Ένα παράδειγμα υπολογισμού των ηλιακών συλλεκτών για ένα σπίτι

Είτε ομολογούμε στους εαυτούς μας είτε όχι, αυτό δεν αλλάζει την ουσία. Πολύ συχνά, όταν αρχίζουμε να εφαρμόζουμε τα σοβαρά, ιδιαίτερα λιγότερο σοβαρά μας σχέδια, παραμελούμε σχέδια ή υπολογισμούς. Αυτό, κατά κανόνα, δεν οδηγεί στα αναμενόμενα αποτελέσματα ή δεν αναμένεται ο συνολικός χρόνος ή το κόστος υλικών. Φυσικά, όλα πρέπει να ληφθούν υπόψη. Είναι απίθανο ότι κάποιος θα διαφωνήσει.

Όσον αφορά τους ηλιακούς συλλέκτες, ο υπολογισμός της ισχύος τους είναι απλώς απαραίτητος, αφού η παραμικρή απόκλιση σε οποιαδήποτε κατεύθυνση οδηγεί σε μια μεταβολή του κόστους των υλικών κατά μία τάξη μεγέθους.

Υπάρχει ένα ακόμη αναμφισβήτητο όφελος από τη διαδικασία υπολογισμού - σχηματίζεται μια συνειδητή και σαφής κατανόηση της διαδικασίας λειτουργίας του μελλοντικού ηλιακού σταθμού. Μόνο ένα άτομο που έχει λειτουργήσει αυτόνομο σύστημα τροφοδοσίας στο σπίτι του θα καταλάβει πλήρως τι σημαίνει αυτό.

Και αυτή η κατανόηση καταλήγει σε ένα πράγμα: πώς να αποθηκεύσετε κάθε Watt * ώρα ενέργειας που εξάγεται. Σε μια κατοικία η τροφοδοσία της οποίας πραγματοποιείται από ένα αυτόνομο σύστημα, δεν θα βλέπετε φώτα φωτισμού χωρίς ανάγκη, όπως συμβαίνει συχνά με την παραδοσιακή παροχή ρεύματος.

Κατά τη χρήση ενός ηλιακού σταθμού, ενδέχεται να εμφανίζονται στο σπίτι σας συσκευές όπως αισθητήρες κίνησης, χρονοδιακόπτες για αυτόματο έλεγχο φωτισμού, ένα ρελέ φωτογραφιών για τον έλεγχο εξωτερικού φωτισμού κ.λπ. Αυτό θα επανέλθει στο φυσιολογικό.

Μην εκπλαγείτε που αφιερώνω τόσο πολύ χρόνο σε αυτό το θέμα. Πρέπει να είναι γνωστό και κατανοητό. Κάποιος θα αποδώσει την ανάγκη να ελέγχει κάθε Watt * ώρα σε ελλείψεις, δεν θα συμφωνήσω μαζί του.

Καταρχάς, ας θυμηθούμε εκείνους που απλά δεν έχουν άλλες επιλογές για παροχή ηλεκτρικού ρεύματος. Δεύτερον, όταν αυτή η ισχυρή οικονομία ξαφνικά έγινε ένα μειονέκτημα! Πρέπει να παραδεχτείτε ότι θα ήταν σπατάλη να «πρηστεί» προφανώς περισσότερα χρήματα στο σύστημα τροφοδοσίας μόνο για να απορριφθεί η ενέργεια ανεξέλεγκτα.

Η αρχή του υπολογισμού ενός ηλιακού σταθμού είναι να υπολογίσετε το συνολικό φορτίο κατανάλωσης του σπιτιού σας. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα τέτοιων υπολογισμών σε διαφορετικές ερμηνείες, τόσο με περιγραφικό όσο και σε απευθείας σύνδεση. Σε αυτή την περίπτωση, δεν αξίζει να εφεύρουμε κάτι νέο. Κατ 'αρχάς, ο στόχος ορίζεται, τότε αναζητούνται τρόποι επίτευξής του. Επίσης εδώ: πρώτα, οι ανάγκες διευκρινίζονται και στη συνέχεια υπολογίζονται οι τεχνικές και υλικές δυνατότητες ικανοποίησης τους.

