Tấm pin mặt trời (pin) cho gia đình

Với giá điện liên tục tăng, chắc chắn bạn sẽ bắt đầu nghĩ đến việc sử dụng các nguồn tự nhiên để cung cấp điện. Một trong những khả năng này là các tấm pin mặt trời cho gia đình hoặc các ngôi nhà nhỏ mùa hè. Nếu muốn, chúng hoàn toàn có thể đáp ứng mọi nhu cầu của cả một ngôi nhà lớn.

Thiết kế hệ thống điện mặt trời

Chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng - ý tưởng này đã khiến các nhà khoa học không ngủ được trong một thời gian dài. Với việc khám phá ra các đặc tính của chất bán dẫn, điều này đã trở nên khả thi. Pin mặt trời sử dụng tinh thể silicon. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào chúng, một chuyển động có hướng của các electron được hình thành trong chúng, được gọi là dòng điện. Khi kết nối đủ số lượng tinh thể như vậy, chúng ta nhận được dòng điện khá lớn về cường độ: một bảng có diện tích hơn một mét một chút (1,3-1,4 m2, với mức độ chiếu sáng đủ, có thể tạo ra tới 270 W (điện áp 24 V).

Các tấm pin mặt trời điện cho ngôi nhà mở ra nhiều khả năng

Do độ chiếu sáng thay đổi tùy thuộc vào thời tiết, thời điểm trong ngày nên không thể kết nối trực tiếp các thiết bị với tấm pin mặt trời. Bạn cần cả một hệ thống. Ngoài các tấm pin mặt trời, bạn cần:

• Ắc quy. Vào ban ngày, dưới tác động của ánh sáng mặt trời, các tấm pin mặt trời tạo ra dòng điện cho ngôi nhà, ngôi nhà mùa hè. Nó không phải lúc nào cũng được sử dụng hết; lượng dư của nó sẽ tích tụ trong pin. Năng lượng dự trữ bị lãng phí trong thời tiết khắc nghiệt.
• Bộ điều khiển. Không phải là một phần bắt buộc, nhưng là một phần mong muốn (với đủ tiền). Theo dõi mức độ sạc pin để tránh xả quá mức hoặc sạc quá mức. Cả hai điều kiện này đều gây bất lợi cho pin, vì vậy việc trang bị bộ điều khiển sẽ kéo dài tuổi thọ của pin. Ngoài ra, bộ điều khiển đảm bảo hoạt động tối ưu của các tấm pin mặt trời.
• Bộ chuyển đổi DC-to-AC (biến tần). Không phải tất cả các thiết bị đều được đánh giá cho dòng điện một chiều. Nhiều hoạt động trên 220 volt AC. Bộ chuyển đổi giúp có thể có được điện áp 220-230 V.

Tấm pin mặt trời cho gia đình - chỉ là một phần của hệ thống

Bằng cách lắp đặt các tấm pin mặt trời cho ngôi nhà của bạn hoặc ngôi nhà mùa hè, bạn có thể hoàn toàn độc lập với nhà cung cấp chính thức. Nhưng để làm được điều này, bạn cần có một số lượng lớn pin, một số lượng ắc quy nhất định. Một bộ tạo ra 1,5 kW mỗi ngày có giá khoảng $ 1000. Điều này đủ đáp ứng nhu cầu của ngôi nhà hè hoặc một phần thiết bị điện trong nhà. Một bộ tấm pin mặt trời để sản xuất 4 kW mỗi ngày có giá khoảng $ 2200, cho 9 kW mỗi ngày - $ 6200. Vì các tấm pin mặt trời cho gia đình là một hệ thống mô-đun, bạn có thể mua một bản lắp đặt sẽ cung cấp một phần nhu cầu, dần dần tăng hiệu suất của nó.

Các loại tấm pin mặt trời

Với sự gia tăng giá năng lượng, ý tưởng sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra điện đang trở nên phổ biến hơn. Hơn nữa, với sự phát triển của công nghệ, các bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời trở nên hiệu quả hơn và đồng thời cũng rẻ hơn. Vì vậy, nếu muốn, bạn có thể đáp ứng nhu cầu của mình bằng cách lắp đặt các tấm pin mặt trời. Nhưng chúng thuộc nhiều loại khác nhau. Hãy tìm ra nó.

Bản thân pin năng lượng mặt trời là một số tế bào quang điện, được đặt trong một vỏ chung, được bảo vệ bởi một bảng điều khiển trong suốt phía trước. Để sử dụng trong gia đình, pin mặt trời được sản xuất trên cơ sở silicon, vì nó tương đối rẻ và các tế bào dựa trên nó có hiệu suất tốt (khoảng 20-24%). Pin mặt trời đơn tinh thể, đa tinh thể và màng mỏng (linh hoạt) được chế tạo trên cơ sở tinh thể silicon. Một số tế bào quang điện này được kết nối điện với nhau (mắc nối tiếp và / hoặc song song) và xuất ra các thiết bị đầu cuối nằm trên thân máy.

Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời cho một ngôi nhà bao gồm một số nguyên tố flo

Tế bào quang được lắp đặt trong một hộp kín. Thân pin mặt trời được làm bằng nhôm anodized. Nó nhẹ và không bị ăn mòn. Mặt trước được làm bằng kính bền, chịu được tuyết và gió. Ngoài ra, nó phải có các đặc tính quang học nhất định - có độ trong suốt tối đa để truyền được nhiều tia nhất có thể. Nói chung, một lượng năng lượng đáng kể bị mất do phản xạ, do đó yêu cầu cao về chất lượng của kính và nó cũng được phủ một hợp chất chống phản xạ.

Các loại tế bào quang điện cho tấm pin mặt trời

Các tấm pin mặt trời cho ngôi nhà được làm trên cơ sở ba loại tế bào silicon;

• Đơn tinh thể. Mỗi tế bào quang điện là một tinh thể silicon. Pin mặt trời đơn tinh thể có hiệu suất tốt (khoảng 24,7%), nhưng giá thành có phần cao hơn. Nó có thể được phân biệt, thứ nhất, bởi màu xanh bão hòa đồng nhất, và thứ hai, bởi các cạnh tròn của tế bào quang điện.
  

  Các loại pin mặt trời silicon

• Đa tinh thể. Một số tinh thể silicon nhỏ được kết hợp thành một tế bào quang điện. Chúng có cấu trúc không đồng nhất, khiến khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời kém hơn. Điều này thể hiện ở hiệu suất (20,3%). Trên thực tế, điều này có nghĩa là một tấm pin năng lượng mặt trời có cùng công suất sẽ chiếm thêm khoảng 20% ​​diện tích.
• Phim ngắn. Chúng là một lớp bán dẫn lắng đọng trên một chất nền dẻo. Do tính linh hoạt của chúng, chúng có thể được gắn trên các bề mặt cong. Nhưng chúng cho năng suất thấp (khoảng 10,4%) nên chiếm diện tích lớn (gấp ít nhất 2 lần so với đa tinh thể).

Nếu bạn có một mái dốc và mặt tiền quay về hướng Nam hoặc Đông, bạn không nên suy nghĩ quá nhiều về diện tích bị chiếm dụng. Các mô-đun đa tinh thể có thể khá phù hợp. Với cùng một lượng năng lượng được tạo ra, chúng rẻ hơn một chút.

Cách chọn hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời phù hợp cho ngôi nhà của bạn

Có những quan niệm sai lầm phổ biến khiến bạn phải chi thêm tiền cho những thiết bị quá đắt tiền. Dưới đây là các khuyến nghị về cách xây dựng hệ thống điện mặt trời đúng cách và không tốn thêm tiền.

Các nhà máy điện mặt trời cho ngôi nhà của bạn có thể ít tốn kém hơn nếu bạn tiếp cận vấn đề một cách cẩn thận

Mua gì

Không phải tất cả các thành phần của nhà máy điện mặt trời đều quan trọng để vận hành. Một số phần hoàn toàn có thể làm được mà không cần. Chúng phục vụ để cải thiện độ tin cậy, nhưng nếu không có chúng, hệ thống vẫn hoạt động. Điều đầu tiên cần nhớ là mua các tấm pin mặt trời vào cuối mùa đông, đầu mùa xuân. Thứ nhất, thời tiết lúc này rất tuyệt vời, có nhiều ngày nắng, tuyết phản chiếu ánh nắng mặt trời, tăng khả năng chiếu sáng tổng thể. Thứ hai, giảm giá theo truyền thống được công bố vào thời điểm này. Các mẹo khác như sau:

• Mua các tấm pin mặt trời cho ngôi nhà của bạn với điện áp đầu ra là 12 V. Chính từ điện áp này mà hầu hết các thiết bị gia dụng và xây dựng, đèn LED, vv hoạt động. Các thiết bị hoạt động từ 24 hoặc 48 vôn ít hơn nhiều. Bạn có thể nhìn vào hộ chiếu hoặc sử dụng tìm kiếm.
• Không sử dụng đèn sợi đốt để chiếu sáng. Chúng tiêu thụ quá nhiều điện, và chúng hoạt động từ 220 V. Thay thế chúng bằng Đèn LED... Đối với họ, dòng điện một chiều 12 V là thứ họ cần.
  

  Một hệ thống điện mặt trời "hoàn chỉnh" trông như thế này

• Đừng cố gắng mua ngay một hệ thống công suất cao để đáp ứng mọi nhu cầu có thể. Để bắt đầu, hãy mua một vài mô-đun không có bộ chuyển đổi / biến tần, kết nối với chúng thiết bị hoạt động trên điện áp không đổi. Nếu bạn hài lòng với hệ thống, sau này bạn có thể tăng công suất, mua một biến tần và kết nối thiết bị hoạt động từ 220-230 V. Và lưu ý rằng biến tần, ngay cả khi không tải, vẫn tiêu thụ điện (tổn thất chuyển đổi khoảng 30%). Đó là, vào ban đêm, khi mọi thứ được tắt, nó chỉ đơn giản là tiêu thụ pin. Hơn nữa, nó cho ra một hình sin khác xa lý tưởng. Nói chung, mọi thứ có thể hoạt động với điện áp không đổi đều được cấp nguồn trực tiếp từ pin.

Nếu bạn chỉ sử dụng các mẹo này và chỉ kết nối các thiết bị hoạt động trên điện áp không đổi, hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời cho gia đình sẽ có giá khiêm tốn hơn nhiều so với bộ rẻ nhất. Nhưng đó không phải là tất cả. Bạn cũng có thể để lại một số thiết bị "để sau" hoặc làm mà không cần hoàn toàn.

Bạn có thể làm gì mà không có

Chi phí của một bộ tấm pin mặt trời cho 1 kW mỗi ngày là hơn một nghìn đô la. Đầu tư đáng cân nhắc. Chắc chắn, bạn sẽ tự hỏi liệu nó có xứng đáng hay không và thời gian hoàn vốn sẽ là bao nhiêu. Với mức thuế hiện tại, sẽ mất hơn một năm để chờ đợi cho đến khi tiền của bạn được hoàn trả. Nhưng chi phí có thể được giảm bớt. Không phải vì chất lượng mà phải trả giá bằng việc giảm nhẹ sự thoải mái khi sử dụng hệ thống và do cách tiếp cận hợp lý để lựa chọn các thành phần của hệ thống.

• Không mua helium hoặc pin phóng điện sâu. Họ không đáng tiền của họ. Ngay cả pin ô tô đã qua sử dụng cũng hoạt động tốt với các tấm pin mặt trời cho gia đình. Chúng hoạt động bình thường trong ít nhất 5 năm nữa.
  

  Nếu diện tích không hạn chế, bạn có thể mua tấm pin mặt trời có tế bào quang đa tinh thể

• Về nguyên tắc, bạn có thể kiếm được với số tiền ít hơn. Bạn không cần phải cài đặt bộ điều khiển. Nó có giá ít nhất là 150 đô la (và ở mức công suất cao là 500 đô la) và toàn bộ nhiệm vụ của nó là theo dõi trạng thái sạc của pin. Nếu ngân sách eo hẹp, hãy mua đồng hồ ô tô 12V có chức năng đo điện áp, nhiệt độ. Chúng có giá 2-5 đô la và thực tế phục vụ cùng một chức năng. Và để tránh sạc quá mức, hãy mua thêm pin. Hoặc hai. Tổng dung lượng của công suất "phụ trội" ít nhất phải đạt 20%. Điều này vừa tránh được tình trạng quá tải vừa giúp tăng dung lượng của hệ thống.

