Kluczowe elementy pozasieciowego systemu zasilania energią słoneczną

Słoneczne dni to coś więcej niż tylko opalenizna: wykorzystując energię słoneczną, możesz obniżyć rachunki za prąd i zapewnić sobie elastyczność, aby pozostać w kontakcie, gdy nie masz dostępu do sieci.

Pomimo tego, jak onieśmielająca wydaje się energia słoneczna, przy pewnej podstawowej wiedzy na temat tego, co robią różne komponenty i jak bezpiecznie skonfigurować system, wyjście z sieci może być błyskawiczne!

Bezpieczeństwo przede wszystkim

Podczas budowania panelu słonecznego będziesz pracować z bardzo wysokimi napięciami i konieczne jest przestrzeganie odpowiednich wytycznych bezpieczeństwa. Oto cztery podstawowe zasady bezpieczeństwa, których należy przestrzegać:

1. Zawsze używaj grubszego drutu, niż uważasz, że potrzebujesz.
2. Zawsze podłączaj bezpieczniki do obwodu, zwłaszcza między panelami a baterią akumulatorów.
3. Zawsze używaj kontrolera ładowania, który poradzi sobie z ogromną mocą wytwarzaną przez panele słoneczne.
4. Zawsze zatrudniaj profesjonalistę, jeśli czujesz się niekomfortowo podczas pracy z wysokimi napięciami.

Niezbędniki

Elementy systemu elektrycznego poza siecią można podzielić na cztery kategorie: źródła, przechowywanie, połączenia i obciążenia.

Źródła: To one są źródłem elektryczności — w naszym przypadku same panele słoneczne.

Przechowywanie: Te komponenty przechowują energię elektryczną do późniejszego wykorzystania. Systemy słoneczne wykorzystują grupę akumulatorów o głębokim cyklu połączonych szeregowo, znanych jako bank akumulatorów.

Znajomości: Składają się one z elementów łączących system, takich jak przewody, kontrolery ładowania i bezpieczniki. Z punktu widzenia bezpieczeństwa, połączenia są obszarem, który najprawdopodobniej spowoduje problemy na drodze, chyba że zostaną podjęte odpowiednie środki ostrożności.

Masa: To są ostateczne cele; każdy element sprzętu wykorzystujący energię elektryczną jest obciążeniem. Obejmuje to falowniki do naszych urządzeń 120 V, a także wszelkie urządzenia 12 V, których możemy używać.

Wytwarzanie energii za pomocą paneli słonecznych

Panele słoneczne działają poprzez przekształcanie energii słonecznej w użyteczną energię elektryczną prądu stałego (prąd stały). Ten prąd stały jest następnie przechowywany w bateriach i wykorzystywany do zasilania naszych urządzeń.

Kiedy promienie słoneczne napotykają elementy fotowoltaiczne paneli słonecznych, energia jest przekazywana do znajdujących się w nich elektronów. Te wzbudzone elektrony krążą następnie wokół obwodu panelu słonecznego, od bieguna ujemnego do dodatniego, ładując nasze baterie i utrzymując włączone światła.

Panele słoneczne są ogólnie dostępne w dwóch wersjach, w oparciu o skład molekularny ich elementów fotowoltaicznych: czarny monokrystaliczny i niebieski polikrystaliczny.

W szerokich pociągnięciach panele Mono są bardziej wydajne i droższe. Panele Poly mogą być dobrym wyborem budżetowym; jednak może się okazać, że potrzeba więcej paneli Poly, aby uzyskać taką samą moc wyjściową generowaną przez mniej paneli Mono. Jeśli pracujesz z ograniczoną przestrzenią, na przykład na kamperze, panele Mono są dobrym rozwiązaniem.

Związane z: Niesamowite gadżety zasilane energią słoneczną, których powinien używać każdy dom

Przechowywanie energii w banku baterii

Istnieje wiele, wiele różnych rodzajów baterii; tak wielu, że wybór idealnych do swojego banku baterii może być nieco zniechęcający. Aby nieco uprościć, przy wyborze baterii pamiętaj o tych dwóch zasadach:

1. Zawsze używaj akumulatorów o głębokim cyklu — są one zaprojektowane tak, aby były równomiernie rozładowywane i utrzymywały swoją moc wyjściową. Używanie akumulatorów o płytkim cyklu, takich jak akumulatory samochodowe, spowoduje skrócenie żywotności banku akumulatorów.
2. Akumulatory o głębokim cyklu można na ogół rozładować tylko do połowy ich pełnej pojemności, zanim trzeba będzie je ponownie naładować. Rozważając zapotrzebowanie na baterię, spójrz na swoje dzienne zużycie energii i pomnóż je przez dwa.

