夏季別墅和房屋的太陽能電池板：計算太陽能係統的類型、操作原理和程序

電器能耗計算示例

家裡總有冰箱、電視、電腦、洗衣機、鍋爐、熨斗、微波爐等家用電器，沒有這些生活就變得不自在。此外，至少有 100 個燈泡用於照明（讓它們節能）。在計算安裝在房屋中的太陽能電池板的功率時，應考慮所有這些。

該表提供了有關其功率、運行時間、能耗等的數據。他們都全年工作：

設備	力量	每天使用時間	日常消費
照明用燈泡	200 瓦	約10小時	2千瓦時
冰箱	500 瓦	3小時	1.5千瓦時
筆記本	100 瓦	長達 5 小時	0.5千瓦時
洗衣機	500 瓦	6個小時	3千瓦時
鐵	1500 瓦	1小時	1.5千瓦時
電視	150 瓦	5點	0.8 千瓦時
鍋爐 150 升	1.2千瓦	5點	6千瓦時
逆變器	20 瓦	24小時	0.5千瓦時
控制器	5W	24小時	0.1千瓦時
微波	500 瓦	2小時	3千瓦時

經過簡單的計算，我們得出最終的每日能耗 - 18.9 kW / h。在這裡，您需要添加並非每天都使用的附加設備的功率 - 電熱水壺、廚房聯合收割機、泵、吹風機等。平均而言，每天至少可以獲得 25 kW / h。

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因此，每月的能源消耗將是 750 千瓦時。為了彌補當前成本，太陽能電池必須至少產生最終數字，即750 千瓦。

屋主安裝太陽能板後有什麼好處

光伏轉換器的安裝使得無論資源提供者如何都可以接收電力。如果使用一組太陽能電池板作為額外的能源，則可以顯著降低電力成本。

對於自主發電廠的所有者來說，另一點可能很快就會變得重要。政府計劃引入一種新的程序來與連接到電網的自治綜合體的所有者一起支付電費。

對於私人電力系統提供給電網的能源，業主將獲得一定的費用.到目前為止，這只是一個項目，但很快就會生效，刺激可再生能源的發展。因此，安裝太陽能電池板可以讓你賺一些錢，這絕不是多餘的。

家用太陽能電池板的主要特點

開始考慮太陽能電池板的話題，首先需要關注光伏供電系統。該裝置將陽光轉化為電能。

兩百年來，人類一直在改進這種設備，並取得了成功。這就是為什麼每天都有越來越多的人對安裝太陽能電池感興趣。

但是選擇哪一種系統分為三種類型，具體取決於具體情況 替代能源.

第一種類型的特點是開放式光伏供電系統（PPS）。它們沒有電池，設備本身通過特殊的逆變器供電。如果發電量大於消耗量，主網將無法工作。

第二種類型的特點是獨立於主網絡的自治系統。這種PSE在其網絡架構中的作用是為所有設備直接供電。當有一個電池在太陽能劣化期間使用累積的能量時，以及如果產生的功率大於消耗的功率，則觀察到最佳性能。

第三種類型包括前兩個類別的組合。組合 PSE 具有強大的功能。甚至有可能將未使用的發電能量轉移到主電網​​。但是這種類型的系統是最昂貴的。

如何選擇？

在您自己的網站上安裝太陽能係統將花費相當多的費用。在繼續安裝太陽能電池之前，有必要確定所有設備所需的功率。首先，需要計算以千瓦為單位的最佳峰值負荷和以千瓦/小時為單位的合理條件平均能耗，以滿足房屋或場地的需求。

為了合理利用太陽能發電，需要確定：

• 峰值負載 - 要確定它，需要添加同時打開的所有設備的功率；
• 最大功耗 - 確定必須同時工作的設備類別所必需的參數；
• 每日消耗 - 由單個設備的單獨功率乘以它工作的時間來確定；
• 日均耗電量——由一天內所有電器的耗電量相加得出。

所有這些數據都是太陽能電池組裝和後續穩定運行所必需的。獲得的信息將有助於為電池組選擇更合適的參數，電池組是太陽能係統的一個昂貴元件。

要進行所有計算，您需要在籠子裡放一張工作表，或者，如果您更喜歡在計算機上工作，使用 Excel 文件最為方便。準備一個包含 29 列的表格模板。

按順序列出列名。

• 電器、家用電器或工具的名稱——專家建議從走廊開始描述能源消耗者，然後順時針或逆時針移動。如果房子不止一層，那麼所有後續樓層的起點都是樓梯。並且還標明了街道電器。
• 個人功耗。
• 一天中的時間從 00 到 23 小時，也就是說，為此您需要 24 列。在隨時間變化的列中，您需要以分數的形式輸入兩個數字：特定小時內的工作持續時間/個人功耗。
• 在第 27 列中，輸入設備每天的總運行時間。
• 對於第 28 列，需要將第 27 列的數據乘以單獨的功耗。
• 填表後，按小時計算每台設備的最終負荷——得到的數據輸入第29列。

填寫最後一欄後，確定平均每日消耗量。為此，將匯總最後一列中的所有數據。然而，這個計算沒有考慮到整個太陽能集熱器系統的消耗。為了計算這些數據，有必要在最終計算中考慮輔助係數。

考慮到每小時負荷，如此仔細和艱苦的計算將有可能獲得能源消費者的詳細規格。由於太陽能非常昂貴，因此必須盡量減少其消耗並合理使用它來為所有電器供電。例如，如果太陽能集熱器將用作房屋的備用電源，那麼獲得的數據將可以將能源密集型設備排除在網絡之外，直到最終恢復主電源。

為了不斷地為房子提供太陽能電池的能量，在計算中將每小時負載向前移動。必須以排除系統運行期間的緊急情況並平衡最大負載的方式調整電力消耗。

這張圖清楚地顯示瞭如何合理利用房子裡的太陽能。初始圖表顯示，負載在一天中是隨機分佈的：平均每日每小時費率為 750 W，消耗率為每小時 18 kW。經過準確的計算和合理的規劃，有可能將日用電量降低到 12 kW / h，將平均每日每小時負荷降低到 500 瓦。此配電選項也適用於備用電源。

太陽能電池的工作原理

該設備旨在將太陽光線直接轉化為電能。這種作用稱為光電效應。用於製造元素的半導體（矽晶片）具有帶正電和帶負電的電子，由兩層組成，n 層 (-) 和 p 層 (+)。在陽光的影響下，多餘的電子會從這些層中被擊出，並佔據另一層的空位。這會導致自由電子不斷移動，從一個板移動到另一個板，從而產生存儲在電池中的電能。

太陽能電池的工作原理很大程度上取決於其設計。太陽能電池最初是由矽製成的。它們仍然很受歡迎，但由於矽純化過程相當費力且成本高昂，因此正在開發具有鎘、銅、鎵和銦化合物的替代光電池的模型，但它們的生產率較低。

太陽能電池板的效率隨著技術的發展而提高。今天，這個數字已經從本世紀初的百分之一增加到百分之二十以上。這使我們今天不僅可以將面板用於國內需求，還可以用於生產。

規格

太陽能電池裝置非常簡單，由幾個組件組成：

直接太陽能電池/太陽能電池板；

將直流電轉換為交流電的逆變器；

電池電量控制器。

電池 用於太陽能電池板 購買應基於必要的功能。他們儲存和分配電力。存儲和消耗全天進行，晚上只消耗累積的費用。因此，存在持續不斷的能量供應。

過度充放電會縮短電池的使用壽命。控制器 太陽能電池充電 達到最大參數時自動停止電池內能量的積累，強放電時關閉設備負載。

（Tesla Powerwall - 一個 7 kW 太陽能電池板電池 - 以及電動汽車的家庭充電）

網絡 太陽能逆變器 電池是最重要的設計元素。它將從太陽光線接收到的能量轉換成各種容量的交流電。作為同步轉換器，它將電流的輸出電壓在頻率和相位上與固定網絡相結合。

光電管既可以串聯也可以並聯。後一種選擇增加了功率、電壓和電流參數，並允許設備在一個元件失去功能的情況下工作。使用這兩種方案製作組合模型。板材的使用壽命約為 25 年。

