Υπολογισμός ηλιακής ενέργειας για το σπίτι

Το ζήτημα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με εναλλακτικές μεθόδους είναι αρκετά σημαντικό στην εποχή μας. Μία από τις επιλογές για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι είναι η εγκατάσταση ενός σταθμού ηλιακής ενέργειας. Αυτή η επιλογή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετη εναλλακτική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας ή ως η κύρια εναλλακτική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας, εάν υπάρχει καθήκον παροχής ηλεκτρικού ρεύματος στο σπίτι λόγω απουσίας της δυνατότητας σύνδεσης με ηλεκτρικά δίκτυα, για παράδειγμα λόγω της απόστασης.

Το πρώτο στάδιο στην εφαρμογή αυτής της ιδέας είναι ο υπολογισμός του μέλλοντος σταθμού ηλιακής ενέργειας. Σε αυτό το άρθρο, δίνουμε συστάσεις που θα βοηθήσουν να υπολογιστεί σωστά η απαιτούμενη ισχύς ενός μελλοντικού σταθμού ηλιακής ενέργειας και να αξιολογηθεί σωστά η πιθανότητα εφαρμογής αυτής της ιδέας ανάλογα με διάφορους παράγοντες.

Δεδομένα προέλευσης

Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να καθορίσουμε ποια καθήκοντα πρέπει να εκπληρώσει μια μελλοντική μονάδα παραγωγής ενέργειας. Το πιο σημαντικό ζήτημα είναι η διαθεσιμότητα κεντρικού τροφοδοτικού και η αξιοπιστία του.

Πρώτη επιλογή

Το σπίτι συνδέεται με ηλεκτρικά δίκτυα, αλλά το τροφοδοτικό δεν είναι αξιόπιστο και υπάρχει πρόβλημα συχνών διακοπών ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν οι εργασίες που πρέπει να εκτελεί ένας οικιακός ηλιακός σταθμός.

Εάν οι διακοπές λειτουργίας είναι σύντομες, το καθήκον μιας εναλλακτικής πηγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι να παρέχει ενέργεια στις σημαντικότερες ηλεκτρικές συσκευές.

Είναι απαραίτητο να αναλυθούν οι ηλεκτρικές συσκευές που θα χρησιμοποιηθούν κατά την περίοδο διακοπής ρεύματος και να καταγραφεί η ισχύς και ο χρόνος λειτουργίας τους για περαιτέρω υπολογισμούς.

Δεύτερη επιλογή

Τα ίδια αρχικά δεδομένα όπως και στην πρώτη έκδοση, αλλά οι διακοπές στην τροφοδοσία ρεύματος είναι μακρά και απαιτείται η υλοποίηση μιας εφεδρικής πηγής τροφοδοσίας, που παρέχει όλες τις απαραίτητες οικιακές ηλεκτρικές συσκευές που λειτουργούν καθημερινά στο σπίτι. Καταγράφουμε επίσης την ισχύ και τη διάρκεια των ηλεκτρικών συσκευών.

Τρίτη επιλογή

Το σπίτι δεν έχει σύνδεση με ηλεκτρικά δίκτυα και δεν υπάρχει δυνατότητα σύνδεσης για έναν ή άλλο λόγο. Σε αυτή την περίπτωση, ο ηλιακός σταθμός θα λειτουργήσει ως η κύρια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για το σπίτι.

Αν το ζήτημα της τροφοδοσίας στο σπίτι απευθύνεται για πρώτη φορά, τότε είναι απαραίτητο να σκεφτούμε ποια ηλεκτρικά μηχανήματα πρόκειται να λειτουργήσουν στο σπίτι και να επιλέξουν τη δύναμή τους, σύμφωνα με την αρχή της οικονομίας, δηλαδή να επιλέξουν την ελάχιστη ισχύ, αφού το κόστος ενός ηλιακού σταθμού εξαρτάται άμεσα από τη δύναμή του.

Η υλοποίηση της ιδέας ενός ηλιακού σταθμού είναι αρκετά δαπανηρή, οπότε πρέπει να προσεγγίζετε πολύ υπεύθυνα το ζήτημα του υπολογισμού των μελλοντικών φορτίων και να εξετάζετε όλες τις πιθανές επιλογές.

Υπολογισμός φορτίων ηλεκτρικών συσκευών

Κατά τον υπολογισμό των φορτίων ηλεκτρικών συσκευών, είναι απαραίτητο να εξεταστεί ξεχωριστά κάθε μία από τις ηλεκτρικές συσκευές, αναλύοντας όλες τις πιθανές αποχρώσεις της λειτουργίας της.

Είναι άμεσα απαραίτητο να εξαλείψουμε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές των οποίων οι λειτουργίες μπορούν να υλοποιηθούν με άλλο τρόπο, χωρίς τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.

Αναφέρουμε τις ηλεκτρικές συσκευές που δεν είναι πρακτικές για την τροφοδοσία από σταθμό ηλιακής ενέργειας και την αντίστοιχη εναλλακτική αντικατάσταση:

• ηλεκτρικό φούρνο, ηλεκτρικό βραστήρα, ηλεκτρικές θερμάστρες. Αν ένας ηλεκτρικός κλίβανος χρησιμοποιείται για το μαγείρεμα στο σπίτι, τότε σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, μπορείτε να φτιάξετε έναν κλίβανο στερεών καυσίμων, όπου μπορείτε να μαγειρεύετε φαγητό, θερμό νερό και επίσης να τον χρησιμοποιείτε για τη θέρμανση του σπιτιού. Ως επιλογή δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας, μπορείτε να αγοράσετε μια σόμπα αερίου με κύλινδρο.

• ηλεκτρικό θερμοσίφωνα.Μια εναλλακτική λύση είναι ένας ηλιακός θερμοσίφωνας ή η εφαρμογή του νερού θέρμανσης από έναν κλίβανο. - καλά αντλία νερού. Σε περίπτωση διακοπών ρεύματος, πρέπει να παρέχεται η δυνατότητα χειροκίνητης εισαγωγής νερού από το φρεάτιο. Εάν δεν υπάρχει σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο για την άνεση της καθημερινής λειτουργίας, μπορείτε να συμπεριλάβετε την αντλία στη λίστα των φορτίων που θα τροφοδοτούνται από το μελλοντικό εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

• grits, μύλο και άλλες συσκευές που χρησιμοποιούνται για την καθαριότητα. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να προτιμούνται χειροκίνητες συσκευές.

Ξεχωριστά, πρέπει να πούμε για τον φωτισμό του σπιτιού. Εάν υπάρχει κεντρική παροχή ρεύματος για καθημερινή χρήση, επιλέγεται οποιοσδήποτε τύπος λαμπτήρων βάσει προσωπικών προτιμήσεων. Και για αυτόνομη παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, είναι απαραίτητο να προτιμάτε τους πιο οικονομικούς τύπους λαμπτήρων από την διαθέσιμη ποικιλία - δηλαδή, LED. Είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον βέλτιστο αριθμό λαμπτήρων και την ισχύ τους, ώστε να έχετε το επιθυμητό επίπεδο φωτισμού σε ένα συγκεκριμένο σημείο.

Το σπίτι διαθέτει ηλεκτρικές συσκευές και συσκευές που έχουν μεγάλη ισχύ, αλλά σπάνια χρησιμοποιούνται. Δεν είναι πρακτικό να ληφθεί υπόψη η ισχύς αυτών των ηλεκτρικών συσκευών κατά το σχεδιασμό ενός ηλιακού σταθμού, καθώς το κόστος του σταθμού παραγωγής ενέργειας θα αυξηθεί σημαντικά, αλλά ουσιαστικά δεν θα χρησιμοποιηθεί αυτή η ισχύς. Τέτοιες συσκευές περιλαμβάνουν μια μηχανή συγκόλλησης, ένα ηλεκτροποιημένο εργαλείο (γωνιακός μύλος, περιστροφικό σφυρί, μηχανές επεξεργασίας κ.λπ.).

