İnvertörü güneş panellerine bağlama yöntemi. Güneş pilinin montajı ve bağlantısı. Yaygın hatalardan nasıl kaçınılır

Güneş panellerine dayalı alternatif bir enerji kaynağı, bağımsız bir güç kaynağı düzenlemek için mükemmel bir seçenektir. Sadece sıcak günlerde değil bulutlu havalarda da yüksek enerji verimliliği sağlayacaktır. Evde böyle bir cihazın olması güzel olurdu değil mi?

Bunu yapmak için teknik bileşenleri doğru seçmeniz ve kurulumu yapmanız yeterlidir. Güneş panellerini bağlama şemalarını ve yöntemlerini bilen herkes bunu yapabilir. Size "yeşil enerjiyi" ev ekipmanlarına güç sağlamak için gereken elektriğe dönüştüren verimli bir sistemin nasıl kurulacağını anlatacağız.

Ayrıca güneş panellerinin kurulacağı yerin nasıl seçileceğini ve bunları sabit bir elektrik ağıyla nasıl birleştireceğinizi öğreneceksiniz. Yararlı ipuçları ve önemli öneriler, ev ustalarına etkili yardım sağlayacaktır. Anlaşılmasını kolaylaştırmak için tematik fotoğraflar, diyagramlar ve videolar sağlanmıştır.

Güneş panellerini kendiniz bağlamayı planlarken sistemin hangi unsurlardan oluştuğuna dair bir fikre sahip olmanız gerekir.

Güneş panelleri temel amacı güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek olan bir setten oluşur. Sistemin mevcut gücü ışığın yoğunluğuna bağlıdır: radyasyon ne kadar parlaksa üretilen akım da o kadar büyük olur.

Güneş modülüne ek olarak, böyle bir enerji santralinin cihazı fotoelektrik dönüştürücüler - bir kontrolör ve bir invertör ile bunlara bağlı piller içerir.

Sistemin ana yapısal unsurları şunlardır:

• Güneş pili– Güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürür.
• Pil– üretilen elektriği biriktiren kimyasal bir akım kaynağı.
• Şarj kontrol cihazı– akü voltajını izler.
• Çevirici Akünün doğrudan elektrik voltajını, aydınlatma sisteminin çalışması ve ev aletlerinin çalışması için gerekli olan alternatif 220V'a dönüştüren.
• Devre kesiciler Sistemin tüm elemanları arasına monte edilen ve sistemi kısa devrelerden koruyan.
• MC4 standart konnektör seti.

Kontrolörün ana amacına ek olarak - pillerin voltajını izlemek için, cihaz gerektiğinde belirli elemanları kapatır. Gündüz akü terminallerindeki gösterge şarj olduğunu gösteren 14 volta ulaşırsa kontrol cihazı şarjı keser.

Geceleri akü voltaj göstergesi 11 Volt gibi son derece düşük bir seviyeye ulaştığında kontrolör santralin çalışmasını durdurur.

Panelleri kurmak için en iyi yer neresidir?

Güneş pilini takmadan ve bağlamadan önce yapılacak ilk şey, ünitenin konumuna karar vermektir.

Çok yönlü elemanların bağlanması

Güneş panellerinin montajında ​​seri şema uygulandığında, cihazların verimliliğini düşürmemek için ortak devrenin tüm panelleri aynı açıda ve aynı düzlemde yerleştirilmelidir.

Panellerin farklı düzlemlerde bulunması, en yakın veya daha aydınlatılmış olanın, biraz daha uzakta bulunanlara göre daha güçlü çalışmasına neden olabilir.

Bu, yakın panelin elektrik üreteceği ve bunun bir kısmının uzak panelleri ısıtmaya gideceği anlamına geliyor. Bunun nedeni de akımın en az dirençli yoldan akması gerçeğinde yatmaktadır. Kayıpları en aza indirmek için her panel için ayrı bir kontrol cihazı kullanmak daha iyidir.

Kontrol cihazını kullanırken temel gereksinimler, bağlı panellerin 1 kW'ın üzerindeki gücü ve piller arasındaki mesafenin yeterince büyük olmasıdır.

Kesme diyotları takarak da sorunu çözebilirsiniz. Plakaların arasına yerleştirilirler. Bu sayede maksimum güç veren plakalar aşırı ısınmaz.

Sistemin düşük voltajlı kısmının bağlantılarındaki ve kabloların kendisindeki voltaj düşüşü de önemlidir.

İletilen güç ile tel kesiti arasındaki tutarsızlık tablosu, güçlü yangın ısınma riskinin bulunduğu parametreleri kırmızıyla gösterir

Bunun bir örneği, 4 mm2 kesitli bir metre kablo üzerinde 80A (voltaj 12 V) akım geçtiğinde değerlerin %3,19 oranında düşmesi yani 30,6 W olmasıdır. Büküm etkinleştirildiğinde voltaj düşüşü 0,1 ila 0,3 V arasında değişebilir.

Güneş enerjisi ve sabit şebeke kombinasyonu

Donanımlı bir merkezi sabit ağ ile güneşten gelen elektriği paralel olarak kullanmayı planlarken, bağlantı şeması biraz farklı yapılır. Ve bu kararın ana nedeni, özel tüketicinin kalan enerjiyi "boşaltma" fırsatına sahip olmamasıdır.

Bu da bir saniyeye kadar süren voltaj dalgalanmalarına neden olabilir.

Güneş elektriğini sabit bir merkezi ağ ile birleştirirken aynı kurala göre yönlendirilirler: ne kadar çok kaynak bağlanırsa şema o kadar karmaşık hale gelir.

Yukarıdaki diyagrama göre helio alanından gelen voltaj ilk önce aküye yönlendirilir ve oradan yüke iletilir.

Bu kurulum seçeneğini tasarlarken iki tür yükü dikkate almakta fayda vardır:

• rezerve edilemez– evdeki ışık, ev aletleri vb.;
• rezerve– acil durum aydınlatması, buzdolabı, elektrikli kazan.

Unutmayın: Pil kapasitesi ne kadar büyük olursa, yedek elektrikli cihazlar otonom modda o kadar uzun süre çalışır.

Ağa enerji üretmenin bu yöntemini seçerken, yerel elektrik şebekelerinden izin almak zorunda kalacağınız gerçeğine hazırlıklı olun.

Yerel elektrik şebekeleri, kalitesi bazen merkezi ağdakinden daha yüksek olan voltaj üretmelerine rağmen, elektrik sayacının ters yönde dönmesine izin vermez.

Bu nedenle şemaya göre solar invertörler ağdaki voltaj kesildiğinde çalışmayı durdurur. Ve yedek yük aküden "güçlendirilmeye" başlar.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Video #1. Fabrika standardı bir sistemin montajı ve kurulumuna bir örnek:

2. video. Paneller doğru şekilde nasıl kurulur:

Birkaç paneli sistemin diğer elemanlarına bağlama sürecinde karmaşık bir şey yoktur. Ancak acemi bir usta için süreç zorlaşabilir. Bu nedenle hesaplama ve kurulum becerileri konusunda deneyiminiz yoksa gerekli bilgiye sahip bir uzmana başvurmalısınız.

Yazlık eviniz veya kır eviniz için kendi güneş enerjisi santralinizi nasıl kurduğunuzu bize anlatmak ister misiniz? Belki de makalede anlatılmayan sürecin inceliklerini biliyorsunuzdur? Lütfen aşağıdaki bloğa yorumlarınızı yazın, sorular sorun, yazının konusuyla ilgili görüşlerinizi ve fotoğraflarınızı paylaşın.

Şu anda Rusya alternatif enerji pazarında iki tür güneş paneli daha yaygındır: monokristal ve polikristal. Monokristal piller, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmede polikristal pillere göre daha verimlidir. Üstelik maliyetleri de polikristalin pillerin maliyetinden daha yüksektir. Bunun nedeni daha karmaşık ve pahalı bir üretim sürecidir.

Güneş paneli seçerken ortaya çıkan bir diğer önemli soru ise üreticisidir. Elbette güneş panellerinin çoğu Çin'de üretiliyor. Avrupa ve Rusya üretimi piller de var. Çin pilleri çoğunlukla Avrupalı ​​ve Rus muadillerinden çok daha ucuzdur, ancak aralarında düşük kaliteli kopyalar daha yaygındır. Buna rağmen Çinli Suoyang firmasının güneş panellerini tercih ettik. Mühendislerimizin Çin'deki Suoyang üretim tesisini ziyaret ederek kişisel olarak doğrulayabildikleri, oldukça makul bir fiyata yüksek kaliteli bir ürün olduklarını kanıtladılar.

Güneş panellerinin türüne ve üreticisine karar verdiyseniz artık ihtiyaçlarınıza uygun güneş modüllerinin gücünü doğru hesaplamanız gerekiyor. her şey ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Güneş panellerinin gerekli gücünü bilerek gerekli sayıyı belirlemek kolaydır.

Nasıl kurulur?

Bir yer seçerek başlayalım. Güneş panelleri bir kır evinin çatısının hemen hemen her yerine, evin yanındaki arsaya ve hatta bir apartmanın balkonuna kurulabilir. Önemli olan, maksimum elektrik üretimi elde etmek için temel koşulların karşılanmasıdır. Bu, ufka ve yönelime göre eğim açısıdır.

Güneş panellerinin ışığı soğuran yüzeyi güneye doğru yönlendirilmelidir. Güneş ışınlarının güneş pili yüzeyine mümkün olduğu kadar uzun süre 90° açıyla düşmesi durumunda ideal koşullar karşılanır. Maksimum elektrik tüketiminin tahmin edildiği yılın zamanını dikkate alarak bölgeniz için en uygun eğim açısını seçin. Her bölge için optimum eğim açısı ayrı ayrı belirlenir. Örneğin, Moskova bölgesi için yazın en uygun eğim açısı 15 o -20 o, kışın ise 60 o -70 o'dur. Güneş panellerinizden en iyi şekilde yararlanmak için eğim açısını yılda en az iki kez değiştirmeniz önerilir.

Seri bağlanırken verimin düşmesini önlemek için zincirdeki tüm panellerin aynı düzlemde, aynı açıda konumlandırılması gerekir.

Güneş panellerini çatıya değil evinizin yakınındaki alana kurmaya karar verirseniz, onları yerden en az 50 cm yükseltmeyi unutmayın (kışın çok kar yağması durumunda).

Güneş panelleri ve gölge

En ufak bir gölge bile güneş panellerinin elektrik üretimini olumsuz etkiliyor. Bu nedenle güneş paneli dizisinin gölgeye maruz kalmayacak yerlere yerleştirilmesi tavsiye edilir. Yıl boyunca gölge konumunu değiştirir, kurulum sırasında bunu dikkate alın. Güneş panellerini ilave camla kaplamamaya çalışın; bu, camın görünür şeffaflığına rağmen panelin verimliliğini yaklaşık %30 azaltır.

Pirinç. 1. Işık yansıması

Güneş panellerinin havalandırması

Güneş panellerinin alt tarafını birbirine yakın monte etmeyiniz, panel ile montaj düzlemi arasında hava sirkülasyonu için mesafe bırakılmalıdır. Güneş panellerinin alt yüzeyinin uygun şekilde havalandırılması fazla ısının dağılmasını sağlar ve bu da panellerin verimliliğini olumsuz etkiler.

Güvenilir bir sabitleme sağlamak için güneş panellerinin en az dört noktadan sabitlenmesi gerekir. Alüminyum montaj çerçevesi uzun taraftan sabitlemek için tasarlanmıştır; sabitleme için kısa tarafı kullanmayın.

Pirinç. 2. Güneş panellerinin montajı

Güneş panellerini takmanın birkaç yolu vardır, bunlardan başlıcaları: çerçevenin altındaki deliklerden cıvatalı bağlantı kullanmak ve kullanmak. Sabitlemek için yalnızca panel çerçevesindeki özel olarak sağlanan delikleri kullanın. Güneş panellerinin garantisi, ilave panellerin delinmesi durumunda sona erer; delikler açmanın yanı sıra tasarımda değişiklikler yapmak. Güneş panellerini monte etmek için korozyona dayanıklı malzemelerden yapılmış dayanıklı bağlantı elemanları kullanın.

Güneş panellerinin bağlanması

Dahili bağlantı kabloları UV ışınlarına dayanıklıdır. Tel kesiti 4 mm2'dir. Hermetik olarak yalıtılmış bir bağlantı için tellerin uçlarında bulunur.

Pirinç. 3. MC4 standart konektörler

Güneş panellerini sisteme bağlamadan önce mutlaka elektrik kurulumunun doğru olduğunu kontrol edin. Polariteyi kontrol edin ve güneş panelinin açık devre voltajını ölçün; nominal değerden farklıysa yanlış bağlantı var demektir.

Güneş panellerini bağlarken diğer cihazların maksimum voltaj ve akım değerlerini aşmayın. İnvertör ve şarj kontrol cihazı üreticilerinin spesifikasyonlarına uyun.

Güneş paneli bağlantı kutusunu açmayın. Panellerde sisteme bağlanmak için gerekli tüm kablolar ve konektörler bulunur.

Bağlantı için, telin akımına ve uzunluğuna bağlı olarak kesiti 4 mm2'den az olmayan tek damarlı bakır tellerin kullanılması tavsiye edilir. Tel yalıtımı ultraviyole radyasyona dayanıklı olmalıdır. Ultraviyole radyasyona dayanıklı olmayan bir tel kullanıyorsanız, onu harici kurulum için tasarlanmış bir oluk içine yerleştirdiğinizden emin olun. Kabloları doğrudan güneş ışığından uzak tutmaya çalışın. Güneş panellerini bağlamak için yalnızca MC4 standardındaki özel konektörleri kullanın. Tel ile konektör arasındaki bağlantı, özel bir sıkma aleti veya lehimleme kullanılarak gerçekleştirilir.

Küçük bir güneş enerjisi santrali nasıl inşa edilir

Küçük bir güneş enerjisi santrali kurmak için ihtiyacınız olacak:

1. Güneş pili;
2. Şarj kontrol cihazı;
3. Pil (iç mekana kurmayı planlıyorsanız tercihen kapalı);
4. Elektrik voltajını 12V'tan 220V'a dönüştürmek için invertör;
5. Kısa devre koruması için sigortalar (tercih edilir);
6. Güneş pilini kontrol ünitesine bağlamak için MC4 konnektör seti.

Aşağıda küçük bir güneş enerjisi santralinin diyagramı bulunmaktadır.

Alternatif enerji daha erişilebilir hale geliyor. Bu makale size yerel güneş enerjisi, güneş pili ve panel türleri, güneş enerjisi çiftlikleri kurma ilkeleri ve ekonomik fizibilite hakkında tam bir anlayış sağlayacaktır.

Orta enlemlerde güneş enerjisinin özellikleri

Orta enlemlerde yaşayanlar için alternatif enerji oldukça caziptir. Kuzey enlemlerinde bile yıllık ortalama günlük radyasyon dozu 2,3-2,6 kWh/m2'dir. Güneye ne kadar yakınsa bu rakam o kadar yüksek olur. Örneğin Yakutsk'ta güneş radyasyonunun yoğunluğu 2,96, Habarovsk'ta ise 3,69 kWh/m2'dir. Aralık ayındaki göstergeler yıllık ortalamanın %7 ila %20'si arasında değişirken, Haziran ve Temmuz aylarında iki katına çıkıyor.

Güneş ışınımı yoğunluğunun en düşük olduğu bölge olan Arkhangelsk için güneş panellerinin verimliliğinin hesaplanmasına bir örnek:

• Q, bölgedeki ortalama yıllık güneş radyasyonu miktarıdır (2,29 kWh/m2);
• Kapalı - kolektör yüzeyinin güney yönünden sapma katsayısı (ortalama değer: 1,05);
• P nom - güneş panelinin nominal gücü;
• Kpot - elektrik tesisatlarında kayıp katsayısı (0,85-0,98);
• Q, panelin test edildiği radyasyon yoğunluğudur (genellikle 1000 kWh/m2).

Son üç parametre panellerin pasaportunda belirtilmiştir. Böylece Arkhangelsk'te nominal gücü 0,245 kW olan KVAZAR panelleri çalışıyorsa ve elektrik tesisatındaki kayıplar% 7'yi geçmiyorsa, bir fotosel bloğu yaklaşık 550 Wh üretim sağlayacaktır. Buna göre nominal tüketimi 10 kWh olan bir nesne için yaklaşık 20 panele ihtiyaç duyulacaktır.

Ekonomik fizibilite

Güneş panellerinin geri ödeme süresinin hesaplanması kolaydır. Günde üretilen günlük enerji miktarını bir yıldaki gün sayısıyla çarpın ve panellerin elektrik kesintisi olmadan ömrü - 30 yıl. Yukarıda ele alınan elektrik tesisatı, gün ışığı saatlerinin uzunluğuna bağlı olarak günde ortalama 52 ila 100 kWh üretim kapasitesine sahiptir. Ortalama değer yaklaşık 64 kWh'dir. Yani santralin teorik olarak 30 yılda 700 bin kWh üretmesi gerekiyor. 3,87 ruble tek parça tarife ile. ve bir panelin maliyeti yaklaşık 15.000 ruble, maliyetler 4-5 yıl içinde kendini amorti edecek. Ancak gerçek daha sıradan.

Gerçek şu ki, güneş ışınımının Aralık değerleri, yıllık ortalamadan yaklaşık bir miktar daha azdır. Dolayısıyla santralin kışın tam otonom çalışması için yaz aylarına göre 7-8 kat daha fazla panele ihtiyaç duyuluyor. Bu, yatırımı önemli ölçüde artırır, ancak geri ödeme süresini azaltır. Bir "yeşil tarife" getirme ihtimali oldukça cesaret verici görünüyor, ancak bugün bile şebekeye elektrik tedariki için perakende tarifeden üç kat daha düşük bir toptan satış fiyatıyla bir anlaşma yapmak mümkün. Bu bile yazın üretilen elektriğin 7-8 katı fazlasını kârlı bir şekilde satmaya yetiyor.

Ana güneş paneli türleri

İki ana tip güneş paneli vardır.

Katı silikon güneş pilleri birinci nesil piller olarak kabul edilir ve en yaygın olanıdır: pazarın yaklaşık 3/4'ü. Bunların iki çeşidi vardır:

• monokristalin (siyah) yüksek verime (0,2-0,24) ve düşük fiyata sahiptir;
• polikristalin (koyu mavi) üretimi daha ucuzdur, ancak daha az verimlidir (0,12-0,18), ancak dağınık ışıkla verimlilikleri daha az azalır.

Yumuşak güneş pilleri film hücreleri olarak adlandırılır ve silikon birikiminden veya çok katmanlı bir bileşimden yapılır. Silikon elemanların üretimi daha ucuzdur, ancak verimlilikleri kristal olanlardan 2-3 kat daha düşüktür. Ancak dağınık ışıkta (alacakaranlık, bulutlu koşullar) kristal ışıktan daha etkilidirler.

Bazı kompozit film türlerinin verimliliği yaklaşık 0,2'dir ve katı elemanlardan çok daha pahalıdır. Güneş enerjisi santrallerinde kullanımları oldukça şüphelidir: film panelleri zamanla bozulmaya daha duyarlıdır. Ana uygulama alanları düşük enerji tüketimine sahip mobil enerji santralleridir.

Hibrit paneller, bir fotosel bloğuna ek olarak, suyu ısıtmak için bir kılcal boru sistemi olan bir toplayıcı da içerir. Avantajları sadece yerden tasarruf ve sıcak su temini imkanı değildir. Su soğutması nedeniyle fotoseller ısıtıldığında daha az performans kaybeder.

Masa. Üreticilerin incelemesi

Güneş enerjisi kompleksi için donatım

Piller çalışma sırasında 40 V'a kadar doğru akım üretir, bunu evsel amaçlarla kullanmak için bir takım dönüşümler gerekir. Aşağıdaki ekipman bundan sorumludur:

1. Pil paketi. Üretilen enerjiyi gece ve düşük yoğunluklu saatlerde kullanmanızı sağlar. Nominal gerilimi 12, 24 veya 48 V olan jel aküler kullanılır.
2. Şarj kontrolörleri optimum pil döngüsünü korur ve gerekli gücü güç tüketicilerine aktarır. Pil ve akümülatörlerin parametrelerine göre gerekli ekipman seçilir.
3. Gerilim invertörü, doğru akımı alternatif akıma dönüştürür ve bir dizi ek fonksiyona sahiptir. İlk olarak, invertör önceliği voltaj kaynağına ayarlar ve eğer güç yetersizse, başka bir kaynaktan gelen gücü “karıştırır”. Hibrit invertörler ayrıca üretilen fazla enerjiyi şehir şebekesine beslemenize de olanak tanır.

1 - güneş panelleri 12 V; 2 - güneş panelleri 24 V; 3 - şarj kontrolörü; 4 - akü 12 V; 5 - aydınlatma 12 V; 6 - invertör; 7—akıllı ev otomasyonu; 8 - akü bloğu 24 V; 9 - acil durum jeneratörü; 10 - ana tüketiciler 220 V

Ev kullanımı

Güneş panelleri kesinlikle herhangi bir amaç için kullanılabilir: alınan enerjinin telafisinden ve bireysel hatlara güç verilmesinden, ısıtma ve sıcak su temini de dahil olmak üzere enerji sisteminin tam özerkliğine kadar. İkinci durumda, enerji tasarrufu sağlayan teknolojilerin (geri kazanıcılar ve ısı pompaları) büyük ölçekli kullanımı önemli bir rol oynar.

Güneş enerjisinin karma kullanımı için invertörler kullanılır. Bu durumda güç, bireysel hatların veya sistemlerin çalışmasına yönlendirilebilir veya şehir elektriğinin kullanımını kısmen telafi edebilir. Verimli bir enerji sisteminin klasik bir örneği, bir pil bankasına sahip küçük bir güneş enerjisi santrali tarafından çalıştırılan bir ısı pompasıdır.

1 - şehir ağı 220 V; 2 - güneş panelleri 12 V; 3 - aydınlatma 12 V; 4 - invertör; 5 - şarj kontrolörü; 6 - ana tüketiciler 220 V; 7 - pil

Geleneksel olarak paneller binaların çatılarına monte edilir ve bazı mimari çözümlerde çatı kaplamasının yerini tamamen alır. Bu durumda, ışınların düzleme geliş açısının dik olması için panellerin güney tarafına yönlendirilmesi gerekir.

Alternatif enerjinin en pratik kaynaklarından biri güneş pilidir. Bulutlu koşullarda bile ışığı biriktirip elektriğe dönüştürebiliyor. Ancak maliyeti, yerli tüketicilerin bağımsız bir güç kaynağına geçmesine izin vermiyor. Çözüm ev yapımı bir güneş panelidir.

Güneş pili cihazı

Güneş pili ile ilgili olarak “dahice olan her şey basittir” ifadesi bundan daha uygun olamaz. Cihaz iki unsurdan oluşur:

• dönüştürücü blokları;
• pil yuvası.

Geriye kalan her şey, yalnızca güneş pilinin işlevselliğini artırmak için gerekli olan kontaklar, mikro devreler ve ek araçlardır.

Dönüştürücü ünitesi, monokristalin veya polikristalin yöntemle üretilen bir silikon levhadır. İlk seçenek daha etkilidir, ikincisi ise daha ucuzdur.

Pil kutusu genellikle plastikten yapılır. Bu, dönüştürücü blokların takıldığı normal bir plakadır.

Güneş pilinin elektrik şeması

Dönüştürücü ünitelerin doğru bağlanması, güneş pilinin başarılı çalışmasının ana garantisidir. Paralel bağlandığında akım artar, seri bağlandığında ise gerilim artar. Bu parametrelerin her ikisinin de maksimum olması için paralel-seri bağlantı kullanılır.

Fotoselin her çeyreği için bir tane olan diyotlar, aşırı yük altında kontakların aşırı ısınmasına ve yanmasına karşı koruma sağlar. Diyot yoksa dönüştürücü ünitesi ilk yağmurdan sonra arızalanır.

Güneş pilindeki voltaj ve akım ev aletlerinin parametrelerine uymadığından elektriğin biriktirilmesi ve yeniden dağıtılması gerekir. Bunu yapmak için iki pil bağlanır. Birincisi birikimli, ikincisi ise rezervdir.

İki pilin varlığı, güzel güneşli havalarda şarjın oldukça hızlı gerçekleşmesiyle açıklanıyor, bu nedenle fazla enerjiyi bir yere koymak gerekiyor. İşlem, reostat prensibine göre yapılmış özel bir kontrolör tarafından izlenir. Ana batarya %80-90 şarja ulaştığında kontrolör elektrik beslemesini ilave bataryaya aktarır.

Önemli: Ev yapımı bir güneş pili oluşturmak için özellikle önemli olmadığından çalışma prensibi yüzeysel olarak açıklanmıştır.

Güneş pilinin çalışma prensibi: nasıl çalışır?

Dönüştürücü bloklar veya fotoseller silikon levhalardır. Silikon veya silisyum deniz kumudur veya daha doğrusu bu madde kimyasal bileşim açısından saf silisyuma en çok benzer. Kum, elmasla aynı atomik yapıya sahiptir. Bir malzemenin kırılganlığı, atomlar arasındaki mesafenin daha uzun olmasıyla ilişkilidir. Güneş pili üretim teknolojisinin maliyetini önemli ölçüde düşürmeyi ve onu montaj hattına koymayı mümkün kılan da bu benzerliktir.

Saf haliyle silikon bir yarı iletkendir, dolayısıyla kristalleştirilmiştir. Polikristallerin yapımı daha kolaydır ancak çok daha fazla yüzleri vardır, bu da elektronların düz bir çizgide hareket edemeyeceği anlamına gelir. Tek kristal, parçacıkların doğrusal öteleme hareketini sağlar. Ayrıca kristal kafese arsenik veya fosfor atomları eklenerek elektriksel iletkenlik arttırılır.

Silikonun bir başka ilginç özelliği de kızılötesi radyasyona karşı görünmez olmasıdır. Böylece fotoseller güneş spektrumunun yalnızca yararlı kısmını emer.

Işığın dönüşümü aşağıdaki prensibe göre gerçekleşir:

• güneş enerjisi silikon plakalara çarpıyor;
• ısınırlar ve elektronları serbest bırakırlar;
• elektronlar iletkenler boyunca plakalardan aktif harekete başlar;
• iletkenler aküyü şarj eder.

Güneş paneli tasarımı

Teoriden pratiğe geçerken öncelikle hesaplamaların yapılması ve dönüştürücü blok sayısının belirlenmesi gerekir. Bunu yapmak için güneş ışığının gücünü belirlemek gerekir. Atmosferin girişinde yaklaşık 1300 W/m²'dir, ancak yere yakın yerlerde, özellikle bulutlu havalarda nadiren 200 W/m²'yi aşar ve spektrumun yaklaşık %40'ının işe yaramaz kızılötesi radyasyon olduğu anlaşılmalıdır; gerçek güç yalnızca 120 W/m²'dir. Güneşli havalarda, güneş tepedeyken güç 500-600 W/m²'ye çıkıyor ama bu kadar yüksek rakamlara güvenmeye değmez, o yüzden bunu minimuma indireceğiz.

Yıl boyunca yoğun güneş radyasyonu ortalama 9 saattir. Sonuç olarak 1 m² alana sahip bir güneş pili günde 120*9 = 1 kW elektrik üretir. Bu durumda verimliliği de hesaba katmak gerekir, maksimum% 25'tir. Böylece 1 m² alana sahip bir güneş pilinden günde yaklaşık 0,3 kW elektrik elde edebilirsiniz. Dışarıda hava güneşliyse, yaklaşık 0,6 kW.

Daha sonra günlük tüketilen enerji miktarını hesaplamanız gerekir. Bunu yapmak için önceki sayaç okumalarını 30'a bölmeniz gerekir. Geçen ay 300 kW tüketildiyse günlük tüketim günde 10 kW olacaktır. Böyle bir evin elektriğini tam olarak sağlamak için yaklaşık 20 m² güneş paneli gerekecektir.

Önemli: Yüksek kaliteli ve kesintisiz güç kaynağı için güneş panelleri için pahalı pillere ihtiyacınız olacaktır. Bu durum yalnızca büyük kapasiteyle değil aynı zamanda elektrolitin sürekli şarj ve deşarja karşı direnciyle de açıklanmaktadır.

Güneş panelleri üretimi

Kendi kendine montaj prosedürü özel beceri gerektirmez ve aşağıdaki basit talimatlara indirgenir:

1. Fotoseller için bir temel oluşturun.

2. Olumsuz çevresel faktörlere temel hazırlayın.

3. Dönüştürücü bloklarını sabitleyin.

4. Blokları kablolarla bağlayın.

5. Cam kapak takarak fotoselleri koruyun.

6. Çıkışı aküye bağlayın.

Daha sonra hata yapılmaması için her bir noktanın daha ayrıntılı olarak ele alınması gerekir. Örneğin taban için sert plastik veya ahşap kullanılır. Güvenlik nedeniyle diğer malzemeler kesinlikle yasaktır. Plastiğin işlenmesi daha kolaydır, ancak yüksek sıcaklıklarda özelliklerini hızla kaybeder. Isıya dayanıklı modifikasyonlar genellikle ahşaptan daha pahalıdır.

Ahşap taban, en az 4 mm kalınlığında sıradan kontrplaktan yapılmıştır. Boyutları fotosellerin sayısına ve boyutuna bağlı olan bir taban kesilir. Tabanın kenarı boyunca koruyucu bir koruma veya yan kısım monte edilmiştir. Her fotoselin çevresinde aynı taraf bulunmalıdır. Çıtalardan veya masif ahşaptan yapılmış olması daha iyidir.

Ortaya çıkan karelerde kontaklar için delikler açmanız gerekir. Fotosellerin boyutuna bağlı olarak sayıları 4, 6 veya 8'dir. Delme için, deliğin yeterince büyük olması ve temas noktalarının ahşapla temas etmemesi için 6 veya 8 mm'lik bir matkap kullanmak daha iyidir. İdeal olarak, her deliğin sıvı kauçuk veya bitüm ile işlenmesi tavsiye edilir. Bu, yangın olasılığını ortadan kaldıracaktır.

Daha sonra iş parçası koruyucu antiseptiklerle işlenmeli, astarlanmalı ve boyanmalıdır. Tahmin edebileceğiniz gibi güneş enerjisini dağıtmamak için boya beyaz olmalıdır. Ayrıca akrilik içeren boyaların doğrudan güneş ışığına maruz kaldığında tahribat yapması nedeniyle kullanılmaması daha iyidir.

Dönüştürücü bloklar ya tutkalla tutturulur, ancak bu durumda yeniden kullanımları imkansız olacaktır ya da özel mandallara yerleştirilmiştir. Güneş pilinin boyutu 1 m²'ye kadar küçükse, fotoselleri ek sabitlemeye gerek kalmadan sabitlemek mümkündür.

Bir sonraki adım tüm kişileri bağlamaktır. Bu paralel veya sıralı olarak yapılabilir. Karma şema, ek pahalı ekipmanların varlığını gerektirdiğinden ve gerçek verimliliği oldukça dolaylı olarak etkilediğinden. Kontakları bağlamak için bir havyaya ve yüksek kaliteli lehime, tercihen gümüşe ihtiyacınız vardır.

İpucu: Daha fazla hareket kabiliyeti sağladığı için gazlı havya kullanarak güneş panelleriyle çalışmak çok daha uygundur.

Yapı hazır olduğunda nem ve döküntülerden korunmalıdır. Darbeye dayanıklı pleksiglas bunun için uygundur. Güneş panellerinin kurulumu, elektriğin dönüştürülmesi ve depolanması sürecine minimum düzeyde katılım gerektirir, bu nedenle koruyucu kutuyu gözden kaçırmamalısınız. Sabitleme yöntemi - moleküler yapıştırıcı.

Tavsiye: Böyle bir yapıştırıcıyı dar profilli, özel mağazalarda satın almak daha iyidir, çünkü inşaat hipermarketlerinde ve hatta piyasada gerçek moleküler yapıştırıcı bulmak neredeyse imkansızdır.

Pilin iki kutbu vardır, fotosellerin kutupları aynı olacak şekilde bağlanması önemlidir. Aksi takdirde güneş pili pili yakacaktır.

Güneş panellerini bağlamanın bir diğer temel noktası voltajdır. Çıkış voltajı aküdeki voltajdan %30-40 daha yüksek olmalıdır, aksi takdirde şarj işlemi çalışmayacaktır. Bu durum herhangi bir güneş pilinin ana dezavantajıdır. Sorunun tek çözümü aküden şebekeye gelen voltajı eşitleyecek bir transformatör kurmaktır. Aynı zamanda elektriğin yaklaşık %30'unun kaybolacağını da unutmayın.

güneş paneli sistemi

Açıklanan talimat bir güneş pili için geçerlidir, ancak eve elektrik sağlamak için bu tür birkaç ürüne ihtiyaç duyulacaktır. Bireysel güneş panellerinin nasıl birbirine bağlanacağını belirlemek için öncelikle bunların çalışma sırasına karar vermeniz gerekir. İki seçenek var:

• transformatöre akım sağlayan birkaç düşük kapasiteli pil;
• güçlü bir pil.

Birkaç aküden gelen güneş panelleri için bağlantı şemasının da kendi varyasyonları vardır:

• her bir pil belirli bir cihaza güç sağlar;
• tüm piller elektriği eve elektrik sağlayan bir transformatöre iletir.

İlk seçenek tercih edilir çünkü tek akü üzerindeki yükü azaltır. Böyle bir planı uygulamak için güneş pili ve cihaz doğrudan güç kaynağına bağlanır. Transformatör kullanırken kalıcı bir elektrik kablolaması oluşturmak gerekir. Bu seçenek güçlü piller için daha uygundur.

Uygulamada uygulama

Yeni fotosellerin maliyetinin 900 ruble'den başladığı göz önüne alındığında. Parça başına ve bir pili monte etmek için en az 30 adete ihtiyacınız var, alternatif enerjinin çok pahalı bir zevk olduğu ortaya çıkıyor. Kesin bir çözüm, kullanılmış güneş pili elemanlarını satın almak olacaktır. Bu, maliyeti en az yarı yarıya azaltacaktır.