太陽能供電方案

當您看到組成太陽能係統的節點的神秘名稱時，您會想到該設備的超技術複雜性。在光子壽命的微觀層面上，情況就是如此。從視覺上看，電路的總體方案及其操作原理看起來非常簡單。從天堂之光到“伊里奇燈泡”只有四級台階。

太陽能組件是發電廠的第一個組件。這些是由一定數量的標準光電池板組裝而成的薄矩形面板。製造商製造的光電板在電力和電壓方面有所不同，為 12 伏的倍數。

圖片庫
照片來自
太陽能電池板用於陰天少的地區，作為一次或二次能源供應商使用

在尚未連接到集中式電網的基礎設施很少的地區建立太陽能電池板系統是有意義的

在夏天，在他們的避暑別墅裡，太陽能電器將能夠為電器和供暖系統提供能量。

監控太陽能電池板運行和調整的設備不佔空間，通常包括逆變器、控制器和電池

如果場地上有一個免費的、光線充足的區域，可以在上面放置一個太陽能發電廠

具有良好的對大氣負性的保護，太陽能電池運行的控制和監測裝置可以位於室外

太陽的 私人住宅的發電廠 可以用工廠製造的電池組裝

由矽片組裝而成的太陽能電池將便宜得多，而且性能幾乎相同。

在屋頂斜坡上安裝太陽能電池板

安裝在露台、陽台、閣樓陽台上

擴建部分斜屋頂上的太陽能係統

室內機太陽能微型發電廠

在網站的免費網站上的位置

戶外電池盒

用現成的電池組裝太陽能電池板

用自己的雙手製作太陽能電池

扁平形狀的設備方便地位於對直射光線開放的表面上。模塊化塊通過相互連接組合成太陽能電池。電池的任務是將接收到的來自太陽的能量轉換為給定值的恆定電流。

所有設備都知道電池用於積累電荷。它們在太陽能量供應系統中的作用是傳統的。當家庭消費者連接到集中式網絡時，儲能設備會儲存電力。如果太陽能模塊有足夠的電流來提供電器消耗的電力，它們也會積累其盈餘。

電池組為電路提供所需的電量，並在其消耗上升到增加值時立即保持穩定的電壓。同樣的事情也會發生，例如，在沒有工作的照片面板的晚上或在陽光不足的天氣裡。

借助太陽能電池板的家庭能源供應方案與集熱器的不同之處在於能夠將能量存儲在電池中 (+)

控制器是太陽能模塊和電池之間的電子中介。它的作用是調節電池充電水平。該設備不允許它們因過度充電或電勢低於某個標準而沸騰，這是整個太陽系穩定運行所必需的。

逆變器 - 倒車，所以這個詞的聲音是字面上解釋的。是的，因為事實上，這個節點執行的功能曾經對電氣工程師來說非常棒。它將太陽能電池組件和電池的直流電轉換為電位差為 220 伏的交流電。正是這種電壓適用於絕大多數家用電器。

