Energie solară pentru casă

Cum funcționează centralele solare pentru casă. Sfaturi pentru alegerea unui circuit și a componentelor

Sursele alternative de electricitate sunt din ce în ce mai interesate de proprietarii de case. Sunt atrași de costul redus al utilizării energiei solare. Însă introducerea în masă a dispozitivelor care operează din fluxul de lumină solară este limitată de costul ridicat al echipamentelor și de complexitatea selectării și instalării sale.

De fapt, să te asamblezi cu propriile mâini și să operezi o centrală solară este în puterea unui stăpân de acasă, chiar și a unui student senior. Pentru a face acest lucru:

• familiarizați-vă cu principiile schemei,

• să determine sarcinile echipamentului,

• alegeți cele mai potrivite echipamente pentru stații,

• efectuați instalarea mecanică a tuturor elementelor,

• asamblați un circuit electric

• verificați performanța și operați în mod competent.

Numeroase experimente practice ne permit să recomandăm o schemă universală pentru rezolvarea problemelor unei centrale solare pentru locuință.

Schema tipică a unei centrale electrice de acasă cu baterie solară (faceți clic pe imagine pentru a mări):

Include:

• modul solar bazat pe celule foto individuale,

• controler,

• baterii de stocare a energiei electrice,

• invertor.

Ar trebui să se înțeleagă bine că într-o centrală solară rolul panourilor solare nu este în alimentarea directă a consumatorilor de energie electrică (deși în anumite situații acest lucru este justificat: ceasuri, calculatoare și dispozitive similare), ci în furnizarea unei încărcări pentru funcționarea bateriilor unui circuit care:

• primiți energie electrică de la module solare,

• acumulați-l și transmiteți-le consumatorilor.

Problema creării unei stații de domiciliu ar trebui să înceapă prin determinarea sarcinii sale. Pentru a face acest lucru, trebuie să analizăm toți consumatorii care vor lucra din energia soarelui. Ele sunt împărțite în două clase principale:

• dispozitive care funcționează pe AC 220 V,

• echipamente electronice și informatice, care funcționează de la o tensiune continuă de 12 / 24V.

Motoarele electrice ale frigiderelor, mașinile de spălat, aspiratoarele și alte dispozitive funcționează numai din rețeaua ~ 220V / 50Hz. Acestea vor trebui conectate printr-un dispozitiv care formează armonice sinusoidale cu caracteristicile necesare de la puterea constantă a bateriilor. Acest dispozitiv se numește invertor.

Modul de funcționare și cum se selectează pentru anumite încărcări este subiectul unui articol separat. Și acum este important să înțelegem că puterea de ieșire a invertorului selectat trebuie să asigure funcționarea fiabilă a tuturor consumatorilor conectați la acesta și chiar să aibă o marjă mică.

Pentru a economisi, funcționarea alternativă a consumatorilor de curent alternativ este destul de acceptabilă. De acord că uneori nu este necesar să porniți aspiratorul de spălare pentru a încălzi apa în timp ce mașina de spălat funcționează. Este înțelept să așteptați până la spălarea, apoi să luați un aspirator. Acest lucru va reduce semnificativ sarcina pe invertor.

Tranziția la utilizarea unei centrale solare în casă trebuie combinată cu înlocuirea dispozitivelor de rețea de iluminat. Nu are sens să cheltuiți energia invertorului pentru încălzirea filamentelor lămpilor incandescente. Acestea trebuie abandonate imediat sau, în cazuri extreme, trebuie să treacă la lămpi de economisire a energiei care funcționează la tensiune = 24 / 12V.

Acest lucru vă va economisi de la pierderea de energie, deoarece, ca și restul echipamentelor electronice și computerizate, pot fi alimentate direct de la tensiunea constantă a bateriilor de stocare.

Vedeți ce se întâmplă: circuitul electronic, de exemplu, al unui laptop este alimentat de la baterie = 12V.

Pentru reîncărcare, se utilizează o sursă de alimentare, care transformă o tensiune alternativă de ~ 220V / 50Hz la o valoare de = 19V.

12 volți este suficient pentru acest laptop. Mai mult, este în general posibil să scoateți bateria din ea și să o alimentați direct din bateriile de stocare (baterie). Cu această metodă, se creează aproximativ 40% din economia de energie în comparație cu metoda de conversie dublă de către un invertor și apoi o unitate de alimentare.