Ελλείψει κεντρικής τροφοδοσίας για τη λειτουργία τέτοιων ηλεκτρικών συσκευών, συνιστάται να αγοράσετε γεννήτρια ντίζελ (βενζίνης). Η παρουσία μιας γεννήτριας στο σπίτι δίνει το πλεονέκτημα ότι εάν οι ηλιακοί συλλέκτες δεν έχουν φορτίσει την μπαταρία, τότε μπορείτε να ανανεώσετε την έλλειψη φόρτισης ενεργοποιώντας τη γεννήτρια.

Για μεγαλύτερη αποδοτικότητα, αξιοπιστία και φέρουσα ικανότητα, είναι πιο ενδεδειγμένο να εγκαταστήσετε αυτόνομα τροφοδοτικό στο σπίτι χρησιμοποιώντας δύο εναλλακτικές πηγές - ηλιακούς συλλέκτες και ανεμογεννήτριες.

Περισσότερα για το θέμα:Ανεμογεννήτριες ή ηλιακούς συλλέκτες, που είναι καλύτερα να επιλέξω;  

Η παρουσία ανεμογεννητριών σας επιτρέπει να αυξήσετε τη συνολική χωρητικότητα της αυτόνομης τροφοδοσίας και, ενδεχομένως, όλες οι ηλεκτρικές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των ισχυρών, μπορούν να λειτουργούν χωρίς την ανάγκη για γεννήτρια. Σε κάθε περίπτωση, είναι απαραίτητο να εξεταστεί η δυνατότητα συνδυασμού δύο πηγών εναλλακτικής ηλεκτρικής ενέργειας, χωρίς να προτιμάται μόνο μία από τις επιλογές.

Για ένα λεπτομερές παράδειγμα υπολογισμού της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και του εξοπλισμού επιλογής ενός οικιακού ηλιακού σταθμού, δείτε τα άρθρα του Boris Tsupilo:

Ένα παράδειγμα υπολογισμού των ηλιακών συλλεκτών για ένα σπίτι

Επιλογή μετατροπέα και υπολογισμός μπαταρίας

Μετατροπέας: ημιτονοειδές κύμα ή τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα;

Πώς να επιλέξετε έναν ελεγκτή ηλιακού φορτίου

Διάγραμμα ηλιακής σύνδεσης

Εγκατάσταση, σύνδεση ηλιακών συλλεκτών και εγκατάσταση τους στην οροφή

Υπολογισμός της απαιτούμενης ισχύος μιας μονάδας παραγωγής ενέργειας

Η δεύτερη σημαντική παράμετρος είναι η ικανότητα φόρτισης της μονάδας παραγωγής ενέργειας, δηλαδή η μέγιστη ποσότητα ισχύος που μπορεί να παράγει μια ηλιακή μονάδα.

Κατά τον υπολογισμό των φορτίων ηλεκτρικών συσκευών, είναι απαραίτητο να αναλυθούν οι ηλεκτρικές συσκευές που θα λειτουργούν ταυτόχρονα και η μέγιστη ισχύς που απαιτείται για την τροφοδοσία τους στα φορτία αιχμής. Σε αυτή την περίπτωση, συνιστάται να εξετάσετε τη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μην υπάρχουν ξαφνικές αλλαγές στα φορτία.

Είναι επίσης απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα χαρακτηριστικά λειτουργίας ορισμένων ηλεκτρικών συσκευών. Για παράδειγμα, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα ρεύματα εκκίνησης του συμπιεστή του ψυγείου και των κινητήρων διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών.

Το όριο της ισχύος εξόδου από μια μονάδα παραγωγής ενέργειας περιορίζει inverter - μια συσκευή που μετατρέπει μια μπαταρία συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα 220 V.