太陽能的流量與星星的位置成正比：安裝組件時，最好根據季節調整傾斜角度

這個怎麼運作

太陽能電池 SBItak 系統是一個由相互連接的元件組成的系統，其結構允許利用光電效應的原理，將以一定角度照射到它們上的太陽光轉換成電流。

將陽光轉化為電能的系統由以下組件組成：

1. 半導體材料（緊密結合具有不同導電性的兩層材料）。例如，它可以是單晶或多晶矽，並添加了其他化合物，從而可以獲得發生光電效應所需的特性。

   對於電子從一種材料到另一種材料的躍遷，必須其中一層具有過量的電子，而另一層缺少電子。電子躍遷到具有缺陷的區域稱為 p-n 躍遷。

2. 元素中抵抗電子躍遷的最薄層（位於這些層之間）。
3. 電源（如果連接到對面層，電子可以很容易地克服這個障礙區）。因此，受感染的粒子會有有序的運動，稱為電流。
4. 蓄能器（積累和儲存能量）。
5. 充電控制器。
6. 逆變器-轉換器（將從太陽能電池接收的直流電轉換為交流電）。
7. 穩壓器（旨在在太陽能電池系統中產生所需範圍的電壓）。

太陽能電池板的操作方案 當與半導體表面碰撞時落在半導體表面的光（太陽光）的光子將其能量傳遞給半導體的電子。被半導體撞擊擊出的電子克服了保護層，獲得了額外的能量。

因此，負電子離開 p 導體，進入導體 n，正電子 - 反之亦然。當時導體中存在的電場促進了這種轉變，隨後增加了電荷的強度和差異（在小導體中高達 0.5 V）。

打算購買或製造太陽能電池板，請仔細計算：

• 這種電池和必要設備的成本；
• 您需要的電能數量；
• 您需要的電池數量；
• 您所在地區每年晴天的數量；
• 您需要安裝太陽能電池板的區域。

我開始收集

在購買和組裝之前，有必要對整個系統進行計算，以免誤認為所有系統和佈線的位置。從太陽能電池板到逆變器，我有大約25-30米，我提前鋪設了兩條橫截面為6平方毫米的軟線，因為它們會傳輸高達100V的電壓和25-30A的電流。選擇這樣的橫截面餘量是為了盡量減少電線上的損耗並儘可能多地向設備傳遞能量。我將太陽能電池板本身安裝在鋁角自製的導軌上，並用自製的支架吸引它們。為了防止面板滑落，一對30mm的螺栓在每個面闆對面的鋁角上向上看，它們是面板的一種“鉤子”。安裝後，它們是不可見的，但它們繼續承受負載。

如何從中受益

鑑於電池板僅在晴天工作的特性，有必要詳細研究太陽能電池板的市場，即製造它們的材料。多晶面板不僅可以完美地產生直射陽光，還可以產生散射光線。裝置運行所需的雲和太陽輻射不再是障礙。為了獲得更高的效率，即使在陰天，也應選擇多晶矽電池。

降水，尤其是雪，在某種意義上，根本不是減號。下雪時，反射光線的量會增加。如果面板中存在矽太陽能電池，則存儲的能量會增加。安裝面板時，還應牢記積雪問題，需要經常清潔面板上的積雪。

但是，時間和進步不會停滯不前，也許在不久的將來，電池會被思想的力量所開發，沒有任何缺點和缺點。人類將朝著保護自然、大氣和地球的方向邁出自信的步伐。

系統中應該有多少個逆變器

理論上，1台設備的所需功率應該足以供整個電廠使用。但是，如果您有大量的光電管並且它們被組裝成多條生產線，那麼最好在每個光電管上都放置一個這樣的轉換器。

這是為什麼？事實是，一條線路運行不穩定，比如它不是位於陽光充足的一側，會對逆變器的運行產生不利影響，其效率普遍較低

如果重要的是獲得發電廠的最大效率，則此選項不適合。

另一種選擇是用於多個獨立 MMP 輸入的反相器。可以有 2-4 個，而且這樣的模型要貴得多。

冬季太陽能電池板效率

您可能會感到驚訝，但在冬季，垂直表面上的能量僅比夏季少 1.5-2 倍。該數據適用於俄羅斯中部。白天，情況更糟：在夏季的這段時間裡，我們獲得的能量增加了 4 倍

但請注意：在垂直表面上。那是在牆上。

如果我們談論水平表面，那麼差異已經是15倍。

太陽能發電最悲慘的畫面不是在冬天，而是在秋天：在多雲的天氣，它們的效率會降低 20-40 倍，具體取決於雲層的密度。在冬季，降雪後，晴天的日照量（落在電池上的光量）可以接近夏季值。因此，家用太陽能係統在冬季比秋季發電更多。

