קטגוריות: מאמרים מוצגים » אספקת חשמל אוטונומית
מספר צפיות: 57881
הערות לכתבה: 5
אנרגיה סולארית לבית
כיצד פועלים תחנות כוח סולאריות לבית. טיפים לבחירת מעגל ורכיבים
מקורות חשמל חלופיים מתעניינים יותר ויותר בקרב בעלי בתים. הם נמשכים על ידי עלות נמוכה של שימוש באנרגיה סולארית. אולם החדרת המונים של מכשירים הפועלים משטף האור השמש מוגבלת על ידי עלות הציוד הגבוהה ומורכבות בחירתו והתקנתו.
למעשה, להרכיב במו ידיכם ולהפעיל תחנת כוח סולארית זה בכוחו של אדון ביתי, אפילו סטודנט בכיר. לשם כך:
-
הכיר את עקרונות התוכנית,
-
לקבוע את משימות הציוד,
-
בחר את ציוד התחנה המתאים ביותר,
-
לבצע התקנה מכנית של כל האלמנטים,
-
להרכיב מעגל חשמלי
-
לבדוק את הביצועים ולפעול במיומנות.
ניסויים מעשיים רבים מאפשרים לנו להמליץ על תכנית אוניברסלית לפיתרון בעיות של תחנת כוח סולארית לבית.
תכנית אופיינית של תחנת כוח ביתית עם סוללה סולארית (לחץ על התמונה להגדלה):
זה כולל:
-
מודול סולארי מבוסס על תאי צילום בודדים,
-
בקר
-
סוללות אחסון אנרגיה חשמלית,
-
מהפך.
יש להבין היטב שבתחנת כוח סולארית, תפקידם של לוחות סולאריים אינו באספקת חשמל ישירה לצרכני חשמל (אם כי במצבים מסוימים זה מוצדק: שעונים, מחשבונים והתקנים דומים), אלא במתן תשלום עבור סוללות עובדות של מעגל ש:
-
לקבל חשמל ממודולים סולאריים,
-
לצבור אותו ולהעביר אותו לצרכנים.
שאלת יצירת תחנת בית צריכה להתחיל בקביעת העומס שלה. לשם כך עלינו לנתח את כל הצרכנים שיעבדו מאנרגיית השמש. הם מחולקים לשתי מעמדות עיקריים:
-
מכשירים הפועלים על AC 220 V,
-
ציוד אלקטרוני ומחשבים, הפועל ממתח DC של 12 / 24V.
מנועים חשמליים של מקררים, מכונות כביסה, שואבי אבק ומכשירים אחרים פועלים רק מרשת ~ 220V / 50Hz. הם חייבים להיות מחוברים דרך מכשיר שיוצר הרמוניות סינוסואליות עם המאפיינים הדרושים מהעוצמה הקבועה של הסוללות. מכשיר זה נקרא מהפך.
כיצד זה עובד ואיך לבחור אותו בעומסים מסוימים הנושא של מאמר נפרד. ועכשיו חשוב להבין שעוצמת הפלט של המהפך שנבחר חייבת להבטיח פעולה אמינה של כל הצרכנים המחוברים אליו ואפילו להיות בעלי מרווח קטן.
כדי לחסוך, הפעולה החלופית של הצרכנים הנוכחיים המתחלפים היא די מקובלת. מסכים שלעתים אין צורך להדליק את שואב האבק כדי לחמם את המים בזמן שמכונת הכביסה פועלת. חכם לחכות עד לסיום הכביסה ואז לקחת שואב אבק. זה יפחית משמעותית את העומס על המהפך.
יש לשלב את המעבר לשימוש בתחנת כוח סולארית בבית עם החלפת מכשירי רשת תאורה. אין זה הגיוני לבזבז את האנרגיה של המהפך על חימום חוטים של מנורות ליבון. יש לזנוח אותם מייד, או במקרים קיצוניים לעבור למנורות חסכוניות באנרגיה הפועלות על מתח = 24 / 12V.
זה יחסוך ממך בזבוז אנרגיה מיותר מכיוון שהם, כמו שאר ציוד אלקטרוני ומחשבים, יכולים להיות מופעלים ישירות מהמתח הקבוע של סוללות האחסון.
ראו מה קורה: המעגל האלקטרוני, למשל, של מחשב נייד מופעל על ידי סוללה = 12 וולט.
כדי לטעון אותו, משתמשים באספקת חשמל אשר ממירה מתח לסירוגין של ~ 220V / 50Hz לערך של = 19V.
12 וולט מספיק למחשב הנייד הזה. יתר על כן, בדרך כלל ניתן להסיר את הסוללה ממנה ולהזין ישירות מסוללות האחסון (סוללה). בשיטה זו נוצרים כ- 40% מחיסכון באנרגיה לעומת שיטת המרה כפולה על ידי מהפך ואז יחידת אספקת חשמל.
מדוע בנוסף לטעון את העיצוב שנוצר במכשירים מיותרים, ומחמם את האוויר שמסביב במכשירים אלקטרוניים מורכבים ללא משמעות? יש לחשוב היטב על תוכנית ההספק של כל עוזר משק בית ובדרך דומה לפשט את אספקת החשמל שלו. זה ידרוש עלות קטנה מאוד:
-
חתיכות חוט
-
מתאמים סטנדרטיים.
לסיום עבודה זו, לא יהיה קשה לחשב את עוצמת הפלט הנדרשת של המהפך, ומתוכו ניתן כבר לבחור את הדגם המתאים לרכישה.
עכשיו הגיע הזמן להחליט על סוללות אחסון לתחנת הכוח הסולארית הביתית שלכם. הכללים שבחרו והמאפיינים העיקריים אינם נחשבים כאן - זהו נושא נפרד נרחב, שיידון בפירוט במאמר אחר.
ועכשיו נתמקד בעובדה שסוללות אלו צריכות להניע באופן אמין את שתי קבוצות הצרכנים, שבדקנו בקצרה. גם כאן יש להקפיד על סדר הפעולה של המכשירים ולהיות סוג כלשהו של רזרבה.
לאחר שהחלטתם על משימת הסוללות (הקיבולת שלהם ומתח הפלט הכולל), תוכלו לבחור את המודולים הסולאריים. הייצור המודרני שלהם מייצר מבחר גדול בשיטות ייצור שונות. יש להם מאפיינים ויכולות שונות.
שימו לב כי מודולים סולאריים:
-
על פי מתח היציאה חייב להתאים לסוללות אחסון,
-
להחזיק כוח המסוגל להעביר זרם טעינה מדורג לסוללות עובדות בתנאי תאורה בינונית.
במעגל הזה יש מכשיר נוסף: הבקר. הוא עובד כמתווך בין פאנלים סולאריים לסוללות אחסון, ומסדיר את תהליך הטעינה.
שקול תרשים חיווט מפושט לתחנת כוח סולארית הפועלת ללא בקרים. זה נעשה כך שתהיה לך הבנה ברורה של מטרתו.
תרשים מפושט של תחנת כוח ביתית עם סוללה סולארית (לחץ על התמונה להגדלה):
במעגל זה מוסר הבקר, ודיודה רגילה עובדת במקום זאת. למה עשית זאת?
המשימה היחידה של הבקר היא להטעין סוללות אחסון עד 14–14.5 V. היא עושה זאת בדרכים שונות ועובדת מדי פעם:
-
עם פעילות סולארית מוגברת,
-
חוסר צריכת חשמל (סוללות לא מאכילות כלום - אינן צריכות טעינה),
-
קיבולת סוללה נמוכה כאשר הם לא מצליחים להתמודד עם העומס וחלק מהאנרגיה לצרכנים מגיעים ממודולים סולאריים.
הטעינה המלאה של הסוללה מבוצעת על ידי בקר MRPT, הסורק את הנקודה עם תפוקת הכוח המרבית מהסוללה הסולארית (ראה איך מסדרים פאנלים סולאריים ופועלים?) זהו העיצוב הכי אמין, אך יקר. ניתן להחליף דגמים אחרים, במיוחד פיתוחי הפעלה / כיבוי, בדיודה כוח.
הוא לא יאפשר את זרימת הסוללות מהמצברים לסוללה הסולארית בחושך, למנוע את פריקתם. בשיטה זו לא מומלץ להשאיר את תחנת הכוח הסולארית ללא עומס למשך זמן רב: הסוללות יטענו ללא הגבלה כלשהי, ועלינו להבטיח איזון בין טעינה לצריכת אנרגיה. במקרה זה, ניתן להחריג חלק מהסוללה הסולארית מהעבודה או לעבור עומס קבוע נוסף: אוורור, חימום, מנורות ...
שימוש בדיודה עם דחיית הבקר מפחית את עלות המעגל, אך דורש פיקוח זהיר יותר והתאמות ידניות לעבודה.
לסיכום, שימו לב לדבר החשוב ביותר ביצירת העיצוב: כל האלמנטים של ערכת האנרגיה הסולארית הביתית עובדים במתחם, ולכן יש לבחור היטב ולהיות מאוזנים בינם לבין עצמם לבין הצרכנים.
המאמרים הבאים ידונו במכשיר ובעיקרון הפעולה של בקרים, מהפכים וסוללות עבור תחנות כוח סולאריות ביתיות.
ראה גם: סוללות סולאריות: כיצד להרים, להפעיל ולשחזר צלחות (desulfate)
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: