พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้าน

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทำเพื่อบ้านอย่างไร เคล็ดลับสำหรับการเลือกวงจรและส่วนประกอบ

แหล่งพลังงานทางเลือกมีความสนใจมากขึ้นในเจ้าของบ้าน พวกเขาถูกดึงดูดโดยต้นทุนต่ำของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ แต่การแนะนำอุปกรณ์จำนวนมากที่ทำงานจากฟลักซ์แสงพลังงานแสงอาทิตย์นั้นถูก จำกัด ด้วยอุปกรณ์ที่มีราคาสูงและความซับซ้อนในการเลือกและติดตั้ง

ในความเป็นจริงการประกอบด้วยมือของคุณเองและดำเนินการสถานีพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ในอำนาจของนายบ้านหรือแม้แต่นักเรียนอาวุโส เมื่อต้องการทำสิ่งนี้:

• ทำความคุ้นเคยกับหลักการของโครงการ

• กำหนดงานของอุปกรณ์

• เลือกอุปกรณ์สถานีที่เหมาะสมที่สุด

• ดำเนินการติดตั้งเครื่องจักรกลขององค์ประกอบทั้งหมด

• ประกอบวงจรไฟฟ้า

• ตรวจสอบประสิทธิภาพและทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ

การทดลองเชิงปฏิบัติจำนวนมากทำให้เราสามารถแนะนำรูปแบบสากลสำหรับการแก้ปัญหาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้าน

โครงการทั่วไปของโรงไฟฟ้าในบ้านพร้อมแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (คลิกที่ภาพเพื่อดูภาพขยาย):

มันรวมถึง:

• โมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับแต่ละเซลล์ภาพถ่าย

• ควบคุม

• แบตเตอรี่เก็บพลังงานไฟฟ้า

• อินเวอร์เตอร์

มันควรจะเข้าใจดีว่าในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บทบาทของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไม่ได้อยู่ในแหล่งจ่ายไฟโดยตรงกับผู้ใช้ไฟฟ้า (แม้ว่าในบางสถานการณ์สิ่งนี้จะถูกต้อง: นาฬิกาเครื่องคิดเลขและอุปกรณ์ที่คล้ายกัน) แต่ในการจัดหาประจุไฟฟ้าสำหรับแบตเตอรี่

• รับกระแสไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์

• สะสมมันและส่งต่อให้กับผู้บริโภค

คำถามของการสร้างสถานีภายในบ้านควรเริ่มต้นด้วยการพิจารณาโหลด ในการทำเช่นนี้เราจำเป็นต้องวิเคราะห์ผู้บริโภคทุกคนที่จะทำงานจากพลังงานของดวงอาทิตย์ พวกเขาแบ่งออกเป็นสองชั้นหลัก:

• อุปกรณ์ที่ทำงานบน AC 220 V

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ทำงานจากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 12 / 24V

มอเตอร์ไฟฟ้าของตู้เย็นเครื่องซักผ้าเครื่องดูดฝุ่นและอุปกรณ์อื่น ๆ ทำงานเฉพาะจากเครือข่าย ~ 220V / 50Hz พวกเขาจะต้องเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์ที่สร้างฮาร์มอนิกประสานเสียงที่มีคุณสมบัติที่จำเป็นจากพลังงานคงที่ของแบตเตอรี่ อุปกรณ์นี้เรียกว่าอินเวอร์เตอร์

วิธีการทำงานและวิธีการเลือกสำหรับการโหลดบางอย่างเป็นหัวข้อของบทความที่แยกต่างหาก และตอนนี้มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่ากำลังขับของอินเวอร์เตอร์ที่เลือกจะต้องมั่นใจได้ว่าการทำงานของผู้บริโภคทุกคนที่เชื่อมต่อกับมันเชื่อถือได้และยังมีอัตรากำไรเล็กน้อย