Poza tymi dwiema złotymi zasadami wybór używanych baterii sprowadza się przede wszystkim do budżetu. W szczególności, jeśli wolisz zapłacić więcej z góry za bardziej wydajny, trwalszy bank akumulatorów litowych lub rozpocząć pracę za mniej pieniędzy dzięki bankowi akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Tworzyć połączenia

Przed złożeniem któregokolwiek z elementów musimy znać odpowiednią grubość drutu, prąd bezpieczników i maksymalną moc naszego kontrolera ładowania. Nie maszerowałbyś parady przez nowy most, nie zastanawiając się, ile może utrzymać; ta sama koncepcja tutaj.

Bezpieczna grubość drutu sprowadza się do tego, ile prądu będzie przez niego przepływać w danym momencie, a także do rzeczywistej potrzebnej długości drutu. Zbyt cienki drut może się stopić, powodując pożar elektryczny.

Aby obliczyć odpowiednią grubość lub grubość używanego drutu, domyślnie użyj kalkulatora grubości drutu, a następnie zwiększ grubość o jeden lub dwa. Zwróć uwagę, że wskaźniki drutu są odwrócone: większe wskaźniki używają mniejszych liczb i na odwrót. Tak więc, jeśli obliczysz, że bezpieczna grubość wynosi 10, użyj przewodu o grubości 8.

Ustalenie bezpiecznego natężenia prądu bezpiecznika jest znacznie prostsze niż obliczenie bezpiecznej grubości drutu. Po prostu podziel maksymalną moc (P) w watach obwodu przez napięcie (V) przez niego przepływające, aby uzyskać prąd (I) w amperach. To jest podstawowe równanie w fizyce, znane jako prawo Ohma:

Kontrolery ładowania regulują szybkość ładowania wchodzącego do banku akumulatorów z paneli słonecznych, aby zapewnić bezpieczną pracę. Jednostki te będą miały podaną na nich maksymalną moc wejściową. Jeśli używasz panelu słonecznego o mocy 400 W, będziesz potrzebować co najmniej 400 W mocy znamionowej dla kontrolera ładowania.

Związane z: Czy ochronniki przeciwprzepięciowe są konieczne?

Zasilanie Twoich urządzeń

Panele słoneczne generują prąd w postaci 12V DC. Chociaż 12 V wystarcza do zasilania świateł, ładowania telefonów lub uruchamiania wentylatorów, rodzi to problem: większość wszystkiego, czego używamy w naszych domach, jest zasilane prądem przemiennym 120 V (prąd zmienny). Uwaga: to napięcie sieciowe różni się w niektórych krajach, więc sprawdź ponownie.

Aby rozwiązać ten problem, używamy falownika. Falowniki działają poprzez konwersję 12 V DC na 120 V AC i są dostępne w dwóch odmianach, czystej fali sinusoidalnej lub zmodyfikowanej fali sinusoidalnej. Prawie we wszystkich przypadkach rozwiązaniem jest czysta sinusoida, zwłaszcza w przypadku korzystania z delikatnego sprzętu elektrycznego, takiego jak komputery lub konsole do gier.

Związane z: Jaka jest różnica między AC a DC i jak je przekonwertować?

Budowanie systemu energii słonecznej

Źródła, magazynowanie, połączenia i obciążenia: to elementy, które tworzą system słoneczny poza siecią. Zachowując odpowiednią ostrożność i wykonując kilka prostych obliczeń, możesz bezpiecznie zbudować niezawodny źródło energii elektrycznej, aby obniżyć rachunki za prąd i zapewnić łączność bez względu na to, gdzie jesteś są.

Jak domowe zestawy energii słonecznej mogą zapewnić Ci dostęp do Internetu podczas awarii

Chociaż generatory zasilane paliwami kopalnymi są dobrze poznane, to samo nie dotyczy domowych zestawów do zasilania energią słoneczną. W ofercie są tysiące produktów, z których każdy ma swoje zalety i wady. Które z nich są dla Ciebie odpowiednie?

Czytaj dalej

O autorze