ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN > Hệ thống quang điện tại nhà có pin. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế Một hệ thống năng lượng mặt trời có pin có thể cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị miễn là mức tiêu thụ điện năng của chúng không vượt quá công suất của máy phát điện. Vì vậy, cần phải xác định chính xác sức mạnh của hệ thống. Bước đầu tiên theo hướng này là xây dựng một đặc điểm kỹ thuật, tức là mô tả kỹ thuật của hệ thống. Tính toán tiêu thụ năng lượng Khi thiết kế hệ thống quang điện gia đình, trước tiên bạn cần lập danh sách tất cả các thiết bị điện trong nhà, tìm hiểu mức tiêu thụ điện năng của chúng và thêm chúng vào danh sách. Bảng dưới đây cung cấp thông tin về mức tiêu thụ điện năng trung bình của một số thiết bị để tham khảo. Tuy nhiên, cần phải nhớ rằng đây chỉ là những ước tính sơ bộ. Để tính mức tiêu thụ điện năng (E) của hệ thống biến tần (đối với thiết bị AC), bạn cần thực hiện hiệu chỉnh (nhân mức tiêu thụ trung bình với hệ số C để có tổng công suất).
Để vận hành các thiết bị điện khác - tủ lạnh, bàn ủi, quạt, bếp điện, v.v. - bạn sẽ cần một hệ thống lớn hơn và đắt tiền hơn. Vì các hệ thống này không tuân theo các tiêu chuẩn thống nhất mà phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của người tiêu dùng nên việc tính toán phải được thực hiện bởi chuyên gia. Thứ hai, bạn cần đánh giá xem một số thiết bị điện được sử dụng bao nhiêu thời gian trong ngày. Ví dụ, bóng đèn trong phòng khách sáng 10 giờ mỗi ngày nhưng trong phòng đựng thức ăn chỉ sáng 10 phút. Ghi lại thông tin này vào cột thứ hai trong bảng sau. Sau đó tạo cột thứ ba trong đó bạn nhập nhu cầu năng lượng hàng ngày của mình. Để xác định, bạn cần nhân công suất của thiết bị với thời gian hoạt động của thiết bị, ví dụ: 27 W x 4 giờ = 108 Wh. Viết số kết quả vào cột thứ ba - đây là tổng mức tiêu thụ năng lượng của bạn mỗi ngày.
Tiếp theo, bạn cần xác định lượng năng lượng mặt trời có thể sử dụng được trong một khu vực nhất định. Dữ liệu này thường có thể được lấy từ nhà cung cấp tấm pin mặt trời hoặc trạm thời tiết tại địa phương của bạn. Điều quan trọng là phải xem xét hai yếu tố: bức xạ mặt trời trung bình hàng năm, cũng như giá trị trung bình hàng tháng của nó trong điều kiện thời tiết xấu nhất (xem thông tin chung trong chương "Bức xạ mặt trời"). Với giá trị đầu tiên, hệ thống quang điện có thể được điều chỉnh theo bức xạ mặt trời trung bình hàng năm, nghĩa là một số tháng sẽ có nhiều năng lượng hơn mức cần thiết và những tháng khác sẽ ít hơn. Nếu bạn đi theo con số thứ hai, bạn sẽ luôn có ít nhất đủ năng lượng để đáp ứng nhu cầu của mình, ngoại trừ trong thời gian thời tiết xấu kéo dài. Bây giờ bạn có thể tính toán công suất định mức của mô-đun quang điện. Nhân mức tiêu thụ năng lượng (Wh mỗi ngày) với hệ số 1,7 để điều chỉnh tổn thất năng lượng trong hệ thống, sau đó chia cho bức xạ mặt trời (Wh mỗi ngày), ví dụ: 280 (Wh/ngày) x 1,7/5 (Wh /ngày) = 96,2 W. Thật không may, việc lựa chọn xếp hạng công suất mô-đun PV bị hạn chế. Sử dụng mô-đun 50 W, bạn có thể xây dựng một máy phát điện có công suất 50 W, 100 W, 150 W, v.v. Nếu yêu cầu về năng lượng là 95 W thì hệ thống hai mô-đun sẽ đáp ứng tốt nhất. Nếu tổng công suất của các mô-đun khác nhiều so với giá trị tính toán của bạn, bạn sẽ phải sử dụng máy phát điện không đủ mạnh hoặc quá mạnh. Trong trường hợp đầu tiên, pin ảnh sẽ không thể đáp ứng tổng nhu cầu năng lượng. Bạn có quyền quyết định xem bạn có hài lòng với việc cung cấp một phần nhu cầu của mình hay không. Trong trường hợp thứ hai, bạn sẽ có điện dư thừa. Việc xác định kích thước của pin phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng và số lượng mô-đun quang điện. Trong ví dụ đã cho, dung lượng pin tối thiểu sẽ là 60 ampe-giờ (Ah) và dung lượng pin tối ưu sẽ là 100 Ah. Một loại pin như vậy sẽ có thể lưu trữ 1200 Wh ở điện áp 12 V. Điều này đủ để cung cấp điện trong trường hợp mô tả ở trên, khi mức tiêu thụ năng lượng hàng ngày là 280 Wh. Áp suất không đổi Trước đây, hầu hết tất cả các hệ thống quang điện đều sử dụng điện áp không đổi 12 V. Các thiết bị 12 V được cấp nguồn trực tiếp từ pin đã được sử dụng rộng rãi. Giờ đây, với sự ra đời của các bộ biến tần hiệu quả và đáng tin cậy, ắc quy ngày càng sử dụng điện áp 24V. Hiện nay, điện áp của hệ thống điện được xác định bởi năng lượng đầu vào hàng ngày trong ngày. Các hệ thống sản xuất và tiêu thụ ít hơn 2000 Wh mỗi ngày tốt nhất nên kết hợp với 12 V. Các hệ thống sản xuất 2000-6000 Wh mỗi ngày thường sử dụng 24 V. Các hệ thống sản xuất hơn 6000 Wh mỗi ngày, sử dụng 48 V. Điện áp đường dây là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng tới biến tần, bộ điều khiển, bộ sạc và hệ thống dây điện. Một khi bạn mua tất cả các thành phần này, chúng rất khó thay thế. Một số thành phần hệ thống, chẳng hạn như mô-đun PV, có thể được chuyển từ 12 V sang điện áp cao hơn, trong khi các thành phần khác - bộ biến tần, hệ thống dây điện và bộ điều khiển - được thiết kế cho một điện áp cụ thể và chỉ có thể hoạt động trong phạm vi điện áp đó. Pin Pin lưu trữ năng lượng được tạo ra bởi mô-đun năng lượng mặt trời. Pin bù đắp trong thời gian thời tiết xấu hoặc tiêu thụ năng lượng quá cao (lưu trữ trung hạn). Loại pin được sử dụng phổ biến nhất là pin ô tô, có giá cả phải chăng và có sẵn trên toàn thế giới. Tuy nhiên, chúng được thiết kế để truyền dòng điện lớn trong thời gian ngắn. Chúng không chịu được chu kỳ phóng điện dài điển hình của các hệ mặt trời. Ngành công nghiệp sản xuất cái gọi là. pin năng lượng mặt trời đáp ứng các yêu cầu này. Tính năng chính của chúng là độ nhạy thấp khi vận hành ở chế độ tuần hoàn. Thật không may, chỉ có một số nước đang phát triển sản xuất loại pin như vậy và pin nhập khẩu có giá cực kỳ đắt do chi phí vận chuyển và thuế hải quan. Trong tình huống như vậy, bạn có thể sử dụng ắc quy xe tải mạnh mẽ - đây là một lựa chọn hợp lý hơn, mặc dù chúng sẽ phải thay pin thường xuyên hơn. Đối với một hệ thống quang điện lớn, dung lượng của một pin có thể không đủ. Sau đó, bạn có thể kết nối song song nhiều pin, kết nối tất cả các cực dương và tất cả các cực âm với nhau. Để kết nối, bạn cần sử dụng dây đồng dày, tốt nhất không dài quá 30 cm, khi sạc pin sẽ phát ra khí có khả năng gây nổ. Vì vậy, bạn cần cẩn thận với ngọn lửa mở. Tuy nhiên, lượng khí thải là không đáng kể, đặc biệt nếu sử dụng bộ điều chỉnh điện tích; vì vậy rủi ro không lớn hơn rủi ro thường gặp khi sử dụng pin trên ô tô. Tuy nhiên, pin cần được thông gió tốt. Vì vậy, bạn không nên che đậy và giấu chúng trong hộp. Dung lượng pin được biểu thị bằng ampe giờ. Ví dụ: ắc quy 100Ah 12V có thể lưu trữ 1200Wh (12V x 100Ah). Tuy nhiên, dung lượng còn phụ thuộc vào thời gian của quá trình sạc hoặc xả. Thời gian sạc lại được biểu thị bằng chỉ số công suất C, ví dụ: "C100" trong 100 giờ. Lưu ý rằng các nhà sản xuất có thể sản xuất pin cho các chu kỳ cơ sở khác nhau. Khi lưu trữ năng lượng trong pin, một lượng năng lượng nhất định sẽ bị mất trong quá trình lưu trữ. Pin ô tô có hiệu suất khoảng 75%, trong khi pin năng lượng mặt trời hoạt động tốt hơn một chút. Một phần dung lượng của pin sẽ bị mất sau mỗi chu kỳ sạc-xả cho đến khi pin yếu đến mức phải thay pin. Pin năng lượng mặt trời có tuổi thọ cao hơn pin ô tô công suất cao, có tuổi thọ từ 2-3 năm. Kích thước pin Điều quan trọng là pin có kích thước để lưu trữ năng lượng trong ít nhất 4 ngày. Hãy tưởng tượng một hệ thống tiêu thụ 2480 Wh mỗi ngày. Chia con số này cho điện áp 12 volt, chúng ta nhận được mức tiêu thụ hàng ngày là 206 Ah. Vậy 4 ngày dự trữ bằng: 4 ngày x 206 Ah mỗi ngày, bằng 824 Ah. Nếu sử dụng pin chì thì phải cộng thêm 20% vào con số này để pin không bao giờ cạn kiệt. Điều này có nghĩa là dung lượng pin axit chì lý tưởng của chúng tôi là 989 Ah. Nếu sử dụng pin cadmium-niken hoặc sắt-niken thì không cần thêm 20% công suất, vì Pin kiềm không bị tổn hại khi xả hết thường xuyên. Bộ điều chỉnh phí Pin sẽ chỉ tồn tại được vài năm nếu được sử dụng cùng với bộ điều chỉnh sạc chất lượng để bảo vệ pin khỏi sạc quá mức và xả sâu. Nếu pin được sạc đầy, bộ điều chỉnh sẽ giảm mức dòng điện do mô-đun năng lượng mặt trời tạo ra xuống giá trị bù cho lượng điện tích bị mất tự nhiên. Ngược lại, bộ điều chỉnh sẽ ngắt nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị tiêu thụ khi pin xả đến mức tới hạn. Như vậy, việc mất điện đột ngột có thể không phải do hệ thống gặp sự cố mà là do cơ chế bảo vệ này gây ra. Bộ điều chỉnh sạc là các thiết bị điện tử cũng có thể bị hỏng do trục trặc hoặc xử lý hệ thống không đúng cách. Các mẫu cao cấp hơn được trang bị cầu chì để tránh làm hỏng bộ điều chỉnh và các thành phần hệ thống khác. Trong số đó có cầu chì chống đoản mạch và thay đổi cực tính (khi các cực +/- bị đảo ngược), một diode chặn giúp ngăn pin xả vào ban đêm. Nhiều model được trang bị đèn LED cho biết trạng thái hoạt động và sự cố của hệ thống. Một số kiểu máy thậm chí còn cho biết mức sạc pin, mặc dù rất khó xác định chính xác. Biến tần Biến tần chuyển đổi dòng điện một chiều điện áp thấp thành dòng điện xoay chiều tiêu chuẩn (120 hoặc 240 V, 50 hoặc 60 Hz). Bộ biến tần có công suất từ 250 watt (giá khoảng 300 USD) đến hơn 8000 watt (khoảng 6 USD). Điện được sản xuất bởi bộ biến tần sóng hình sin hiện đại có chất lượng tốt hơn điện được cung cấp cho nhà bạn từ lưới điện địa phương. Ngoài ra còn có các bộ biến tần sóng hình sin được "sửa đổi" - chúng không đắt bằng nhưng vẫn phù hợp với hầu hết các ứng dụng gia đình. Chúng có thể gây nhiễu nhẹ hoặc "tiếng ồn" trong thiết bị điện tử và điện thoại. Một bộ biến tần có thể đóng vai trò như một “bộ đệm” giữa gia đình và lưới điện, cho phép bán lượng điện dư thừa vào lưới điện. Cáp Cách tốt nhất để tránh những tổn thất không đáng có là sử dụng dây cáp điện phù hợp và kết nối đúng cách với các thiết bị. Cáp nên càng ngắn càng tốt. Dây kết nối các thiết bị khác nhau phải có tiết diện ít nhất là 1,6 mm2. Để đảm bảo điện áp rơi không vượt quá 3%, cáp giữa mô-đun năng lượng mặt trời và pin phải có tiết diện 0,35 mm2 (hệ thống 12 volt) hoặc 0,17 mm2 (24 V) trên 1 mét trên mỗi mô-đun. Nghĩa là, cáp dài 10 m cho hai mô-đun không được mỏng hơn: 10 x 2 x 0,35 mm2 = 7 mm2. Vì cáp lớn hơn 10 mm2 rất khó xử lý và thậm chí còn khó tìm hơn nên đôi khi bạn phải chấp nhận tổn thất cao hơn. Nếu một phần cáp chạy ngoài trời thì phải chịu được điều kiện thời tiết xấu. Khả năng chống bức xạ cực tím của nó cũng rất quan trọng. Thiết bị theo dõi mặt trời Các mô-đun quang điện hoạt động tốt nhất khi các tế bào quang điện được đặt vuông góc với tia nắng mặt trời. Theo dõi năng lượng mặt trời có thể tăng sản lượng năng lượng hàng năm lên 10% vào mùa đông và 40% vào mùa hè so với mô-đun PV cố định. “Theo dõi” được thực hiện bằng cách gắn mô-đun năng lượng mặt trời trên một bệ chuyển động quay phía sau Mặt trời. Bước đầu tiên là cân nhắc lợi ích của năng lượng bổ sung thu được từ việc theo dõi năng lượng mặt trời so với chi phí lắp đặt và bảo trì hệ thống theo dõi. Thiết bị theo dõi không hề rẻ. Ở nhiều quốc gia, việc lắp đặt theo dõi năng lượng mặt trời cho ít hơn tám tấm pin mặt trời là không có ý nghĩa kinh tế (ví dụ ở Hoa Kỳ). Với tám mô-đun PV, chúng ta sẽ nhận được nhiều năng lượng hơn nếu chi tiền cho nhiều tấm pin hơn thay vì lắp đặt hệ thống theo dõi. Chỉ với tám tấm trở lên, thiết bị theo dõi sẽ tự trả tiền. Có những trường hợp ngoại lệ đối với quy tắc này: ví dụ: khi các tấm quang điện cung cấp năng lượng trực tiếp cho máy bơm nước mà không cần pin thì việc theo dõi năng lượng mặt trời sẽ có lợi cho hai hoặc nhiều mô-đun. Điều này là do các đặc tính kỹ thuật, chẳng hạn như điện áp tối đa cần thiết để cấp nguồn cho động cơ máy bơm. Đèn Do hiệu suất cao và tuổi thọ dài, đèn tiết kiệm năng lượng được khuyến khích sử dụng trong hệ thống quang điện. Đèn huỳnh quang hoặc đèn huỳnh quang compact mới (CFL) phù hợp cho nhiều ứng dụng. Đèn CFL 18 watt thay thế bóng đèn sợi đốt 100 watt truyền thống. Nếu những đèn này được cấp nguồn bằng hệ thống DC, chúng cần có chấn lưu điện tử. Chất lượng của dằn có thể rất khác nhau, thậm chí không đạt yêu cầu. Chấn lưu chất lượng thấp sẽ kéo theo chi phí bổ sung cho việc thay thế đèn liên tục. Chấn lưu phải hoạt động hiệu quả, cung cấp số lần khởi động lớn, đánh lửa đáng tin cậy ở nhiệt độ thấp và điện áp thấp (10,5 V), cũng như bảo vệ chống đoản mạch, mạch hở, thay đổi cực và nhiễu sóng vô tuyến. Mặc dù hầu hết các đèn huỳnh quang compact chỉ hoạt động bằng dòng điện xoay chiều, một số công ty cung cấp đèn chạy bằng dòng điện một chiều. Tuổi thọ sử dụng và giá thành phần Một yếu tố rất quan trọng trong phân tích kinh tế là tuổi thọ của hệ thống quang điện. Tuổi thọ sử dụng của các bộ phận cung cấp năng lượng mặt trời khác nhau được tính toán dựa trên kinh nghiệm thu được trong những năm qua.
Dữ liệu gần đúng để tính giá cho một số thành phần:
Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Loa nghe nhạc LG XBoom XL7 và XL5 ▪ Từ trường ổn định mạnh mẽ nhất ▪ Camera hành động Osmo Action 4 Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần trang web đèn LED. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Vale of khóc. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Tinh tinh săn ai bằng giáo gỗ? đáp án chi tiết ▪ bài xà phòng quillaia. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Vật liệu sản xuất anten. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |