Panel Surya Untuk Rumah: Diagram Aplikasi Dan Koneksi

2023 Pengarang: Douglas Hoggarth | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-11-26 20:18

Fitur energi matahari di garis lintang tengah
Kelayakan ekonomi
Jenis utama panel surya
Peralatan kompleks energi surya
Aplikasi rumah tangga

Panel surya untuk rumah. Diagram aplikasi dan koneksi

Fitur energi matahari di garis lintang tengah

Energi alternatif sangat menarik bagi penduduk garis lintang tengah. Bahkan di lintang utara, dosis radiasi harian rata-rata adalah 2,3-2,6 kWh / m ². Semakin dekat ke selatan - semakin tinggi indikator ini. Di Yakutsk, misalnya, intensitas radiasi matahari adalah 2,96, dan di Khabarovsk - 3,69 kWh / m ². Indikator pada bulan Desember berkisar dari 7% hingga 20% dari nilai tahunan rata-rata, dan pada bulan Juni dan Juli keduanya berlipat ganda.

Berikut adalah contoh penghitungan efisiensi panel surya untuk Arkhangelsk, wilayah dengan salah satu indikator intensitas radiasi matahari terendah:

Dimana:

Q adalah jumlah rata-rata radiasi matahari tahunan di wilayah tersebut (2,29 kWh / m ²);
K _dev - koefisien deviasi permukaan kolektor dari arah selatan (nilai rata-rata: 1,05);
P _nom - daya pengenal panel surya;
K _pot merupakan faktor kerugian pada instalasi listrik (0.85–0.98);
Q _isp adalah intensitas radiasi di mana panel diuji (biasanya 1000 kWh / m ²).

Tiga parameter terakhir ditunjukkan di paspor panel. Jadi, jika panel KVAZAR dengan daya nominal 0,245 kW beroperasi dalam kondisi Arkhangelsk, dan kerugian dalam instalasi listrik tidak melebihi 7%, maka satu blok fotosel akan menghasilkan sekitar 550 Wh. Oleh karena itu, untuk objek dengan konsumsi nominal 10 kWh, dibutuhkan sekitar 20 panel.

Kelayakan ekonomi

Waktu pengembalian modal panel surya mudah dihitung. Kalikan jumlah energi harian yang dihasilkan per hari dengan jumlah hari dalam setahun dan dengan masa pakai panel tanpa penurunan daya - 30 tahun. Instalasi listrik yang disebutkan di atas mampu menghasilkan rata-rata 52 hingga 100 kWh per hari, tergantung lamanya siang hari. Nilai rata-rata sekitar 64 kWh. Jadi, dalam 30 tahun pembangkit listrik, secara teori harus menghasilkan 700 ribu kWh. Dengan tarif satu bagian 3,87 rubel. dan biaya satu panel sekitar 15.000 rubel, biayanya akan terbayar dalam 4-5 tahun. Tapi kenyataannya lebih membosankan.

Faktanya adalah bahwa nilai radiasi matahari bulan Desember kurang dari rata-rata tahunan sekitar urutan besarnya. Oleh karena itu, pengoperasian pembangkit listrik yang sepenuhnya otonom di musim dingin membutuhkan panel 7-8 kali lebih banyak daripada di musim panas. Ini secara signifikan meningkatkan investasi, tetapi mengurangi waktu pengembalian modal. Prospek penerapan “tarif hijau” terlihat cukup menggembirakan, tetapi bahkan saat ini dimungkinkan untuk membuat kesepakatan untuk pasokan listrik ke jaringan dengan harga grosir yang tiga kali lebih rendah dari tarif eceran. Dan bahkan ini cukup untuk menjual 7-8 kali surplus listrik yang dihasilkan secara menguntungkan di musim panas.

Jenis utama panel surya

Ada dua jenis utama panel surya.

Sel surya silikon padat dianggap sebagai sel generasi pertama dan yang paling umum: sekitar 3/4 pasar. Ada dua jenis di antaranya:

monocrystalline (hitam) memiliki efisiensi tinggi (0,2-0,24) dan harga rendah;
polikristalin (biru tua) lebih murah untuk diproduksi, tetapi kurang efektif (0,12–0,18), meskipun efisiensinya berkurang lebih sedikit dalam cahaya yang tersebar.

Fotosel lembut disebut sel film dan dibuat dari penyemprotan silikon atau dengan komposisi multilayer. Sel silikon lebih murah untuk diproduksi, tetapi efisiensinya 2–3 kali lebih rendah daripada sel kristal. Namun, dalam cahaya yang tersebar (senja, keruh), mereka lebih efektif daripada kristal.

Beberapa jenis film komposit memiliki efisiensi sekitar 0,2 dan harganya jauh lebih mahal daripada elemen padat. Penggunaannya di pembangkit listrik tenaga surya sangat dipertanyakan: panel film lebih rentan terhadap degradasi dari waktu ke waktu. Area utama aplikasi mereka adalah pembangkit listrik bergerak dengan konsumsi energi yang rendah.

Panel hibrida termasuk, selain blok fotosel, kolektor - sistem tabung kapiler untuk memanaskan air. Keuntungan mereka tidak hanya dalam menghemat ruang dan kemungkinan pasokan air panas. Karena pendinginan air, sel surya kehilangan kinerja lebih sedikit saat dipanaskan.

Meja. Tinjauan pabrikan

Model SSI Solar LS-235 SOLBAT MCK-150 Solar CS5A-210M Kanada Chinal dan CHN300-72P Negara Swiss Rusia Kanada Cina Sebuah tipe Polycrystal Monokristal Monokristal Polycrystal Daya pada 1000 kWh / m ², W. 235 150 210 300 Jumlah elemen 60 72 72 72 Tegangan: tanpa beban / di bawah beban, V. 36.9 / 29.8 18/12 45.5 / 37.9 36.7 / 43.6 Arus: di bawah beban / hubung singkat, A 7.88 / 8.4 8.33 / 8.58 5.54 / 5.92 8.17 / 8.71 Berat, kg 19 12 15.3 24 Dimensi, mm 1650x1010x42 667x1467x38 1595x801x40 1950x990x45 harga, gosok. 13.900 10.000 14.500 18150

Peralatan kompleks energi surya

Baterai menghasilkan arus searah hingga 40 V. Untuk menggunakannya untuk keperluan rumah tangga, diperlukan sejumlah transformasi. Peralatan berikut bertanggung jawab untuk ini:

Baterai. Memungkinkan Anda menggunakan energi yang dihasilkan pada malam hari dan pada jam-jam dengan intensitas rendah. Baterai helium dengan tegangan nominal 12, 24, atau 48 V.
Pengontrol pengisian daya menjaga masa pakai baterai yang optimal dan mentransfer daya yang diperlukan kepada konsumen. Peralatan yang diperlukan disesuaikan dengan parameter baterai dan akumulator.
Inverter tegangan mengubah DC ke AC dan memiliki sejumlah fungsi tambahan. Pertama, inverter menetapkan prioritas sumber tegangan, dan jika ada kekurangan daya, inverter akan "mencampur" daya dari yang lain. Inverter hibrida juga memungkinkan kelebihan energi yang dihasilkan untuk disalurkan ke jaringan kota.

1 - panel surya 12 V; 2 - panel surya 24 V; 3 - pengontrol muatan; 4 - baterai 12 V; 5 - pencahayaan 12V; 6 - inverter; 7 - otomatisasi "rumah pintar"; 8 - blok baterai 24 V; 9 - generator darurat; 10 - konsumen utama 220 V

Aplikasi rumah tangga

Panel surya benar-benar dapat digunakan untuk tujuan apa pun: mulai dari mengkompensasi energi yang diterima dan memasok saluran individu hingga otonomi penuh sistem tenaga, termasuk pemanas dan pasokan air panas. Dalam kasus terakhir, peran penting dimainkan oleh aplikasi skala besar dari teknologi hemat energi - recuperators dan pompa panas.

Dalam penggunaan campuran, energi matahari menggunakan inverter. Dalam hal ini, daya dapat diarahkan ke pengoperasian jalur atau sistem individu, atau untuk sebagian mengkompensasi penggunaan listrik kota. Contoh klasik dari sistem tenaga yang efisien adalah pompa panas yang ditenagai oleh pembangkit listrik tenaga surya kecil dengan paket baterai.

1 - jaringan kota 220 V; 2 - panel surya 12 V; 3 - pencahayaan 12V; 4 - inverter; 5 - pengontrol muatan; 6 - konsumen utama 220 V; 7 - baterai

Secara tradisional, panel dipasang di atap bangunan, dan dalam beberapa solusi arsitektur mereka sepenuhnya menggantikan penutup atap. Dalam hal ini, panel harus diorientasikan ke sisi selatan sedemikian rupa sehingga timbulnya sinar pada bidang tegak lurus.