Υπολογισμός του συνολικού φορτίου κατανάλωσης

Αυτό είναι το πρώτο βήμα στον υπολογισμό. Ξεκινά με το γεγονός ότι παίρνετε ένα κενό φύλλο χαρτιού και πάνω του κάνετε μια λίστα με όλα τα όργανα και τις συσκευές που υποθέτετε ότι θα χρησιμοποιηθούν στο σπίτι. Για αρχάριους, κάντε αυτόν τον κατάλογο χωρίς να υποχωρήσετε στην ποσοτική και ποιοτική σύνθεση του. Στο πρώτο στάδιο του υπολογισμού, αν δεν έπρεπε να το κάνετε, είναι δύσκολο να καταλήξουμε στο ερώτημα εάν είναι σκόπιμο ή όχι να αφήσετε αυτή ή τη συσκευή αυτή στον κατάλογο. Θα προσθέσουμε, θα διαγράψουμε ή θα αντικαταστήσουμε μετά, όταν η σειρά των υλικών δαπανών θα είναι σαφής.

Εν τω μεταξύ, γράψτε:

• Λάμπα εξοικονόμησης ενέργειας

• Τηλεόραση

• Ηλεκτρική αντλία

• Σίδερο

• Laptop

• Ψυγείο

• Ηλεκτρικός βραστήρας

• Πλυντήριο ρούχων

• Φούρνος μικροκυμάτων

• Ηλεκτρική σκούπα

Το επόμενο βήμα είναι να μάθετε την κατανάλωση ενέργειας από κάθε συσκευή. Αυτό μπορεί να βρεθεί από τα διαβατήρια για τις συσκευές ή να δούμε τις ετικέτες στις ίδιες τις συσκευές, όπου ενδείκνυνται τα χαρακτηριστικά τους, συμπεριλαμβανομένης της κατανάλωσης ρεύματος. Σε μια ακραία περίπτωση, εάν δεν υπάρχουν διαβατήρια και ετικέτες, μπορείτε να βρείτε τις απαραίτητες πληροφορίες από τους διαχειριστές πωλήσεων στα καταστήματα. Και τέλος, έχετε το Internet στα χέρια σας, μπορείτε να αναζητήσετε αυτά τα δεδομένα μέσω των μηχανών αναζήτησης.

Έβαλα κατά προσέγγιση αριθμούς, μόνο για να δείξω τη σειρά των ενεργειών:

Εάν δώσατε προσοχή στις δύο πρώτες θέσεις, τότε, όπως μπορείτε να δείτε, χωρίζω τους λαμπτήρες με διαφορετική κατανάλωση ενέργειας. Δεν υπάρχει ανάγκη για μικρά και σπάνια επισκέπτοντα δωμάτια για να τοποθετήσετε τους λαμπτήρες τους ίδιους με τους χώρους καθιστικού. Και καθώς το επόμενο βήμα θα είναι να ορίσετε το συνολικό χρόνο λειτουργίας αυτών των συσκευών κατά τη διάρκεια της ημέρας, τότε δεν έχει νόημα ο συνδυασμός αυτών των λαμπτήρων σε μία θέση.

Καταγράψαμε τον αριθμό και τον συνολικό χρόνο εργασίας ανά ημέρα:

Τα αποτελέσματα στην τελευταία στήλη πρέπει να εξηγηθούν. Για παράδειγμα, εάν δεν χρησιμοποιείτε την ηλεκτρική σκούπα κάθε μέρα, αλλά μία φορά την εβδομάδα για 2 ώρες, τότε ο συνολικός χρόνος ανά μήνα θα είναι 2 X 4 = 8 ώρες, δηλ. ανά ημέρα 8 ώρες: 30 = 0,3 ώρες. Το ίδιο πράγμα με την αντλία. Αν χρειαστεί να αντλήσετε νερό, υποθέστε δύο φορές την εβδομάδα και η διαδικασία αυτή διαρκεί 2 ώρες, στη συνέχεια 2 Χ 2 = 4 ώρες, 4 X 4 = 16 ώρες, 16: 30 = 0,6 ώρες. Φυσικά, στρογγυλά επάνω.

Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε πόσο κάθε συσκευή καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια ανά ημέρα:

Το τελικό στάδιο του υπολογισμού της ημερήσιας κατανάλωσης είναι να προστεθούν όλα τα αποτελέσματα της τελευταίας στήλης. Το αποτέλεσμα θα είναι: 7919,8 W * ώρα ανά ημέρα.

Λοιπόν, ας πάμε κάτω στον υπολογισμό των ηλιακών συλλεκτών. Έχουμε μια ημερήσια κατανάλωση 7919,8 W * ώρα, από την οποία θα "σπρώξουμε".

Επιλογή της τάσης DC του συστήματος

Η επιλογή του επιπέδου τάσης του συστήματος είναι απαραίτητη, πρώτον, για την επιλογή των συσκευών του συστήματος ως προς τη συνοχή τους στην τάση, τον μετατροπέα, τον ελεγκτή φόρτισης της μπαταρίας, και δεύτερον, τα σχέδια σύνδεσης των ηλιακών μονάδων και των μπαταριών θα εξαρτηθούν από το μέγεθος αυτής της τάσης, τρίτον, για περαιτέρω υπολογισμούς των ηλιακών κυψελών.

Συνήθως, για τα αυτόνομα συστήματα τροφοδοσίας ενός ιδιωτικού κτιρίου κατοικιών, επιλέγονται είτε 12 V είτε 24 V. Φυσικά, εάν το σύστημα τροφοδοσίας δεν είναι πολύ ισχυρό και αυτό, η ισχύς του, δεν αναγκάζει να στραφεί σε τάση 36 V ή 48 V, για να μειώσει τα ρεύματα σε αλυσίδες και επομένως να είναι σε θέση να χρησιμοποιεί ένα καλώδιο μικρότερης διατομής, δηλαδή φθηνότερο.

Στην περίπτωσή μας, προτείνω να τηρήσετε την ακόλουθη λογική: εάν δεν σκοπεύετε να αυξήσετε το σύστημα τροφοδοσίας, αλλά υποθέστε ότι θα περιοριστεί σε 1000 W ή 2000 W, τότε αρκεί να σταματήσετε στα 12 V.

Σε περίπτωση που, αν σκοπεύετε να την αυξήσετε, επιπλέον, λειτουργήστε το χειμώνα, είναι λογικότερο να κατασκευάσετε ένα σύστημα 24 volt. Αυτό θα είναι λογικό επειδή σε ένα συγκεκριμένο στάδιο της λειτουργίας του συστήματος τροφοδοσίας, πιθανότατα θα φτάσετε στο αναπόφευκτο συμπλήρωμα του με μια ανεμογεννήτρια. Αυτό είναι λογικό και δίνει στο σύστημα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του όλο το χρόνο. Θα μιλήσουμε περισσότερο γι 'αυτό όταν αγγίζουμε το θέμα των ανεμογεννητριών.

Έτσι, για να μην αλλάξετε τις εγκατεστημένες συσκευές, είναι προτιμότερο να επιλέξετε αμέσως την επιλογή 24 V και στη συνέχεια μια ανεμογεννήτρια με έξοδο 24 V θα χωρέσει στο υπάρχον σας σύστημα χωρίς καμία δυσκολία.

Και έτσι. Ας υποθέσουμε ότι σταματάμε σε μια παραλλαγή συστήματος παροχής ηλεκτρικού ρεύματος 24 V. Κάνουμε αυτή την επιλογή στο παράδειγμά μας για να δείξουμε ένα πιο ξεκάθαρο παράδειγμα υπολογισμού. Κάνετε αυτό που νομίζετε ότι είναι απαραίτητο με βάση τα δεδομένα σας, φυσικά, λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω.

Προσδιορισμός της απαιτούμενης ποσότητας ενέργειας ανά ημέρα

Για να καθορίσουμε την απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας ανά ημέρα, πρέπει να υπολογίσουμε την τιμή ημερήσιας κατανάλωσης που υπολογίζεται από εμάς - 7919,8 W * ώρα, διαιρούμενο με την τάση συστήματος που επιλέξαμε - 24 V. Το αποτέλεσμα αυτής της διαίρεσης θα είναι 330 Α * ώρα.

Δεν πρέπει όμως να ξεχνάμε ότι ο ίδιος ο μετατροπέας καταναλώνει μέρος της ενέργειας για δικές του ανάγκες. Πρέπει λοιπόν να φροντίσουμε για το ενεργειακό απόθεμα γι 'αυτόν. Με βάση αυτό, πολλαπλασιάζουμε το αποτέλεσμα κατά 330 Α * ώρες με συντελεστή 1,2 και παίρνουμε 396 Α * ώρες.

Έτσι, υπολογίσαμε την ημερήσια ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την παροχή ενέργειας στους καταναλωτές μας. Και ήταν 396 Α * ώρα.

Τι δεν πρέπει να ξεχάσετε κατά την επιλογή των ηλιακών μονάδων

Αναμφίβολα, τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των φωτοβολταϊκών μονάδων είναι υψίστης σημασίας. Ισχύς, τάση, ρεύμα. Αλλά δεν μπορούμε παρά να δώσουμε προσοχή σε τέτοιες παραμέτρους όπως οι διαστάσεις, ο σχεδιασμός, το βάρος κ.λπ.

Ας δούμε τη λίστα με τα χαρακτηριστικά και τις παραμέτρους των συσκευών αυτών και ταυτόχρονα να σημειώσουμε πως μία ή άλλη τιμή αυτών των δεικτών μπορεί να επηρεάσει την περαιτέρω λειτουργία.

Τάση

Ξεκινάμε, φυσικά, με άγχος. Η επιλογή του ρυθμιστή φόρτισης της μπαταρίας, η επιλογή της τάσης της μπαταρίας και, κατά συνέπεια, το κύκλωμα της σύνδεσης τους θα εξαρτηθεί από την επιλογή τάσης.

Δεν υπάρχει dogma σε αυτή την επιλογή, μπορείτε να επιλέξετε οποιαδήποτε τάση. Αλλά! Το πιο σημαντικό είναι ότι είναι τυποποιημένο. Διαφορετικά, θα αντιμετωπίσετε τη δυσκολία επιλογής εξοπλισμού, όπως ελεγκτή χρέωσης, μετατροπέα και μπαταρίες. Ακόμα και με βάση μια τυποποιημένη γραμμή τάσεων, είναι λογικό να εξετάσουμε σε ποιες τάσεις υπάρχουν όλες οι απαραίτητες συσκευές. Αυτό είναι συνήθως 12 βολτ, 24 βολτ, 48 βολτ.

Εδώ πρέπει να κάνετε μια μικρή παρατήρηση. Έχετε δώσει προσοχή στο γεγονός ότι το μέγεθος της τάσης, και συνήθως δίνεται από δύο για τη φωτοβολταϊκή μονάδα (μέγιστη τάση ισχύος και τάση ανοικτού κυκλώματος), διαφέρει από το πρότυπο προς τα πάνω. Αυτό είναι απαραίτητο για να διασφαλιστεί η πλήρης φόρτιση των μπαταριών. Αυτό το περιθώριο έχει σκοπό να αντισταθμίσει τις απώλειες στο σύστημα και να λαμβάνει υπόψη τη λειτουργία της μονάδας σε πραγματικές συνθήκες όταν η ηλιακή ηλιορύθμιση δεν είναι ίση με 1000 W / m, η θερμοκρασία δεν αντιστοιχεί σε 25 βαθμούς Κελσίου.

Σταματήσαμε στα 12, 24, 48 Volts. Δεν έχει πλέον νόημα να επιλέγουμε άλλες ποσότητες για το λόγο ότι θα είναι πιο δύσκολο να βρεθεί, αν είναι απαραίτητο, μια συσκευή με διαφορετική τάση. Γιατί δημιουργείτε σκόπιμα δυσκολίες για τον εαυτό σας.

Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι ορισμένα δομοστοιχεία έχουν σχεδιαστεί για μη τυποποιημένες τάσεις και έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με μετατροπείς δικτύου. Για το λόγο αυτό, δεν μας ενδιαφέρουν.

Γενικά, η βασική αρχή της κατασκευής οποιουδήποτε συστήματος πρέπει να είναι -όποτε είναι δυνατόν- να αποφεύγεται η χρήση μοναδικών συσκευών. Οι μονάδες και οι συσκευές πρέπει να είναι στάνταρ και όσο το δυνατόν πιο προσιτές. Μόνο σε αυτή την περίπτωση θα εξασφαλίσετε τη συνεχή διαθεσιμότητα του συστήματός σας.

Ισχύς και ρεύμα

Φυσικά, κερδίζετε τη συνολική ισχύ από εκείνες τις μονάδες των οποίων η τάση αντιστοιχεί στο προηγουμένως επιλεγμένο για το σύστημα. Νομίζω ότι δεν πρέπει να υπενθυμίσουμε ότι πρέπει να έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά.

