэлементы, когда они не работают.

Срок службы батареи увеличивается с помощью трехуровневого алгоритма зарядки с температурной компенсацией, используемого в некоторых регуляторах. Контроллеры имеют защиту от переполюсовки (плюс и минус), перегрузки по току, короткого замыкания и защиты от перегрева. Они могут работать с любым входным напряжением и автоматически распознавать номинальное напряжение аккумуляторной системы. Они не допускают перегрузок и чрезмерных разрядов. Существуют регуляторы, оснащенные таймерами, которые управляют приемниками, что помогает максимально использовать солнечную энергию. Для фирменного контроллера заряда с очень хорошими параметрами (КПД 99%) для солнечной установки мощностью до 3 кВт требуется примерно 2, 5 тыс. злотых.

Помогите развитию сайта, поделившись статьей с друзьями!

Категория: