الطاقة الشمسية للمنزل

كيف محطات الطاقة الشمسية للمنزل. نصائح لاختيار الدائرة والمكونات

تهتم المصادر البديلة للكهرباء بشكل متزايد بملاك المنازل تنجذب إلى انخفاض تكلفة استخدام الطاقة الشمسية. لكن الإدخال الشامل للأجهزة العاملة من تدفق ضوء الشمس يعوقه ارتفاع تكلفة المعدات وتعقيد اختياره وتركيبه.

في الواقع ، فإن التجميع بيديك وتشغيل محطة للطاقة الشمسية يكون ضمن سلطة سيد المنزل ، وحتى طالب كبير. للقيام بذلك:

• تعرف على مبادئ المخطط ،

• تحديد مهام المعدات ،

• اختيار معدات محطة الأنسب ،

• إجراء التركيب الميكانيكي لجميع العناصر ،

• تجميع الدوائر الكهربائية

• تحقق الأداء وتعمل بكفاءة.

تتيح لنا العديد من التجارب العملية التوصية بمخطط عالمي لحل مشكلات محطة الطاقة الشمسية للمنزل.

مخطط نموذجي لمحطة توليد الكهرباء المنزلية مع بطارية شمسية (انقر على الصورة للتكبير):

ويشمل:

• وحدة الطاقة الشمسية على أساس خلايا الصور الفردية ،

• تحكم،

• بطاريات تخزين الطاقة الكهربائية ،

• العاكس.

يجب أن يكون مفهوما جيدا أن دور الألواح الشمسية في محطة الطاقة الشمسية ليس في الإمداد المباشر بالطاقة للمستهلكين الكهربائيين (على الرغم من أن هناك ما يبرر ذلك في بعض المواقف: الساعات ، الآلات الحاسبة والأجهزة المماثلة) ، ولكن في توفير تكلفة البطاريات العاملة في الدائرة ، والتي:

• الحصول على الكهرباء من الوحدات الشمسية ،

• تجميعها ونقلها للمستهلكين.

يجب أن تبدأ مسألة إنشاء محطة منزلية بتحديد حملها. للقيام بذلك ، نحتاج إلى تحليل جميع المستهلكين الذين سيعملون من طاقة الشمس. وهي مقسمة إلى فئتين رئيسيتين:

• الأجهزة التي تعمل على AC 220 V ،

• المعدات الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر ، التي تعمل من الجهد DC من 12/24V.

المحركات الكهربائية للثلاجات والغسالات والمكانس الكهربائية وغيرها من الأجهزة تعمل فقط من شبكة ~ 220V / 50HZ. يجب أن تكون متصلاً من خلال جهاز يولد التوافقيات الجيبية مع الخصائص الضرورية من الطاقة المستمرة للبطاريات. هذا الجهاز يسمى العاكس.

كيف يعمل وكيفية تحديده لبعض الأحمال هو موضوع مقال منفصل. والآن من المهم أن نفهم أن طاقة الإخراج من العاكس المحدد يجب أن تضمن التشغيل الموثوق لجميع المستهلكين المتصلين به وحتى بهامش صغير.

من أجل الادخار ، فإن العملية البديلة للمستهلكين الحاليين بالتناوب مقبولة تمامًا. توافق على أنه في بعض الأحيان ليس من الضروري تشغيل مكنسة الغسيل لتسخين المياه أثناء تشغيل الغسالة. من الحكمة الانتظار حتى يتم الغسيل ، ثم استخدام مكنسة كهربائية. هذا سوف يقلل بشكل كبير من الحمل على العاكس.

ينبغي الجمع بين الانتقال إلى استخدام محطة للطاقة الشمسية في المنزل مع استبدال أجهزة شبكة الإضاءة. لا معنى لإنفاق طاقة العاكس على تسخين خيوط المصابيح المتوهجة. يجب أن يتم التخلي عنها على الفور ، أو في الحالات القصوى التبديل إلى مصابيح موفرة للطاقة تعمل على الجهد = 24 / 12V.

هذا سيوفر لك من الهدر غير الضروري للطاقة لأنها ، مثل بقية المعدات الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر ، يمكن تشغيلها مباشرة من الجهد المستمر لبطاريات التخزين.

تعرف على ما يحدث: يتم تشغيل الدائرة الإلكترونية للكمبيوتر المحمول على سبيل المثال بواسطة طاقة البطارية = 12V.

لإعادة شحنه ، يتم استخدام مصدر طاقة ، والذي يحول الجهد المتناوب من ~ 220V / 50Hz إلى قيمة = 19V.

12 فولت ما يكفي لهذا الكمبيوتر المحمول. علاوة على ذلك ، من الممكن عمومًا إخراج البطارية منه والتغذية مباشرة من بطاريات التخزين (البطارية). باستخدام هذه الطريقة ، يتم إنشاء حوالي 40٪ من توفير الطاقة مقارنة بطريقة التحويل المزدوج بواسطة العاكس ثم وحدة تزويد الطاقة.

لماذا يتم تحميل التصميم المبتكر بأجهزة غير ضرورية ، مما يؤدي إلى زيادة سخونة الهواء المحيط بأجهزة إلكترونية معقدة؟ يجب أن يكون مخطط الطاقة لكل مساعد منزلي مدروسًا بطريقة مماثلة لتبسيط مصدر الطاقة الخاص به. سيتطلب ذلك تكلفة قليلة جدًا:

• قطع من الأسلاك

• محولات قياسية.

في ختام هذا العمل ، لن يكون من الصعب حساب طاقة الإخراج المطلوبة من العاكس ، ومن الممكن بالفعل اختيار النموذج المناسب للشراء.