เพื่อเป็นการประหยัดการดำเนินงานทางเลือกของผู้บริโภคกระแสสลับก็ค่อนข้างเป็นที่ยอมรับ ยอมรับว่าบางครั้งก็ไม่จำเป็นที่จะต้องเปิดเครื่องดูดฝุ่นซักผ้าเพื่อทำให้น้ำร้อนในขณะที่เครื่องซักผ้าทำงานอยู่ ก็ควรรอจนกว่าการล้างเสร็จแล้วจึงนำเครื่องดูดฝุ่น สิ่งนี้จะลดภาระของอินเวอร์เตอร์ลงอย่างมาก

การเปลี่ยนไปใช้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านควรรวมกับการเปลี่ยนอุปกรณ์เครือข่ายแสงสว่าง มันไม่มีเหตุผลที่จะใช้พลังงานของอินเวอร์เตอร์ในการทำความร้อนเส้นใยของหลอดไส้ พวกเขาควรจะถูกทอดทิ้งทันทีหรือในกรณีที่รุนแรงเปลี่ยนไปใช้หลอดประหยัดไฟที่ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้า = 24 / 12V

สิ่งนี้จะช่วยให้คุณประหยัดพลังงานโดยไม่จำเป็นเพราะพวกเขาสามารถใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แรงดันคงที่ของแบตเตอรี่จัดเก็บเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ส่วนที่เหลือ

ดูว่าเกิดอะไรขึ้น: วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของแล็ปท็อปนั้นใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ = 12V

ในการชาร์จใหม่จะใช้แหล่งจ่ายไฟซึ่งจะแปลงแรงดันไฟฟ้าสลับของ ~ 220V / 50Hz เป็นค่า = 19V

12 โวลต์ก็เพียงพอสำหรับแล็ปท็อปเครื่องนี้ ยิ่งไปกว่านั้นมันเป็นไปได้โดยทั่วไปที่จะถอดแบตเตอรี่ออกและป้อนโดยตรงจากแบตเตอรี่ที่จัดเก็บ (แบตเตอรี่) ด้วยวิธีนี้การประหยัดพลังงานประมาณ 40% จะถูกสร้างขึ้นเมื่อเทียบกับวิธีการแปลงสองครั้งโดยอินเวอร์เตอร์และจากนั้นเป็นหน่วยจ่ายไฟ

ทำไมจึงต้องเพิ่มการออกแบบที่สร้างขึ้นด้วยอุปกรณ์ที่ไม่จำเป็นทำให้อากาศรอบข้างร้อนขึ้นด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน? รูปแบบพลังงานของผู้ช่วยในครัวเรือนแต่ละคนจะต้องคำนึงถึงอย่างดีและในทำนองเดียวกันเพื่อลดความซับซ้อนของแหล่งจ่ายไฟ สิ่งนี้จะต้องมีค่าใช้จ่ายน้อยมาก:

• ชิ้นส่วนของลวด

• อะแดปเตอร์มาตรฐาน

สรุปงานนี้มันจะไม่ยากที่จะคำนวณกำลังขับที่ต้องการของอินเวอร์เตอร์และจากนั้นก็เป็นไปได้ที่จะเลือกรุ่นที่เหมาะสมสำหรับการซื้อ

ตอนนี้ได้เวลาตัดสินใจเก็บแบตเตอรี่สำหรับสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านของคุณ กฎการเลือกและคุณสมบัติหลักไม่ได้พิจารณาที่นี่ - นี่เป็นหัวข้อแยกต่างหากมากมายซึ่งจะกล่าวถึงในรายละเอียดในบทความอื่น

และตอนนี้เราจะมุ่งเน้นไปที่ความจริงที่ว่าแบตเตอรี่เหล่านี้ควรให้พลังงานแก่กลุ่มผู้บริโภคอย่างน่าเชื่อถือซึ่งเราตรวจสอบสั้น ๆ ที่นี่เช่นกันเราควรสังเกตลำดับการใช้งานของอุปกรณ์และสำรองบางประเภท

เมื่อตัดสินใจเกี่ยวกับงานของแบตเตอรี่ (ความจุและแรงดันไฟฟ้ารวม) คุณสามารถเลือกโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ได้ การผลิตที่ทันสมัยของพวกเขาผลิตหลากหลายขนาดใหญ่ด้วยวิธีการผลิตที่แตกต่างกัน พวกเขามีลักษณะและความสามารถที่แตกต่างกัน

