Panel semikonduktor yang mengubah tenaga matahari menjadi elektrik biasanya dipasang untuk satu tujuan - untuk memastikan pengoperasian peralatan rumah tangga. Peminat ini tidak berhenti di situ dan cuba menyesuaikan panel solar untuk memanaskan rumah. Kami mencadangkan untuk membincangkan idea ini, pertimbangkan kemungkinan kaedah pemanasan menggunakan panel fotovoltaik. Keuntungan dari loji janakuasa alternatif dan masalah kewangan lain tidak masuk akal, ini adalah masalah yang berasingan.
Bagaimana loji tenaga solar berfungsi
Kami tidak akan meluangkan masa anda dan membincangkan bagaimana modul semikonduktor menghasilkan arus. Tetapi jika anda ingin mengatur pemanasan solar rumah persendirian, anda perlu membayangkan prinsip stesen fotovoltaik dan mengetahui semua nuansa yang mempengaruhi kuasanya.
Loji tenaga suria (SES) terdiri daripada unsur-unsur berikut (ditunjukkan dalam rajah di bawah):
- satu atau lebih panel yang menerima sinaran dari matahari;
- bateri boleh dicas semula (bateri) yang mengumpul elektrik yang dihasilkan;
- pengawal memantau tahap cas, mengarahkan arus ke litar yang dikehendaki;
- penyongsang menukar voltan malar panel suria menjadi arus bolak 220 V.
Titik menarik. Harga modul tidak lebih daripada 30% daripada kos set peralatan yang lengkap. Selebihnya 70% adalah bateri, unit penyongsang dan pengawal. Aksesori dipilih untuk satu voltan operasi 12, 24 atau 48 volt.
Kami mempermudah algoritma sistem:
- Pada waktu siang, bateri menghasilkan arus melalui pengawal.
- Unit elektronik menganggarkan tahap pengecasan bateri, kemudian mengarahkan tenaga ke saluran yang dikehendaki - untuk mengecas atau kepada pengguna (ke penyongsang).
- Unit penyongsang menukar arus terus menjadi arus bolak dengan parameter standard - 220 V / 50 Hz.
Terdapat 2 jenis pengawal - PWM dan MPPT. Perbezaan antara keduanya terdiri dalam kaedah mengecas elemen kuasa dan besarnya kehilangan voltan. Blok MPPT lebih moden dan ekonomi. Bateri yang berbeza digunakan: asid plumbum, gel, dan sebagainya.
Sekiranya anda merancang untuk menggunakan beberapa modul, maka mereka saling berkaitan dengan 3 cara:
- Skema sambungan selari membolehkan anda meningkatkan arus dalam litar. Kenalan "negatif" semua bateri disambungkan ke satu talian, kenalan "tambah" ke yang lain. Voltan keluaran tetap tidak berubah.
- Penggunaan litar bersiri memungkinkan untuk meningkatkan voltan keluaran. Terminal "tolak" panel pertama menghubungkan ke "tambah" yang kedua dan seterusnya.
- Kaedah gabungan digunakan apabila anda perlu mengubah kedua parameter - kekuatan dan voltan semasa. Beberapa modul dihubungkan secara bersiri, kemudian satu kumpulan disambungkan ke rangkaian bersama selari dengan kumpulan lain yang serupa.
Berapa banyak panel solar yang anda perlukan untuk memanaskan rumah
Nampaknya semuanya sederhana. Lebih kurang 10 kW = 10.000 watt tenaga haba akan digunakan untuk memanaskan sebuah pondok negara kecil seluas 100 m². Ini adalah 100 panel 0.1 kW atau 34 modul besar 300 watt. Anda tidak boleh meletakkan banyak bateri di bumbung rumah, tetapi tidak ada perbincangan mengenai apartmen.
Rujukan. Saiz 1 sel fotovoltaik dengan kekuatan 100 W, dihasilkan oleh teknologi polikristalin, kira-kira 1020 x 700 mm atau 0,71 m². Bateri 300 W yang serupa akan menempati 1.68 m² (170 x 99 cm).
Kami akan membuat tempahan dengan segera, hasil yang diperoleh tidak betul, kerana tidak mengambil kira spesifik sistem tenaga suria operasi:
- Modul fotovoltaik memberikan daya maksimum apabila sinar jatuh pada sudut 90 ° ke satah bateri.Sekiranya anda tidak membuat pelacak - mekanisme penjejakan yang memutar panel selepas pergerakan cahaya matahari, kita akan kehilangan sekitar 40% tenaga. Sebaliknya, peranti seperti itu juga menghabiskan elektrik.
- Jumlah sinaran suria per 1 m² - insolasi - bergantung pada kawasan tempat tinggal, ketinggian, dan kawasan berlorek. Faktor-faktor ini secara langsung mempengaruhi prestasi bateri.
- Dari masa ke masa, lapisan semikonduktor modul merosot, akibatnya, kira-kira 1% kuasa elektrik hilang setiap tahun.
- Sekiranya lapisan fotolistrik terlalu panas oleh cahaya matahari, prestasi panel juga menurun.
- Sebilangan kecil tenaga hilang dalam peralatan yang berkaitan - penyongsang, pengawal, bateri. Ini adalah pemanasan dangkal bahagian - transformer, litar mikro, dan elemen lain.
- Apabila permukaan kerja tercemar dengan debu atau ditutup dengan salji, kerugian tambahan akan berlaku.
- Perhatikan bahawa untuk panas matahari pada musim sejuk, elektrik yang dihasilkan harus cukup untuk memanaskan rumah dan mengisi bateri semalaman.
Kesimpulannya. Pengiraan universal kuasa elektrik bateri yang sesuai untuk semua negara dan wilayah tidak ada. Tetapi angka yang diumumkan melebihi 10 kW perlu digandakan (sekurang-kurangnya) untuk mendapatkan hasil yang baik dalam latihan. Anda memerlukan panel 200 ratus watt seluas lebih dari 140 m².
Terdapat kaedah yang boleh dipercayai untuk mendapatkan data insolasi yang tepat dan mengira prestasi panel solar dengan menghubungi syarikat pemasangan tempatan anda. Atau kaji sendiri peta insolasi kawasan tersebut.
Kami mencadangkan jalan yang lain - untuk menggunakan pengalaman pemilik loji kuasa autonomi solar, baca ulasan mereka di forum tematik. Cari di sana pengguna yang tinggal di kawasan anda jika anda ingin mendapatkan nombor sebenar secara percuma. Berikut adalah beberapa contoh:
- Sistem bekalan kuasa solar autonomi, terletak di wilayah Leningrad, Rusia. 6 panel masing-masing 0.22 kW (total 1.32 kW) dipasang, daya puncak pada hari tanpa awan musim sejuk ialah 1,157 watt. Topik ini dibincangkan di forum berbahasa Rusia yang terkenal.
- Anapa, prestasi bateri - 2.2 kW, jumlahnya tidak ditunjukkan. Pada waktu siang, loji kuasa menghasilkan kira-kira 9 kW.
- Moscow, kuasa SES 2.64 kW. Sepanjang bulan Jun, pemasangan menghasilkan tenaga 304 kW.
Nota. Anda akan mendapat ulasan dan data berguna lain mengenai operasi SES di alamat ini.
Harap maklum: kami mengambil kira hanya tenaga suria untuk pemanasan, pemanasan air dan keperluan isi rumah lain yang tidak diambil kira. Cara mengira bilangan bateri dalam praktiknya, lihat video:
Kaedah pemanasan sebenar
Seperti yang anda ketahui di atas, agak sukar (dan mahal) untuk mewujudkan pemanasan elektrik penuh rumah dengan panel solar. Tidak setiap pemilik akan memutuskan untuk membeli dan memasang panel di kawasan seluas 100-150 m² untuk memanaskan rumah atau pondok kecil. Jadi, skema dandang elektrik + sistem air + radiator pemanasan hilang.
Tetapi idea pemanasan dengan modul suria masih tidak boleh disebut utopia. Kami menyenaraikan pilihan yang dilaksanakan oleh pemilik rumah dalam praktiknya:
- panel ditambah penyaman udara penyongsang dengan pekali kecekapan COP 3.5–4;
- menyambungkan bateri terus ke pemanas elektrik tanpa penyongsang;
- pembinaan stesen janakuasa penuh, penjualan elektrik ke negeri ini, hasilnya dibayar untuk pemanasan tradisional.
Penambahan. Penggunaan panel sebagai sumber tenaga tambahan untuk pemanasan asas tidak masuk akal untuk dibincangkan - ini adalah penyelesaian yang jelas.
Mari kita mulakan dengan pilihan ketiga, yang menarik untuk usahawan. Di negara-negara di mana negara telah menetapkan apa yang disebut tarif hijau, pemilik rumah dapat menerima elektrik dari sumber yang dapat diperbaharui dan memberikannya ke rangkaian tenaga umum, menghasilkan keuntungan.Maksudnya, pemilik rumah memperoleh panel solar 200-300 yang sama, tetapi menjual tenaga dengan harga yang baik, dan tidak banyak membazirkan sia-sia.
Contohnya, di Ukraine, tarif hijau melebihi 3 kali biasa (sehingga Jun 2019). Adalah perlu untuk menahan 1 keadaan: kapasiti minimum SES ialah 30 kW. Bina loji kuasa, bekalkan tenaga ke grid, dan anda beli tiga kali lebih murah.
Selebihnya 2 pilihan akan dipertimbangkan dengan lebih terperinci.
Penyaman udara
Kaedah ini berdasarkan keberkesanan sistem pemecah penyongsang yang memberikan empat kali lebih banyak haba ke bahagian dalam rumah daripada tenaga yang digunakan. Bagaimana untuk mewujudkan pemanasan seperti itu:
- Pertama sekali, kami memaksimumkan kehilangan haba bangunan - kami melindungi dinding, lantai dan bumbung, memasang tingkap yang cekap tenaga. Petunjuk penggunaan haba yang ideal untuk kediaman 100 m² - 6 kW.
- Kami membeli 2 penghawa dingin dengan pemampat penyongsang yang beroperasi pada suhu jalan negatif. Keseluruhan prestasi unit harus sama dengan kehilangan haba rumah, dalam kes kami - 6 kW. Penggunaan "pemisahan" sedemikian tidak akan melebihi 2 kW.
- Kami memasang stesen solar yang mampu menyediakan penyaman udara sepanjang masa.
- Untuk pemanasan pada hari paling sejuk, perlu memasang sumber haba tradisional - dandang, dapur kayu.
Video di akhir bahagian ini mengesahkan bahawa litar yang dijelaskan beroperasi sepenuhnya. Satu tolak yang ketara: pada suhu negatif, kecekapan penghawa dingin menurun dengan mendadak, anda tidak dapat melakukannya tanpa dandang. Di iklim sederhana dan utara, modul suria sahaja tidak dapat mengatasi.
Nota. Sebilangan besar sistem pemecah penyongsang boleh berfungsi dalam keadaan beku hingga -15 ° C. Kecekapan COP dikurangkan menjadi 1.5–2 (dua kali lebih banyak haba dihasilkan semasa penggunaan elektrik).
Penggunaan pemanas tempatan
Kami bercakap mengenai pengurangan kos sistem yang ketara sekiranya menggunakan pengguna yang tidak bersahaja - pemanas kipas biasa. Oleh kerana kekurangan penyongsang, pemanas 12 volt harus disambungkan ke modul suria (anda boleh menaiki kereta atau melakukannya sendiri).
Cara memasang penjana tenaga suria:
- Kami memasang bilangan bateri yang diperlukan dengan voltan operasi 12 volt.
- Kami menghubungkannya dengan wayar 2.5 mm² mengikut rajah di bawah - tanpa penyongsang.
- Kami menyambungkan beban - pemanas kipas kuasa rendah 12 V.
Di bawah ini dalam video, pakar menerangkan secara terperinci semua nuansa hubungan sedemikian. Kaedah ini sesuai untuk memanaskan bilik individu dengan pemanas kipas 1–1.5 kW. Lebih sukar untuk memanaskan seluruh rumah - anda perlu memasang beberapa litar berasingan dengan panel solar agar tidak meningkatkan keratan rentas wayar.
Kesimpulan akhir
Untuk membuat pemanasan penuh rumah persendirian dengan panel solar sangat sukar. Satu-satunya senario yang lebih realistik ialah penggunaan sistem perpecahan, atau lebih baik, pam haba panas bumi, sedikit bergantung pada suhu jalan. Pemasangannya memakan sedikit elektrik, jadi ia dapat berfungsi dari SES rumah.
Kami secara khusus mengecualikan masalah kewangan dari artikel ini, kerana kami membincangkan masalah teknikal. Tetapi anda perlu memahami bahawa peralatan tenaga suria - bateri, bateri, penyongsang dan unit kawalan - memerlukan banyak wang. Untuk berjaya menyelesaikan masalah, anda perlu menjadi peminat yang berpengalaman.
Litar dengan manifold vakum yang disambungkan ke pemanas air tidak langsung akan lebih murah. Tetapi pilihan ini mempunyai kesukaran tersendiri, misalnya, pengumpulan haba dan genangan pengumpul semasa panas. Tidak ada penyelesaian mudah untuk tugas sukar memanfaatkan tenaga suria.