Συνδέοντας τους παράλληλα εάν η τάση καθενός από αυτά είναι ίση με την επιλεγμένη ή σε σειρά, στην περίπτωση που η τάση εκάστου από αυτά είναι μικρότερη από την επιλεγμένη τάση. Λοιπόν, σε σειρά και παράλληλα, για να παρέχει την συνολική ισχύ ενώ εξασφαλίζει την επιλεγμένη τάση του συστήματος. Ποιος χάθηκε το άρθρο "Το σχέδιο σύνδεσης ηλιακών συλλεκτών"Σας συνιστώ να διαβάσετε.

Αφού αποφασίσετε για τον αριθμό των μονάδων και το διάγραμμα σύνδεσης τους, μπορείτε να επιλέξετε τον ελεγκτή φόρτισης με βάση το ρεύμα που προκύπτει, επειδή έχει ήδη επιλεγεί η τάση του συστήματος.

Διαστάσεις και βάρος

Υπενθυμίζοντας μια τέτοια αλήθεια ότι κάθε πρόσθετη ηλεκτρική σύνδεση στο σύστημα αυξάνει την πιθανότητα βλάβης (κατανομή), καταλαβαίνουμε ότι μια ενιαία μονάδα που αντιστοιχεί στην απαιτούμενη ισχύ και τάση θα ήταν μια ιδανική επιλογή για εμάς. Ούτε επιπλέον συνδέσεις με εσάς, ούτε επιπλέον καλώδια για εσάς.

Αλλά καταλαβαίνουμε ότι αυτό είναι αδύνατο. Και σε γενικές γραμμές δεν είναι απαραίτητο. Δεν είναι απαραίτητο, μόνο και μόνο επειδή σε αυτή την περίπτωση στερούμε το σύστημα ευελιξίας μας, και η συντηρησιμότητα θα υποφέρει επίσης. Δεν μιλάω για βάρος, το οποίο θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο κατά την εγκατάσταση.

Θα είναι πολύ πιο δύσκολο να δημιουργηθεί το σύστημα, να αλλάξει η τάση του συστήματος, εάν αυτό ξαφνικά χρειαστεί. Επισκευάστε το δομοστοιχείο, τελικά. Και πάλι, υψηλή ταχύτητα. Αυτό επίσης δεν πρέπει να μειωθεί, επειδή θα τοποθετήσετε τις μονάδες σε μια επιφάνεια ανοιχτή σε όλους τους ανέμους.

Ωστόσο, χωρίς να ξεχνάμε την αλήθεια που αναφέρθηκε παραπάνω, πρέπει να δώσουμε προσοχή στις διαστάσεις των δομοστοιχείων από την άποψη της εγκατάστασης (όχι σε όλα τα μεγέθη θα επιτρέψει την εγκατάσταση χωρίς ανυψωτικούς μηχανισμούς), που τοποθετούνται στην οροφή (χωρίς σκίαση όλες τις ώρες της ημέρας).

Από την άλλη πλευρά, πολύ μικρό για να αλέσει με διαστάσεις - θα κοστίσει περισσότερο.

Σχεδιασμός

Ο σχεδιασμός διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο τόσο από άποψη λειτουργικών χαρακτηριστικών όσο και από οικονομική άποψη. Οι μονάδες χωρίς πλαίσιο, για παράδειγμα, θα κοστίζουν λιγότερο, αλλά μπορείτε να τις χρησιμοποιήσετε μόνο εάν έχετε την ευκαιρία να εκτελέσετε την εγκατάσταση με τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλίσετε την κανονική λειτουργία τους χωρίς πλαίσια.

Ή έχετε την ευκαιρία να φτιάξετε το δικό σας πλαίσιο και θα σας κοστίσει λιγότερο. Το ζήτημα της στεγανοποίησης της μονάδας θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη μόνο εφόσον συμβαίνει η επαφή με την οξείδωση της υγρασίας και της υγρασίας. Αυτό μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους.

Πράγματα όπως το γυαλί. Είναι διαφορετικά και η τιμή εξαρτάται επίσης από αυτό. Το συμβατικό γυαλί οδηγεί σε απώλειες μέχρι και 15% λόγω αντανάκλασης. Τα γυαλιά που μπορούν να αντέξουν τη φόρτιση μπορεί να είναι περιττά, αλλά έχει νόημα να θεωρούνται γυαλιά με υψηλό βαθμό διαφάνειας.

Συνέχεια του άρθρου:Επιλέγοντας ένα μετατροπέα και υπολογίζοντας την μπαταρία για έναν οικιακό σταθμό ηλιακής ενέργειας

Μπόρις Τσούπιλο