โปรดทราบว่าโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์:

• ตามแรงดันเอาท์พุทจะต้องสอดคล้องกับการจัดเก็บแบตเตอรี่

• มีกำลังไฟที่สามารถจ่ายกระแสไฟชาร์จให้กับแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ภายใต้สภาพแสงปานกลาง

มีอุปกรณ์อื่นในวงจรนี้: ตัวควบคุม. เขาทำงานเป็นสื่อกลางระหว่างแผงโซลาร์เซลล์กับแบตเตอรี่เก็บข้อมูลควบคุมกระบวนการชาร์จ

พิจารณาแผนภาพการเดินสายที่เรียบง่ายสำหรับสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำงานโดยไม่มีตัวควบคุม สิ่งนี้ทำเพื่อให้คุณมีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับวัตถุประสงค์ของมัน

แผนภาพที่เรียบง่ายของโรงไฟฟ้าในบ้านพร้อมแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (คลิกที่ภาพเพื่อดูภาพขยาย):

ในวงจรนี้ตัวควบคุมจะถูกลบออกและไดโอดธรรมดาทำงานแทน ทำไมคุณถึงทำอย่างนั้น?

งานเดียวของคอนโทรลเลอร์คือการชาร์จแบตเตอรี่ที่เก็บได้สูงสุด 14–14.5 โวลต์ซึ่งทำได้ในรูปแบบที่แตกต่างกันและทำงานเป็นระยะ ๆ :

• ด้วยกิจกรรมแสงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้น

• ขาดการใช้ไฟฟ้า (แบตเตอรี่ไม่ได้ป้อนอะไร - ไม่จำเป็นต้องชาร์จ)

• ความจุแบตเตอรี่ต่ำเมื่อพวกเขาไม่สามารถรับมือกับภาระและส่วนหนึ่งของพลังงานให้กับผู้บริโภคมาจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์

การประจุแบตเตอรี่เต็มจะดำเนินการโดยคอนโทรลเลอร์ MRPT ซึ่งจะสแกนจุดที่มีพลังงานส่งคืนสูงสุดของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (ดูที่ แผงโซลาร์เซลล์มีการจัดเรียงและทำงานอย่างไร) นี่คือการออกแบบที่น่าเชื่อถือที่สุด แต่มีราคาแพง รุ่นอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนา On / Off สามารถถูกแทนที่ด้วยไดโอดพลังงาน

เขาจะไม่ยอมให้แบตเตอรี่ไหลจากแบตเตอรี่ไปยังแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ในที่มืดป้องกันการคายประจุ ด้วยวิธีนี้เราไม่แนะนำให้ออกจากสถานีพลังงานแสงอาทิตย์โดยไม่ใช้โหลดเป็นเวลานาน: แบตเตอรี่จะถูกชาร์จใหม่โดยไม่มีข้อ จำกัด และเราจำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างการชาร์จและการใช้พลังงาน ในกรณีนี้เป็นไปได้ที่จะแยกส่วนของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ออกจากการทำงานหรือเพื่อสลับภาระคงที่เพิ่มเติม: การระบายอากาศความร้อนโคมไฟ ...

การใช้ไดโอดที่มีการปฏิเสธของคอนโทรลเลอร์จะช่วยลดค่าใช้จ่ายของวงจร แต่ต้องมีการตรวจสอบอย่างระมัดระวังมากขึ้นและปรับด้วยตนเองในการทำงาน

โดยสรุปให้ความสนใจกับสิ่งที่สำคัญที่สุดในการสร้างการออกแบบ: องค์ประกอบทั้งหมดของโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านทำงานในที่ซับซ้อนและดังนั้นจึงควรเลือกที่ดีและมีความสมดุลในหมู่พวกเขาและผู้บริโภค

บทความต่อไปนี้จะกล่าวถึงอุปกรณ์และหลักการทำงานของตัวควบคุมอินเวอร์เตอร์และแบตเตอรี่สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้าน

ดูเพิ่มเติมที่: แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์: วิธีการรับใช้งานและคืนค่าแผ่นโลหะ (desulfate)