事實證明，為了在冬季達到接近最高效率，您需要垂直或幾乎垂直放置太陽能電池板。而且，如果你把它們掛在牆上，那麼最好在東南部：據統計，早上天氣晴朗。如果沒有東南牆，或者無法在上面安裝任何東西，則可以通過製作特殊支架來擺脫困境。然後他們把太陽能電池板放在屋頂上。由於陽光的入射角度因季節而異，因此建議製作角度可調的支架。有一個機會——把太陽能電池板“面”向東南，沒有這種可能，讓它們“看”向南方。

安裝系統之一

選擇太陽能電池板時要注意什麼

由於家用太陽能尚未普及，太陽能電池板的選擇會造成一定的困難，我們提供了最重要的參數清單

所以，在購買這樣的模塊時，應該注意以下幾點：製造商

製造商。

重要的是要注意該製造商在該產品的市場上投放了多長時間，以及它的產量是多少。製造商在該行業的時間越長，他們就越值得信賴。

使用領域。

接收到的能量將用於什麼目的：為小型電器充電、為大型電器供電、照明或家庭中的成熟電源。面板輸出電壓和功率的選擇取決於購買太陽能組件的目的。

電壓。

對於小型電器，9 V 就足夠了，為智能手機和筆記本電腦充電 - 12-19 V，以及為家庭提供整個電力系統 - 24 V 或更高。

力量。

該參數是根據平均每日能源消耗（所有電器每天消耗的能源總和）計算得出的。太陽能電池板的功率應該能以一定的利潤覆蓋消費。

光伏電池的質量。

構成太陽能電池板的光電池有 4 種質量類別：Grad A、Grad B、Grad C、Grad D。當然，第一類是最好的 - Grad A。這種質量類別的模塊沒有芯片和微裂紋，是顏色和結構均勻，效率最高，幾乎不會降解。

壽命。

太陽能電池板的使用壽命從 10 年到 20 年不等。當然，這種電力系統完全運行的持續時間取決於電池的質量和正確的安裝。

附加技術參數。

最重要的是效率、容差（功率容差）、溫度係數（溫度對電池性能的影響）。

了解主要技術特性後，我們為您提供 2020 年最佳太陽能電池板的評級。

關於該主題的結論和有用的視頻

太陽能電池板的操作原理和連接方案並不難理解。通過我們在下面收集的視頻資料，可以更輕鬆地了解太陽能電池板的功能和安裝的所有復雜性。

光伏太陽能電池的工作原理是易於理解的，詳細信息：

太陽能電池板的工作原理：

用自己的雙手用光電池組裝太陽能電池板：

山寨太陽能供電系統中的每個元件都必須正確選擇。電池、變壓器和控制器中不可避免地會發生功率損耗。並且必須將它們降低到最低限度，否則太陽能電池板相當低的效率將完全降低到零。

替代能源每天都變得越來越重要。其原因是環境友好、可再生、成本低。太陽能是最賺錢的能源之一。在接下來的幾十億年裡，它將繼續照亮我們的星球，釋放出大量的能量，這與天然氣和石油不同。今天我們學習瞭如何將這個源與太陽能電池板系統一起使用，但很少有人了解 太陽能電池的工作原理。
讓我們弄清楚。

首先你需要了解什麼 家庭太陽能發電系統
安裝在房屋屋頂上的不僅僅是那些黑色或藍色的面板。這些光接收器只是整個系統的四個組件之一，其中包括：