Zonne-energie voor thuis

Hoe werken zonne-energiecentrales voor thuis? Tips voor het kiezen van een circuit en componenten

Alternatieve elektriciteitsbronnen zijn steeds meer geïnteresseerd in huiseigenaren. Ze worden aangetrokken door de lage kosten van het gebruik van zonne-energie. Maar de massale introductie van apparaten die werken op basis van de lichtstroom van zonne-energie wordt beperkt door de hoge kosten van apparatuur en de complexiteit van de selectie en installatie ervan.

In feite is het in de macht van een huismeester, zelfs een ouderejaarsstudent, om met uw eigen handen te assembleren en een zonnecentrale te bedienen. Om dit te doen:

• maak uzelf vertrouwd met de principes van het schema,

• bepalen de taken van de apparatuur,

• kies de meest geschikte stationapparatuur,

• voer mechanische installatie van alle elementen uit,

• assembleer een elektrisch circuit

• prestaties controleren en vakkundig werken.

Tal van praktische experimenten stellen ons in staat een universeel schema aan te bevelen voor het oplossen van de problemen van een zonne-energiecentrale voor thuis.

Typisch schema van een thuiscentrale met een zonnebatterij (klik op de afbeelding om te vergroten):

Het omvat:

• zonnepaneel op basis van individuele fotocellen,

• controller,

• batterijen voor elektrische energieopslag,

• inverter.

Het moet goed worden begrepen dat in een zonne-energiecentrale de rol van zonnepanelen niet ligt in de directe stroomvoorziening voor elektrische verbruikers (hoewel dit in bepaalde situaties gerechtvaardigd is: horloges, rekenmachines en soortgelijke apparaten), maar in het geven van een vergoeding voor werkende batterijen van het circuit, die:

• elektriciteit ontvangen van zonnepanelen,

• verzamelen en doorgeven aan de consument.

De vraag om een ​​huisstation te maken moet beginnen met het bepalen van de belasting. Om dit te doen, moeten we alle consumenten analyseren die werken vanuit de energie van de zon. Ze zijn verdeeld in twee hoofdklassen:

• apparaten die werken op 220 V AC,

• elektronische en computerapparatuur, werkend met een DC-spanning van 12 / 24V.

Elektromotoren van koelkasten, wasmachines, stofzuigers en andere apparaten werken alleen op het ~ 220V / 50Hz-netwerk. Ze moeten worden verbonden via een apparaat dat sinusvormige harmonischen vormt met de nodige kenmerken van het constante vermogen van de batterijen. Dit apparaat wordt een omvormer genoemd.

Hoe het werkt en hoe het te selecteren voor bepaalde ladingen is het onderwerp van een apart artikel. En nu is het belangrijk om te begrijpen dat het uitgangsvermogen van de geselecteerde omvormer de betrouwbare werking van alle aangesloten verbruikers moet garanderen en zelfs een kleine marge moet hebben.

Om te besparen, is de alternatieve werking van wisselstroomgebruikers zeer acceptabel. Ben het ermee eens dat het soms niet nodig is om de wasstofzuiger in te schakelen om het water te verwarmen terwijl de wasmachine draait. Het is verstandig om te wachten tot het wassen is voltooid en vervolgens een stofzuiger te nemen. Dit zal de belasting van de omvormer aanzienlijk verminderen.

De overgang naar het gebruik van een zonnecentrale in huis moet worden gecombineerd met de vervanging van verlichtingsnetwerkapparatuur. Het heeft geen zin om de energie van de omvormer te besteden aan het verwarmen van de gloeidraden van gloeilampen. Ze moeten onmiddellijk worden verlaten of in extreme gevallen overschakelen op spaarlampen die werken op spanning = 24 / 12V.

Dit bespaart u energie te verspillen omdat ze, net als de rest van de elektronische en computerapparatuur, rechtstreeks kunnen worden gevoed door de constante spanning van de accu's.

Kijk wat er gebeurt: het elektronische circuit van bijvoorbeeld een laptop wordt gevoed door batterijvermogen = 12V.

Om het op te laden, wordt een voeding gebruikt, die een wisselspanning van ~ 220V / 50Hz omzet naar een waarde van = 19V.

12 volt is genoeg voor deze laptop. Bovendien is het in het algemeen mogelijk om de batterij eruit te halen en direct vanuit de opslagbatterijen (batterij) te voeden. Met deze methode wordt ongeveer 40% energiebesparing gecreëerd in vergelijking met de methode van dubbele conversie door een omvormer en vervolgens een voeding.

Waarom zou u het gecreëerde ontwerp bovendien vullen met onnodige apparaten en de omringende lucht zinloos verwarmen met complexe elektronische apparaten? Het stroomschema van elke huishoudelijke assistent moet goed doordacht zijn en op een vergelijkbare manier om de stroomvoorziening te vereenvoudigen. Dit kost heel weinig kosten:

• stukken draad

• standaard adapters.

Ter afronding van dit werk zal het niet moeilijk zijn om het vereiste uitgangsvermogen van de omvormer te berekenen en hieruit is het al mogelijk om het geschikte model voor aankoop te selecteren.

Nu is het tijd om te beslissen over opslagbatterijen voor uw thuiscentrale. De regels van hun keuze en de belangrijkste kenmerken worden hier niet in overweging genomen - dit is een omvangrijk afzonderlijk onderwerp, dat in een ander artikel in detail zal worden besproken.

En nu zullen we ons concentreren op het feit dat deze batterijen op betrouwbare wijze beide groepen consumenten moeten voeden, die we kort hebben onderzocht. Ook hier moet men de volgorde van de werking van de apparaten in acht nemen en een soort reserve hebben.

Nadat u de taak van de batterijen (hun capaciteit en totale uitgangsspanning) hebt bepaald, kunt u de zonnepanelen selecteren. Hun moderne productie produceert een groot assortiment met verschillende productiemethoden. Ze hebben verschillende kenmerken en mogelijkheden.

Houd er rekening mee dat zonnepanelen:

• volgens de uitgangsspanning moet overeenkomen met opslagbatterijen,

• beschikken over vermogen dat in staat is om een ​​gemiddelde laadstroom te leveren aan werkende batterijen onder gemiddelde lichtomstandigheden.

Er is een ander apparaat in dit circuit: de controller. Hij werkt als intermediair tussen zonnepanelen en accu's en regelt het laadproces.

Overweeg een vereenvoudigd bedradingsschema voor een zonne-energiecentrale die zonder regelaars werkt. Dit wordt gedaan zodat u een duidelijk begrip hebt van het doel ervan.

Een vereenvoudigd diagram van een thuiscentrale met een zonnebatterij (klik op de afbeelding om te vergroten):

In dit circuit wordt de controller verwijderd en werkt in plaats daarvan een gewone diode. Waarom deed je dat?

De enige taak van de controller is om opslagbatterijen op te laden tot 14-14,5 V. Het doet dit op verschillende manieren en werkt periodiek:

• met verhoogde zonneactiviteit,

• gebrek aan elektriciteitsverbruik (batterijen voeden niets - hoeven niet te worden opgeladen),

• lage batterijcapaciteit wanneer ze de belasting niet aankunnen en een deel van de energie voor consumenten afkomstig is van zonnepanelen.

De volledige lading van de batterij wordt uitgevoerd door de MRPT-controller, die het punt scant met het maximale retourvermogen van de zonnebatterij (zie Hoe zijn zonnepanelen gerangschikt en werken ze?). Dit is het meest betrouwbare, maar dure ontwerp. Andere modellen, met name aan / uit-ontwikkelingen, kunnen worden vervangen door een vermogensdiode.

Hij zal niet toestaan ​​dat de batterijen in het donker van de batterijen naar de zonnebatterij stromen, zodat ze niet ontladen kunnen worden. Met deze methode wordt het niet aanbevolen om de zonne-energiecentrale voor langere tijd onbelast te laten: de batterijen worden onbeperkt opgeladen en we moeten zorgen voor een evenwicht tussen lading en energieverbruik. In dit geval is het mogelijk om een ​​deel van de zonnebatterij van het werk uit te sluiten of een extra constante belasting te schakelen: ventilatie, verwarming, lampen ...

Het gebruik van een diode met een afwijzing van de controller verlaagt de kosten van het circuit, maar vereist zorgvuldiger monitoring en handmatige aanpassingen aan het werk.

Concluderend, let op het belangrijkste bij het maken van het ontwerp: alle elementen van de zonnestroomregeling voor thuis werken in een complex en moeten daarom goed worden geselecteerd en in balans zijn tussen zichzelf en consumenten.

De volgende artikelen zullen het apparaat en het werkingsprincipe van controllers, omvormers en batterijen voor zonne-energiecentrales thuis bespreken.

Zie ook: Zonnebatterijen: platen oppakken, bedienen en herstellen (desulfateren)