الآن حان الوقت لاتخاذ قرار بشأن بطاريات تخزين لمحطة الطاقة الشمسية منزلك. لا يتم النظر هنا في القواعد التي يختارونها والخصائص الرئيسية - وهذا موضوع منفصل وفير ، وسيتم مناقشته بالتفصيل في مقال آخر.

والآن سوف نركز على حقيقة أن هذه البطاريات يجب أن تعمل بشكل موثوق على كلتا المجموعتين من المستهلكين ، والتي درسناها لفترة وجيزة. هنا ، أيضًا ، يجب على المرء أن يلاحظ ترتيب تشغيل الأجهزة وأن يكون لديه نوع من الاحتياطي.

بعد تحديد مهمة البطاريات (قدرتها والجهد الناتج الكلي) ، يمكنك اختيار الوحدات الشمسية. إنتاجهم الحديث ينتج تشكيلة كبيرة مع أساليب التصنيع المختلفة. لديهم خصائص وقدرات مختلفة.

يرجى ملاحظة أن الوحدات الشمسية:

• حسب الجهد الناتج يجب أن تتوافق مع بطاريات التخزين ،

• تمتلك طاقة قادرة على تقديم تيار شحن مصنّف إلى بطاريات العمل في ظروف الإضاءة المتوسطة.

هناك جهاز آخر في هذه الدائرة: وحدة التحكم. وهو يعمل كوسيط بين الألواح الشمسية وبطاريات التخزين ، وتنظيم عملية الشحن.

النظر في رسم تخطيطي الأسلاك مبسطة لمحطة الطاقة الشمسية تعمل دون وحدات تحكم. يتم ذلك بحيث يكون لديك فهم واضح للغرض منه.

رسم تخطيطي مبسط لمحطة توليد الكهرباء المنزلية مع بطارية شمسية (انقر على الصورة للتكبير):

في هذه الدائرة ، تتم إزالة وحدة التحكم ، ويعمل الصمام الثنائي العادي بدلاً من ذلك. لماذا فعلت ذلك؟

المهمة الوحيدة لوحدة التحكم هي إعادة شحن بطاريات التخزين حتى 14–14.5 فولت. وهي تقوم بذلك بطرق مختلفة وتعمل بشكل دوري:

• مع زيادة النشاط الشمسي ،

• نقص استهلاك الكهرباء (لا تغذي البطاريات أي شيء - لا تحتاج إلى شحن) ،

• انخفاض سعة البطارية عندما لا يستطيعون مواجهة الحمل وجزء من الطاقة للمستهلكين يأتي من الوحدات الشمسية.

يتم تنفيذ الشحن الكامل للبطارية بواسطة جهاز التحكم MRPT ، الذي يقوم بمسح النقطة بأقصى طاقة خرج من البطارية الشمسية (انظر كيف يتم ترتيب الألواح الشمسية والعمل؟). هذا هو التصميم الأكثر موثوقية ، ولكن باهظة الثمن. يمكن استبدال الطرز الأخرى ، خاصةً تشغيل / إيقاف التشغيل ، بصمام ديود كهربائي.

وقال انه لن يسمح بتدفق البطاريات من البطاريات إلى البطارية الشمسية في الظلام ، ومنع تفريغها. مع هذه الطريقة ، لا يوصى بترك محطة الطاقة الشمسية دون تحميل لفترة طويلة: سيتم إعادة شحن البطاريات دون أي قيود ، ونحن بحاجة إلى ضمان التوازن بين الشحن واستهلاك الطاقة. في هذه الحالة ، يمكن استبعاد جزء من البطارية الشمسية من العمل أو التبديل بالإضافة إلى تحميل ثابت: التهوية والتدفئة والمصابيح ...

إن استخدام الصمام الثنائي مع رفض وحدة التحكم يقلل من تكلفة الدائرة ، لكنه يتطلب مراقبة أكثر دقة وتعديلات يدوية على العمل.

في الختام ، انتبه إلى أهم شيء في تصميم التصميم: تعمل جميع عناصر مخطط الطاقة الشمسية المنزلية في مجمع ، وبالتالي يجب أن يتم اختيارها بشكل جيد ومتوازن فيما بينها وبين المستهلكين.

سوف تناقش المقالات التالية الجهاز ومبدأ تشغيل وحدات التحكم والعاكسات والبطاريات لمحطات الطاقة الشمسية المنزلية.

انظر أيضا: البطاريات الشمسية: كيفية التقاط وتشغيل واستعادة لوحات (كبريتات)

Comments

[#1]

مادة مثيرة للاهتمام. أود أيضًا أن أقرأ عن العاكس والبطاريات وأجهزة التحكم في المحطات الشمسية.

[#2 مرسى]

شكرا لك مفيدة للغاية. أريد أن أنقل منزل بلدي إلى الكهرباء الشمسية ... لقد فهمت جوهر القضية.

[#3]

كل هذا جيد ، لكنه مكلف للغاية !!! استرداد ما لا يقل عن 10 سنوات!

[#4]

مقال إعلامي مثير للاهتمام ، وأنا أتفق مع المؤلف - أنت تقود سيارتك عبر أوروبا ، وتمتلئ جميع الأسطح بألواح شمسية. لكن هذا سيء الحظ - بالنسبة للمستهلك العادي ، إنه لمن دواعي سروري باهظ التكلفة ، إذا قمت بحساب تكلفة الكهرباء في أوكرانيا ، حتى بالأسعار الحالية ، فإن هذا النظام سيؤتي ثماره قريبًا. من المؤسف أن الدولة لا تساعدنا في تبديل مصادر التغذية غير البديلة.

[#5 بيتر]

هل سمعت أي شيء عن الألواح الشمسية من أرمينيا مع بعض الكفاءة الرهيبة؟