Κατά τον υπολογισμό της ισχύος του μετατροπέα, πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη τα χαρακτηριστικά της μπαταρίας, η οποία συσσωρεύει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες. Σε αυτήν την περίπτωση, μιλάμε για τα μέγιστα επιτρεπόμενα ρεύματα εκφόρτισης της μπαταρίας.

Για την προστασία του μετατροπέα του σταθμού ηλιακής ενέργειας από υπερένταση, ιδιαίτερα υπερφόρτωση, χρησιμοποιείται διακόπτη. Για τον έλεγχο και τον περιορισμό των φορτίων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ρελέ προτεραιότητας φορτίου. Οι οικιακές συσκευές χωρίζονται σε διάφορες ομάδες ανάλογα με τον βαθμό σπουδαιότητας (προτεραιότητα), οριοθετείται ένα όριο φορτίου.

Κατά τη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών, ο ηλεκτρονόμος προτεραιότητας φόρτισης θα παρακολουθεί την τιμή φορτίου σε πραγματικό χρόνο και αν το όριο που έχει οριστεί υπερβεί, θα αποσυνδέσει μέρος του φορτίου με χαμηλότερη προτεραιότητα, εμποδίζοντας τον διακόπτη του διακόπτη και κατά συνέπεια να απενεργοποιήσει τις σημαντικότερες ηλεκτρικές συσκευές.

Υπολογισμός της ισχύος των ηλιακών συλλεκτών

Μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παράγει ηλεκτρική ενέργεια μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας, εάν υπάρχει επαρκής φωτισμός. Τα ηλιακά πάνελ πρέπει να έχουν τέτοια ισχύ ώστε να μπορούν να συσσωρεύονται στις μπαταρίες μια τέτοια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που θα παρέχει ισχύ σε όλες τις οικιακές ηλεκτρικές συσκευές κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Υπάρχουν βιβλία αναφοράς για το επίπεδο της ηλιακής ακτινοβολίας και της ηλιακής ακτινοβολίας για κάθε περιοχή - συνήθως αυτά τα δεδομένα παρέχονται από υλοποιητές ηλιακών συλλεκτών. Το επίπεδο της ηλιακής ακτινοβολίας δείχνει την κατά προσέγγιση ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες σε διαφορετικές χρονικές στιγμές του έτους. Ο δείκτης ηλιακής ηλιοφάνειας σας επιτρέπει να λάβετε υπόψη τις πιθανές επιδείνωση των καιρικών συνθηκών και να αποκτήσετε ακριβέστερη τιμή της παραγόμενης ισχύος από τα ηλιακά κύτταρα.

Σημειώστε ότι τα δεδομένα αναφοράς είναι ενδεικτικά και δεν ανταποκρίνονται πάντοτε στα πραγματικά χαρακτηριστικά των ηλιακών συλλεκτών.

Κατά την οικοδόμηση ενός οικιακού σταθμού ηλιακής ενέργειας, είναι απαραίτητο να προβλεφθεί η δυνατότητα αύξησης της ικανότητάς του στο μέλλον με τη σύνδεση επιπρόσθετων ηλιακών συλλεκτών και συσσωρευτών για τη συσσώρευση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας.

Όπως προαναφέρθηκε, είναι αναγκαίο να αναλυθεί η συνάφεια της χρήσης μιας άλλης εναλλακτικής πηγής ηλεκτρικής ενέργειας προκειμένου να διασφαλιστεί η επαρκής παροχή αυτόνομου εφοδιασμού ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι, λαμβανομένων υπόψη όλων των πιθανών παραγόντων.

Με βάση την ισχύ των ηλιακών συλλεκτών, επιλέξτε τον ελεγκτήμε την οποία μεταφέρεται η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια στη μπαταρία.

Ένα πολύ σημαντικό κριτήριο είναι η διαθεσιμότητα πόρων για την υλοποίηση μιας αυτόνομης πηγής ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι. Επομένως, όταν επιλέγετε ορισμένα στοιχεία, πρέπει να προσαρμόσετε την επιλογή σας με βάση τον προϋπολογισμό σας.