De ce încarcă suplimentar designul creat cu dispozitive inutile, încălzind în mod semnificativ aerul din jur cu dispozitive electronice complexe? Schema de alimentare a fiecărui asistent gospodăresc trebuie să fie bine gândită și într-un mod similar pentru a simplifica alimentarea sa. Acest lucru va necesita costuri foarte mici:

• bucăți de sârmă

• adaptoare standard.

În concluzia acestei lucrări, nu va fi dificil să calculați puterea de ieșire necesară a invertorului, iar din ea este deja posibil să selectați modelul potrivit pentru achiziție.

Acum este timpul să vă decideți despre bateriile de stocare pentru centrala solară de acasă. Normele de alegere ale acestora și principalele caracteristici nu sunt luate în considerare aici - acesta este un subiect separat voluminos, care va fi discutat în detaliu într-un alt articol.

Și acum ne vom concentra pe faptul că aceste baterii ar trebui să alimenteze în mod fiabil ambele grupuri de consumatori, pe care le-am examinat pe scurt. Tot aici, ar trebui să respectăm ordinea de funcționare a dispozitivelor și să avem un fel de rezervă.

După ce ați decis sarcina bateriilor (capacitatea lor și tensiunea totală de ieșire), puteți selecta modulele solare. Producția lor modernă produce un sortiment mare cu diferite metode de fabricație. Au caracteristici și capacități diferite.

Rețineți că modulele solare:

• conform tensiunii de ieșire trebuie să corespundă bateriilor de stocare,

• au putere capabilă să furnizeze un curent nominal de încărcare bateriilor care funcționează în condiții de iluminare medie.

Există un alt dispozitiv în acest circuit: controlerul. El lucrează ca intermediar între panourile solare și bateriile de stocare, reglementând procesul de încărcare.

Luați în considerare o diagramă de cablare simplificată pentru o centrală solară care funcționează fără controlere. Acest lucru este făcut astfel încât să aveți o înțelegere clară a scopului său.

O diagramă simplificată a unei centrale electrice de acasă cu o baterie solară (faceți clic pe imagine pentru a mări):

În acest circuit, controlerul este îndepărtat și în schimb funcționează o diodă obișnuită. De ce ai făcut asta?

Singura sarcină a controlorului este reîncărcarea bateriilor de stocare până la 14-14,5 V. Aceasta face acest lucru în moduri diferite și funcționează periodic:

• cu activitate solară crescută,

• lipsa consumului de energie electrică (bateriile nu alimentează nimic - nu este nevoie de încărcare),

• capacitatea scăzută a bateriei atunci când nu pot face față sarcinii și o parte a energiei consumatorilor provine de la module solare.

Încărcarea completă a bateriei este realizată de controlerul MRPT, care scanează punctul cu puterea maximă de revenire a bateriei solare (vezi Cum sunt aranjate și funcționate panourile solare?). Acesta este cel mai de încredere, dar scump. Alte modele, în special evoluțiile On / Off, pot fi înlocuite cu o diodă de putere.

El nu va permite curgerea bateriilor de la baterii la bateria solară în întuneric, împiedică descărcarea lor. Cu această metodă, nu este recomandat să părăsiți centrala solară fără încărcare mult timp: bateriile vor fi reîncărcate fără nicio restricție și trebuie să asigurăm un echilibru între încărcare și consumul de energie. În acest caz, este posibil să excludeți o parte din bateria solară de la locul de muncă sau să schimbați suplimentar o încărcare constantă: ventilație, încălzire, lămpi ...

Utilizarea unei diode cu respingerea controlerului reduce costul circuitului, dar necesită o monitorizare mai atentă și ajustări manuale ale lucrării.

În concluzie, acordați atenție celui mai important lucru în crearea proiectării: toate elementele sistemului de energie solară de acasă funcționează într-un complex și, prin urmare, ar trebui să fie bine selectate și echilibrate între ei și consumatori.

Următoarele articole vor discuta dispozitivul și principiul funcționării controlerelor, invertoarelor și bateriilor pentru centralele solare de acasă.

Vezi și: Baterii solare: modul de ridicare, funcționare și restaurare a plăcilor (desulfat)