Полупроводничке плоче које претварају енергију сунца у електричну енергију обично се постављају са једном сврхом - да осигурају рад кућанских уређаја. Ови ентузијасти не стају ту и покушавају прилагодити соларне панеле за грејање куће. Предлажемо да размотримо ову идеју, размотрите могуће методе грејања помоћу фотонапонских панела. Профитабилност алтернативних електрана и друга финансијска питања немају смисла, то је засебно питање.
Како ради соларна електрана
Нећемо вам одузети време и разговарати о томе како полуводички модули генеришу струју. Али ако желите да организујете соларно грејање приватне куће, морате да замислите принцип фотонапонске станице и знате све нијансе које утичу на њену снагу.
Соларна електрана (СЕС) се састоји од следећих елемената (приказаних на дијаграму испод):
- један или више плоча које примају зрачење сунца;
- пуњиве батерије (батерије) које акумулирају произведену електричну енергију;
- контролер надгледа ниво напуњености, усмерава струју у жељени круг;
- претварач претвара константни напон соларних панела у наизменичну струју 220 В.
Занимљива поента. Цена модула није већа од 30% трошкова комплетног комплета опреме. Преосталих 70% чине батерије, претварач и контролер. Прибор се бира за један радни напон од 12, 24 или 48 волти.
Поједностављујемо алгоритам система:
- Током дневног времена, батерије стварају струју кроз регулатор.
- Електронска јединица процењује ниво напуњености батерије, а затим енергију усмерава на жељену линију - за пуњење или према потрошачу (ка претварачу).
- Инвертерска јединица претвара једносмерну струју у променљиву струју са стандардним параметрима - 220 В / 50 Хз.
Постоје 2 врсте контролера - ПВМ и МППТ. Разлика између ова два састоји се у начину пуњења елемената снаге и величине губитака напона. МППТ блокови су савременији и економичнији. Користе се различите батерије: оловна киселина, гел и тако даље.
Ако планирате да користите неколико модула, они се међусобно повезују на 3 начина:
- Шема паралелног повезивања омогућава вам да повећате струју у кругу. "Негативни" контакти свих батерија су повезани у једну линију, "плус" контакти у другу. Излазни напон остаје непромењен.
- Употреба серијског кола омогућава повећање излазног напона. Терминал „минус“ првог панела повезује се са „плусом“ другог и тако даље.
- Комбинована метода се користи када морате променити оба параметра - јачину струје и напон. Неколико модула је повезано у серију, а затим је група повезана у заједничку мрежу паралелно са другим сличним групама.
Колико соларних панела је потребно да бисте загревали кућу
Чини се да је све једноставно. Отприлике 10 кВ = 10 000 вата топлотне енергије биће употребљено за грејање мале сеоске викендице од 100 м². Ово је 100 панела од 0,1 кВ или 34 велика модула снаге 300 В. На кров куће не можете ставити толико батерија, али о стану нема говора.
Референце. Величина 1 фотонапонске ћелије снаге 100 В, произведене поликристалном технологијом, је око 1020 к 700 мм или 0,71 м². Слична батерија од 300 В заузет ће 1,68 м² (170 к 99 цм).
Одмах ћемо извршити резервацију, резултат је нетачан, јер не узима у обзир карактеристике рада система соларне енергије:
- Фотонапонски модул пружа максималну снагу када зраке падну под углом од 90 ° према равнини батерије.Ако не направите трацкер - механизам за праћење који ротира плочу након кретања сунца, губимо око 40% енергије. С друге стране, такав уређај такође троши електричну енергију.
- Количина соларне радијације на 1 м² - инсолација - зависи од региона пребивалишта, надморске висине и засјењеног подручја. Ови фактори директно утичу на перформансе батерије.
- Временом, полуводички премаз модула пропада, што резултира губитком отприлике 1% електричне енергије годишње.
- Ако се сунчеви фотоелектрични слој прегрева, перформансе панела такође смањују.
- Мали део енергије се губи у припадајућој опреми - претварачима, контролерима, батеријама. Ово је банално загревање делова - трансформатора, микро-склопова и других елемената.
- Када је радна површина загађена прашином или прекривена снегом, настају додатни губици.
- Имајте на уму да би сунце грејало зими, произведена електрична енергија требало би да буде довољна за грејање куће и пуњење батерија преко ноћи.
Закључак. Универзални прорачун електричне снаге батерија погодан за све земље и регионе не постоји. Али број који је најављен изнад 10 кВ мора се удвостручити (најмање) да би се постигао пристојан резултат у пракси. Требат ће вам плоче од 200 стотина вати које покривају површину већу од 140 м².
Постоји поуздан начин да се добију тачни подаци о инсолацији и израчунају перформансе соларних панела контактирајући вашу локалну инсталациону компанију. Или проучите карту инсолације тог подручја.
Предлажемо да кренете другим путем - да искористите искуства власника соларних аутономних електрана, прочитајте њихове критике на тематским форумима. Пронађите тамо кориснике који живе у вашем подручју ако желите да добијете стварне бројеве бесплатно. Ево неколико примера:
- Аутономни систем соларног напајања, смештен у Лењинградској области, Русија. Инсталирано је 6 панела сваки од 0,22 кВ (укупно 1,32 кВ), а највећа снага зимског дана без облака је 1,157 вата. О овој теми се расправља на чувеном форуму на руском језику.
- Анапа, перформансе батерије - 2,2 кВ, број није наведен. Током дневног времена, електрана производи око 9 кВ.
- Москва, СЕС снага 2,64 кВ. Током читавог јуна инсталација је произвела 304 кВ енергије.
Белешка. На овој адреси ћете пронаћи критике и остале корисне податке о раду СЕС-а.
Имајте на уму: узели смо у обзир само соларну енергију за грејање, грејање воде и остале потребе домаћинстава. Како израчунати број батерија у пракси, погледајте у видеу:
Прави начини грејања
Као што разумете њихово претходно, прилично је тешко (и скупо) реализовати потпуно електрично грејање куће са соларним плочама. Неће сваки власник одлучити да купи и угради плоче на површини од 100-150 м² како би загрејао малу кућу или викендицу. Дакле, схема електричног котла + водног система + радијатори гријања нестаје.
Али идеју грејања соларним модулима још увек не можемо назвати утопијом. Наводимо опције које су власници кућа спровели у пракси:
- плоче плус инвертерски клима уређаји са коефицијентом ефикасности ЦОП 3,5–4;
- спајање батерија директно на електричне гријаче без претварача;
- изградња пуне соларне електране, продаја електричне енергије држави, приход се плаћа за традиционално грејање.
Додатак. О употреби панела као додатних извора енергије за основно грејање нема смисла разговарати - ово је очигледно решење.
Кренимо од треће опције која је интересантна за предузетнике. У земљама где је држава успоставила такозвану зелену тарифу, власник куће може да прима струју из обновљивих извора и даје је заједничкој енергетској мрежи и доноси профит.Односно, власник куће набавља исте 200-300 соларних панела, али продаје енергију по повољној цени и не троши много узалуд.
На пример, у Украјини, зелена тарифа премашује уобичајену 3 пута (од јуна 2019.). Потребно је издржати 1 услов: минимални капацитет СЕС је 30 кВ. Изградите електрану, опскрбите се енергијом и купујете три пута јефтиније.
Преостале две опције биће размотрене детаљније.
Клима уређај
Метода се заснива на ефикасности инвертерских сплит система који испоручују четири пута више топлоте у унутрашњост куће од потрошње енергије. Како реализовати такво грејање:
- Пре свега, максимизирамо губитак топлоте зграде - изолирамо зидове, под и кров, уградимо прозоре који штеде енергију. Идеалан показатељ потрошње топлоте за кућу од 100 м² - 6 кВ.
- Купујемо 2 клима уређаја са инвертерским компресорима који раде на негативној улици. Укупне перформансе јединица треба да буду једнаке губитку топлоте куће, у нашем случају - 6 кВ. Потрошња таквих „делића“ неће прелазити 2 кВ.
- Инсталирамо соларну станицу која може обезбедити климатизацију свакодневно.
- За грејање у најхладнијим данима вреди инсталирати било који традиционални извор топлоте - бојлер, пећ на дрва.
Видео запис на крају овог одељка потврђује да је описани круг у потпуности оперативан. Један значајан минус: при негативној температури ефикасност клима уређаја нагло се смањује, а то не можете без помоћи котла. У умереним и северним климама, соларни модули сами не могу да се носе.
Белешка. Већина инвертерских сплит система може функционисати у мразима до -15 ° Ц. Ефикасност ЦОП-а је смањена на 1,5–2 (ствара се двоструко више топлоте од потрошње електричне енергије).
Употреба локалних грејача
Говоримо о значајном смањењу трошкова система у случају употребе непретенциозних потрошача - обичних грејних вентилатора. Због недостатка претварача, 12-волтни гријачи ће морати бити повезани са соларним модулима (можете узети аутомобил или то учинити сами).
Како саставити соларни генератор:
- Инсталирамо потребни број батерија радног напона од 12 волти.
- Повезујемо их са жицама од 2,5 мм² према доњем дијаграму - без претварача.
- Повезујемо терет - грејач вентилатора мале снаге од 12 В.
Испод у видеу, специјалиста детаљно описује све нијансе такве везе. Метода је погодна за грејање појединачних просторија са грејачима вентилатора 1–1,5 кВ. Теже је гријати цијелу кућу - потребно је саставити неколико засебних кругова са соларним плочама како не бисте повећали попречни пресјек жица.
Коначни закључак
Врло је тешко направити потпуно грејање приватне куће са соларним плочама. Једини мање или више реалан сценарио је употреба сплит система или, боље речено, геотермална топлотна пумпа, мало зависна од температуре на улици. Инсталација троши мало електричне енергије, тако да може радити од кућног СЕС-а.
Из чланка смо посебно изузели финансијска питања, јер смо говорили о техничким проблемима. Али морате да схватите да опрема соларне енергије - батерије, батерије, претварачи и управљачке јединице - кошта много новца. Да бисте успешно решили проблем, морате бити добро зарађени ентузијаст.
Круг са вакуумским разводницима повезаним са индиректним грејачем воде биће јефтинији. Али ова опција има својих потешкоћа, на пример, акумулација топлоте и стагнација колектора током топлоте. Не постоји лако решење тешког задатка искориштавања соларне енергије.