Vì vậy, nếu ngân sách hạn chế, bạn có thể mua một số tấm pin mặt trời và pin, công suất của chúng cao hơn 20-25% so với mức sạc tối đa của tấm pin mặt trời. Để theo dõi sức khỏe, hãy mua đồng hồ ô tô còn đo điện áp. Điều này giúp bạn không cần phải đo mức sạc pin nhiều lần trong ngày. Thay vào đó, bạn sẽ cần phải nhìn đồng hồ theo thời gian. Đó là tất cả để bắt đầu. Trong tương lai, bạn có thể mua các tấm pin mặt trời cho ngôi nhà của mình, tăng số lượng pin. Nếu muốn, bạn có thể mua một biến tần.

Xác định kích thước và số lượng tế bào quang

Một pin mặt trời 12 volt tốt phải có 36 tế bào và pin mặt trời 24 volt nên có 72 tế bào quang. Số tiền này là tối ưu. Với ít tế bào quang điện hơn, bạn sẽ không bao giờ nhận được dòng điện đã nêu. Và đây là lựa chọn tốt nhất.

Đừng mua các tấm pin mặt trời kép - lần lượt là 72 và 144 tế bào. Thứ nhất, chúng rất lớn, gây bất tiện trong quá trình vận chuyển. Thứ hai, ở nhiệt độ thấp bất thường, mà chúng tôi định kỳ, chúng là lần đầu tiên bị hỏng. Thực tế là màng cán giảm kích thước đáng kể trong quá trình đóng băng. Trên các tấm lớn, do lực căng cao, nó bị bong hoặc thậm chí bị rách. Tính minh bạch bị mất, hiệu suất giảm đột ngột. Bảng điều khiển đang được sửa chữa.

Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 4V có 7 phần tử

Yếu tố thứ hai. Các tấm lớn hơn nên có độ dày của vỏ và kính hơn. Rốt cuộc, tải trọng gió và tuyết tăng lên. Nhưng điều này không phải lúc nào cũng được thực hiện, vì giá cả tăng lên đáng kể.Nếu bạn nhìn thấy một bảng điều khiển đôi và giá của nó thấp hơn hai bảng điều khiển "thông thường", tốt hơn bạn nên tìm một thứ khác.

Một lần nữa: sự lựa chọn tốt nhất là tấm pin mặt trời 12 volt cho ngôi nhà của bạn, bao gồm 36 pin mặt trời. Đây là lựa chọn tốt nhất, đã được thực tế chứng minh.

Thông số kỹ thuật: những gì cần tìm

Các tấm pin mặt trời được chứng nhận luôn cho biết dòng điện và điện áp hoạt động, cũng như điện áp hở mạch và dòng điện ngắn mạch. Cần lưu ý rằng tất cả các thông số thường được chỉ định cho nhiệt độ + 25 ° C. Vào một ngày nắng trên mái nhà, pin nóng lên đến nhiệt độ cao hơn con số này. Điều này giải thích điện áp hoạt động cao hơn.

Một ví dụ về các đặc tính kỹ thuật của tấm pin mặt trời cho một ngôi nhà

Cũng cần chú ý đến điện áp hở mạch. Trong pin thông thường, nó là khoảng 22 V. Và tất cả sẽ ổn, nhưng nếu bạn làm việc trên thiết bị mà không ngắt kết nối các tấm pin mặt trời, điện áp hở mạch sẽ làm hỏng biến tần hoặc thiết bị kết nối khác không được thiết kế cho điện áp đó. Do đó, đối với bất kỳ công việc nào - chuyển đổi dây, kết nối / ngắt kết nối pin, v.v. vân vân - điều đầu tiên bạn nên làm là tắt các tấm pin mặt trời (tháo các thiết bị đầu cuối). Sau khi đi qua mạch, hãy kết nối chúng lần cuối. Thủ tục này sẽ giúp bạn tiết kiệm rất nhiều dây thần kinh (và tiền bạc).

