انرژی های تجدید پذیر, مقالات
تجهیزات اساسی و لازم نصب سیستم پنل‌خورشیدی
آبان
الزامات عمومی در نصب یک سیستم پنل‌خورشیدی
انرژی سبز ، پنل‌خورشیدی یا همان انرژی پاک و تجدید پذیر خورشیدی، بهترین جایگزین برای مصرف کنندگان مسکونی و صنعتی در سراسر جهان‌است زیرا هزینه‌های اجرایی و نیز آلودگی محیط زیست توسط کربن را به حداقل‌می‌رساند. درصد تبدیل منابع معمول انرژی به انرژی سبز، و به خصوص انرژی خورشیدی، در ایالات متحده ، اتحادیه اروپا ، چین ، خاورمیانه و آسیا به سرعت درحال گسترش‌است. نصب پنل‌خورشیدی
سطح مقاله : 1
فهرست مطالب
- سیستم پنل‌خورشیدی
- مولفه‌های اصلی یک سیستم پنل‌خورشیدی
- 1) پنل‌خورشیدی
- 2) کنترل کننده‌ی شارژ
- 3) باتری
- 4) تبدیل کننده/UPS
- بهترین پنل‌خورشیدی برای منزل کدام‌است و چقدر هزینه برمیدارد؟
سیستم پنل‌خورشیدی
پنل‌خورشیدی (که به نام سلول فتوولتائیک یا سلول خورشیدی نیز شناخته‌می‌شود) دستگاهی‌است که فوتون‌های نور خورشید را جذب کرده و آنها را به انرژی الکتریکی تبدیل‌می‌کند.
در سال‌های اخیر ، مفهوم سیستم بدون شبکه و سیستم شبکه هوشمند بیشتر رایج‌شده و مصرف کننده‌ها به انرژی پاک مانند باد و سیستم انرژی خورشیدی تمایل پیداکرده‌اند، وابستگی به توان تأمین‌شونده از منابع برق معمول را حذف‌کرده و یا کاهش‌داده و به این ترتیب هزینه کلی مصرف را کاهش‌می‌دهد. یک سیستم انرژی خورشیدی کارآمد و دارای ضمانت برای سالیان دراز منجر به بازیابی هزینه اولیه و تامین انرژی رایگان‌خواهدبود.
تجهیزات اصلی یک سیستم پنل‌خورشیدی
در زیر تجهیزات و دستگاه های اساسی و کلی مورد نیاز برای نصب یک سیستم پنل‌خورشیدی در منزل ارائه شده‌اند. جزئیات هر دستگاه در ذیل آن بخش آورده‌شده‌است.
1) پنل‌خورشیدی
پنل‌خورشیدی که به نام سلول خورشیدی یا سلول فتوولتائیک نیز نامیده می‌شود، ستون فقرات سیستم انرژی خورشیدی‌است. انواع مختلفی از پنل‌های‌خورشیدی از جمله چند بلوری (پلی کریستال) و تک بلوری (مونوکریستال) وجود دارد. پنل‌های‌خورشیدی تک بلوری در مقایسه با پنل‌های‌خورشیدی چند بلوری ، بیشتر کارآمد بوده و البته کمی گران تر هستند. معیارهای انتخاب یک پنل‌خورشیدی متفاوت می‌باشند؛ مثل فضای مورد نیاز، ضمانت، کارآیی، نوع فناوری، هزینه و غیره. به خاطر داشته باشید که هنگام انتخاب یک پنل‌خورشیدی مناسب برای راه اندازی انرژی خورشیدی مسکونی، خروجی آن بسیار تعیین کننده‌است.
در کل، پنل‌خورشیدی به طور مستقیم به کنترل کننده بار متصل‌است اما انواع مختلفی برای اتصال آرایه هایی از پنل‌های‌خورشیدی مانند اتصال سری و موازی وجود دارد که به مواردی مانند محاسبه بار و انرژی خاص مورد نیاز برای وسایل منزل ، اتصال بانک باتری ، فضای سطح بام ، آب و هوا و ساعت های آفتابی بستگی‌دارد.
شما می‌توانید به راحتی تعداد پنل‌های‌خورشیدی مورد نیاز و همینطور جریان بار مورد نیاز باتری را پیداکرده و راهنمای مرحله به مرحله نصب پنل‌های‌خورشیدی با توان نامی اینورتر و توان پشتیبان باتری‌ها را با توجه به بار مورد نیاز خود دنبال کنید.
در شکل زیر یک پنل‌خورشیدی 120 وات، 12 ولت و 10 آمپر نشان داده‌شده‌است که توان 12 ولت DC را برای بار مستقیم باتری تامین می‌کند و بار DC را می‌توان بطور مستقیم از طریق کنترل کننده شارژ به آن متصل‌کرد.
2) کنترل کننده ی شارژ
همانطور که نام آن نشان می‌دهد، یک کنترل کننده شارژ (که به نام تنظیم کننده شارژ نیز شناخته می‌شود) دستگاهی‌است
که برای تنظیم ولتاژ و جریان از پنل‌های‌خورشیدی متصل به باتری ها مورد استفاده قرارمی‌گیرد.
هدف اصلی یک کنترل کننده شارژ جلوگیری از بارگیری بیش از حد باتری‌ها (که ممکن است منجر به آسیب دیدن باتری ها شود) از طریق پنل‌های‌خورشیدی‌است
زیرا پنل‌های‌خورشیدی 12 ولت در صورت فقدان بار و یا در معرض تابش آفتاب تیز، 17-20 ولت را تأمین‌می‌کنند. علت آن، این‌است که تولید کننده،
پنل‌خورشیدی را برای آب و هوا و محیط‌های مختلف طراحی‌می‌کند،
به طوری که حتی در صورت پوشش ابر، آفتاب ضعیف، مه غلیظ و غیره، بالاترین نرخ ولتاژ را تامین‌کند.
انواع مختلفی از کنترل کننده‌های شارژ در بازار موجوداست که به شرح زیرمی‌باشند:
- ساده – کنترل کننده‌های 1 و 2 مرحله ای: رله و مقاومت شنت در یک یا دو مرحله برای کنترل ولتاژ مورد استفاده قرار می‌گیرند تا در صورت وجود ولتاژ بیش از حد، پنل‌خورشیدی را از باتری جداکنند.
- PWM (مدولاسیون (تلفیق) پهنای پالس) – کنترل کننده‌های شارژ سه مرحله ای: اساس آنها مدولاسیون پهنای پالس و قطع مدار باتری از پنل‌خورشیدی متصل، از سلول فتوولتائیک در صورت زیاد شدن بیش از حد شارژاست.
- کنترل کننده‌های MPPT (ردیابی نقطه ماکسیمم توان): در صورت اتصال آرایه‌های پنل‌خورشیدی به بانک باتری، MPPT یک تبدیل کننده DC به DC می باشد که سطوح بالاتر ولتاژ DC پنل‌خورشیدی را بهینه کرده و تنظیم می‌کند و آن را جهت شارژ باتری به ولتاژ بهینه و تنظیم شده روی مقدار پایین تری تبدیل‌می‌کند. اینها کمی گران تر هستند اما کارآمدتر می‌باشند بطوریکه 10 الی 30٪ توان بیشتر را برای یک باتری دارای راندمان 94-98٪ فراهم‌می‌کنند.
در شکل زیر یک کنترل کننده شارژ MPPT ، 5-100 آمپر نشان‌داده‌شده‌است
که می‌توان آن را برای بانک باتری 12-48 ولتی مورد استفاده‌قرارداد و نرخ ماکسیمم برای سیستم پنل‌های‌خورشیدی 170 آمپر، 150 ولت‌است.
3) باتری
باتری‌ها برای ذخیره سازی جریان شارژ پشتیبان مورداستفاده قرارمی‌گیرند. انواع مختلفی از باتری‌ها وجوددارد که در سیستم انرژی خورشیدی مورداستفاده قرارمی‌گیرند
و هدف آنها ذخیره سازی و عملیات پشتیبان گیری در طی شب‌است یعنی هنگامی که توان بطور مستقیم از پنل‌های‌خورشیدی تامین‌نمی‌شود.
اتصال سری ، موازی یا سری-موازی بانک باتری ها بستگی به طراحی سیستم دارد یعنی اینکه پیکربندی سیستم 12 ولت، 24 ولت و یا 48 ولت‌باشد.
در هوای ابری و عدم تابش آفتاب ، بانک باتری را می‌توان از طریق منبع تغذیه AC از شبکه برق و از طریق اینورتر برای استفاده‌های بعدی شارژکرد.
شکل زیر یک باتری 150Ah و 12 ولت را نشان‌می‌دهد. این باتری به طور مستقیم به کنترل کننده شارژ متصل‌است
که جریان‌های شارژ کننده ورودی و ولتاژ سلول فتوولتائیک متصل به کنترل‌کننده شارژ را به منظور ذخیره سازی و عملیات پشتیبان گیری کنترل‌می‌کند.
4) اینورتر/UPS
اینورتر، دستگاهی‌است که منبع تغذیه DC را به منبع تغذیه AC تبدیل می‌کند. اینورتر و مبدل که به نام UPS (منبع تغذیه بدون وقفه) شناخته می‌شود برای تبدیل ولتاژ DC به AC استفاده‌میشود زیرا لوازم خانگی با AC کار می‌کنند. همچنین از UPS برای تبدیل AC به DC برای شارژ باتری از منبع تغذیه مستقیم ACاستفاده‌میشود.
انواع مختلفی از اینورتر ها مطابق با نیاز شما در بازار موجوداست که به شرح زیرمی‌باشند:
- اینورتر متمرکز یا رشته ای کم هزینه تر اما ناکارآمد.
- بهینه کننده توان به منظور تبدیل DC به AC مورد استفاده قرار می‌گیرد و به اینورتر مرکزی متصل‌می‌شود.
- میکرو اینورتر با عملکرد هموار و قابل اطمینان حتی تحت تابش آفتاب ضعیف، اما گران قیمت.
شکل زیر یک اینورتر 1000 وات ، 12 ولت DC به 110 ولت AC و 230 ولت AC را نشان می دهد که بین باتری و بار متصل شده‌است و هدف آن تبدیل خروجی باتری (12 ولت DC به 230 ولت AC) در لوازم خانگی ما که با ولتاژ 230 ولت کار می‌کنند، می‌باشد. شکاف دوم برای تجهیزات عملیاتی 110-120ولت ACاست.
بهترین پنل‌خورشیدی برای منزل کدام‌است و چقدر هزینه برمیدارد؟
پنل‌های‌خورشیدی تک بلوری گزینه بهتری نسبت به چند بلوری هاهستند اما کمی گران ترهستند.
تصمیم نهایی به عوامل زیادی از جمله منطقه و محیط شما ، ساعات تابش آفتاب، میزان بار مورد نیاز و انواع باتری‌های مورد استفاده در سیستم و غیره بستگی‌دارد.
ما قبلا این موضوع را بطور مفصل مورد بحث قرار داده‌ایم زیرا این امر به عوامل بسیاری از جمله بار، فضا، محیط زیست، فناوری، ساعات پشتیبانی و غیره بستگی‌دارد
که در هنگام انتخاب و نصب یک سیستم پنل‌خورشیدی مناسب مطابق با نیازهای ما، باید مورد توجه قرار گیرند. این پست را می توان در اینجا مشاهده‌کرد.
مقالات مرتبط:
نیروگاه دیزلی چیست و چگونه کارمی‌کند
راکتور هسته ای چیست و چگونه کارمی‌کند
نیروگاه هسته ای چیست و چگونه کارمی‌کند
نیروگاه حرارتی چیست و چگونه کارمی‌کند
نصب پنل‌خورشیدی