Standart fotoselleri kullanarak 1 m² alana sahip bir pil yapmak için 60 adete ihtiyacınız olacaktır. silikonlu levhalar. Bir pilin maliyeti 60*900=54.000 ruble. Onlar. Tamamen bağımsız bir güç kaynağına geçmek için bir milyon rubleden fazla yatırım yapmanız gerekecek.

Maliyetinin yüksek olması nedeniyle güneş panelleri yalnızca yardımcı güç kaynağı olarak kullanılmaktadır. En yaygın aydınlatma güneş enerjisidir. Ve bunun tamamen mantıklı bir açıklaması var.

20 veya 40 V'luk enerji tasarruflu lambalar kullanıldığında, pil ve ek malzemelerle birlikte fiyatı yaklaşık 30.000 ruble olacak küçük bir pilin monte edilmesi yeterlidir. Bu pil sadece evin içinde değil, dışarıda da aydınlatma sağlamak için fazlasıyla yeterli. Standart anahtarlar yerine, güneş ışığının yoğunluğu azaldığında aydınlatmayı otomatik olarak açan, ışığa duyarlı geçiş anahtarları takılıdır. Evde standart anahtarlar veya dimmerler kurmak daha iyidir.

Yeni başlayanlar için güneş panellerini bağlama seçenekleri hakkında ayrı bir makale yazmaya karar verdim. Çoğu kişi güneş panellerinin bir devreye nasıl düzgün şekilde bağlanacağını, hangi kablonun kullanılacağını, diyotların nereye takılacağını bilmiyor ancak konunun altına yazarsanız konuyu daha da genişletebilirsiniz.

Öyleyse 12 volt SB bağlantı seçeneğiyle başlayalım:

2 kW/mm'den 100 Watt'a kadar, 2,5 KW/mm'den 150 Watt'a kadar, 3 kW/mm 200 Watt'a kadar güneş panellerinden gelen kabloların kullanılması daha iyidir.

4 A *6 = 24 A'lık altı güneş paneli için kablo kesiti en az 6 m2/mm olmalıdır, en iyi seçenek 12 m2/mm'dir.

Böyle bir sistemin avantajları: maksimum akım, daha ucuz tasarım ve diğer voltajlar için değil, böyle bir bağlantının geniş uygulanabilirliği, birçok cihaz 12 Volt güç kaynağı için tasarlanmıştır.

Eksileri: Pahalı saf sinüs dalgalı invertörler.

24 volt aküleri şarj etmek için bir çıkış voltajı elde etmek amacıyla 12 volt güneş panellerinin bağlanması:

Çıkışta 2'yi seri bağlayarak artan bir voltaj elde ederiz, akım iki SB'nin en zayıfına eşit olacaktır.

2 kW/mm'den 150 Watt'a kadar, 2,5 KW/mm'den 250 Watt'a kadar, 3 kW/mm 350 Watt'a kadar güneş panellerinden gelen kabloların kullanılması daha iyidir.

Güneş panellerini bağlayacağımız kabloları tüm güneş panellerinden kontrolöre kadar olan kablonun uzunluğuna göre seçiyoruz.

4 A *3 = 12 A'lık üç çift güneş paneli için kablo kesiti en az 4 m2/mm olmalıdır, en iyi seçenek 8 m2/mm'dir.

Artıları: Ucuz invertörler, güç kaynağı ile denetleyici arasında arayüz oluşturmak için daha ucuz kablolar. Çift sayıda SB'niz ve aynı pilleriniz varsa, 12 volt sisteminizi kolaylıkla 24 volta dönüştürebilirsiniz.

Eksi: Akım düşüşünü önlemek için farklı panelleri çiftler halinde bağlayamazsınız! Bu voltaj için özel olarak tasarlanmış paneller, 180 -200 A'de seri bağlı iki akünün normal şarjı için fazla hacimlidir. Doğru bağlantıda zorluklar.

48 volt SB'yi bağlamayı düşünelim:

Çıkışta 4'ü seri bağlayarak artan bir voltaj elde ederiz, akım en zayıf SB'ye eşit olacaktır.

3 kW / mm'den 400 Watt'a kadar güneş panellerinden gelen kabloları kullanmak daha iyidir

Güneş panellerini bağlayacağımız kabloları tüm güneş panellerinden kontrolöre kadar olan kablonun uzunluğuna göre seçiyoruz.

4A *1 = 4A'lık dört güneş paneli için kablo kesiti en az 3 m2/mm olmalıdır, en iyi seçenek 6 m2/mm'dir.

Artıları: Tellerin kalınlığı dışında bu sistemlerin ne gibi avantajları olduğunu bilmiyorum!

Eksileri: Pahalı şarj kontrol cihazı, pahalı SB, pahalı piller. Sistemi tek başına monte ederseniz kurulum zorlukları, ilave olarak voltaj kontrolünün arttırılması gerekir. koruma sistemlerinin kurulumu.