Thân và kính

Các tấm pin mặt trời cho gia đình có vỏ bằng nhôm. Kim loại này không bị ăn mòn, với độ bền vừa đủ nó có khối lượng nhỏ. Một cơ thể bình thường nên được lắp ráp từ một mặt cắt trong đó có ít nhất hai chất làm cứng. Ngoài ra, kính phải được lắp vào một rãnh đặc biệt, và không được cố định từ trên cao xuống. Đây là tất cả các dấu hiệu của chất lượng bình thường.

Không có ánh sáng chói trên trường hợp

Ngay cả khi chọn bảng điều khiển năng lượng mặt trời, hãy chú ý đến kính. Ở các loại pin thông thường, nó có kết cấu chứ không phải mịn. Khi chạm vào - thô ráp, nếu bạn cầm móng tay, bạn có thể nghe thấy tiếng sột soạt. Ngoài ra, nó phải có lớp phủ chất lượng cao giúp giảm thiểu độ chói. Điều này có nghĩa là không có gì được phản ánh trong đó. Nếu phản chiếu của các vật thể xung quanh có thể nhìn thấy ít nhất từ ​​bất kỳ góc độ nào, tốt hơn là bạn nên tìm một bảng điều khiển khác.

Lựa chọn tiết diện cáp và sự tinh tế của kết nối điện

Cần kết nối các tấm pin mặt trời cho gia đình bằng cáp đồng lõi đơn. Tiết diện của lõi cáp phụ thuộc vào khoảng cách giữa mô-đun và pin:

• khoảng cách dưới 10 mét:
  • 1,5 mm2 trên 100 W bảng điều khiển năng lượng mặt trời;
  • cho hai pin - 2,5 mm2;
  • ba pin - 4,0 mm2;
• khoảng cách hơn 10 mét:
  • để kết nối một bảng điều khiển, chúng tôi mất 2,5 mm2;
  • hai - 4,0 mm2;
  • ba - 6,0 mm2.

Bạn có thể lấy một phần lớn hơn, nhưng không ít hơn (sẽ có những tổn thất lớn, nhưng chúng tôi không cần nó). Khi mua dây, hãy chú ý đến mặt cắt thực tế, vì ngày nay các kích thước khai báo thường không tương ứng với thực tế. Để kiểm tra, bạn sẽ phải đo đường kính và đọc phần (cách thực hiện, bạn có thể đọc đây).

Tấm pin mặt trời cho gia đình: kết nối điện

Khi lắp ráp hệ thống, bạn có thể thực hiện các ưu điểm của tấm pin mặt trời bằng cách sử dụng cáp nhiều lõi có tiết diện phù hợp và đối với trường hợp sử dụng ít là một cáp dày. Trước khi kết nối với pin, chúng tôi chuyển tất cả các "điểm cộng" qua các điốt hoặc cụm diode với một cực âm chung. Điều này ngăn không cho pin bị chập (có thể gây cháy) nếu dây dẫn giữa pin và pin bị ngắn hoặc đứt.

Điốt sử dụng loại SBL2040CT, PBYR040CT. Nếu không tìm thấy chúng, chúng có thể được gỡ bỏ khỏi nguồn cung cấp năng lượng cũ của máy tính cá nhân. Thường có SBL3040 hoặc tương tự. Nó là mong muốn để đi qua điốt. Đừng quên rằng chúng rất nóng, vì vậy bạn cần phải gắn chúng vào bộ tản nhiệt (bạn có thể sử dụng một bộ tản nhiệt duy nhất).

Hệ thống cũng yêu cầu hộp cầu chì. Một cho mỗi người tiêu dùng. Chúng tôi kết nối toàn bộ tải thông qua khối này. Đầu tiên, hệ thống an toàn hơn theo cách này. Thứ hai, nếu có vấn đề phát sinh, việc xác định nguồn của nó (bằng cầu chì bị nổ) sẽ dễ dàng hơn.