Mikä on aurinkosähköenergian varastointijärjestelmä?
Aurinkosähköinen energian varastointijärjestelmä on yhdistelmä laitteita ja teknologiaa, joka muuntaa aurinkoenergian sähköenergiaksi kotitalouskoneiden syöttöä varten ja varastoi ylimääräisen energian käytettäväksi yöllä tai sähkökatkon aikana.
Mikä se on ja mitkä ovat sen pääkomponentit?
1. Aurinkopaneeli: koostuu useista aurinkopaneeleista (tunnetaan myös nimellä aurinkopaneelit), jotka vastaavat auringonvalon talteenotosta ja sen muuntamisesta tasavirraksi.
2. Räkit, lisävarusteet ja kaapelit: käytetään aurinkopaneelien kiinnittämiseen ja tuotetun tasavirran siirtämiseen invertteriin.
3. Invertterit (verkkoon kytketyt ja verkon ulkopuoliset invertterit): Vaihtovirtaa (AC) tuotetaan invertoimalla aurinkopaneelien tuottama tasavirta (DC) ja varastoimalla ylimääräinen teho energian varastointijärjestelmään, joka voidaan liittää myös kaupungin sähköverkkoon.
4. Energian varastointilaitteet: Yleensä tarkoitetaan akkuja, kuten litiumparistoja ja muita akkutyyppejä, jotka varastoivat aurinkoenergialla tuotettua sähköä, jota ei käytetä välittömästi invertterin kautta myöhempää käyttöä varten.
5. EMS ja BMS: EMS on järjestelmä, joka valvoo ja hallitsee koko järjestelmän toimintaa varmistaakseen, että kaikki osat toimivat tehokkaasti ja turvallisesti. BMS on akun hallintajärjestelmä, joka optimoi ja ohjaa akun latausta ja purkamista.
6. Konvergenssirasia: sisältää kaikenlaisia suojalaitteita ja kytkimiä, kuten ylijännitesuojauksen (ukkossuojauksen) aurinkopaneelien invertterin keskellä, sulakkeet, tasavirtakatkaisijat, syöttökatkaisijat, keskeytymättömän virransyötön lähtökatkaisijat ja niin edelleen.
Aurinkosähkövaikutus, miten saada sähköä aurinkoenergiasta
1. Fotonien absorptio: Kun auringonvalo (mukaan lukien muut valonlähteet) osuu aurinkopaneelin materiaaliin (piihin), fotonien energia absorboituu puolijohdemateriaaliin.
2. Elektronien viritys: Absorboitunut fotonienergia saa puolijohteen elektronit hyppäämään valenssivyöhykkeeltä johtavuusvyöhykkeelle, jolloin ne muuttuvat sitoutuneesta tilasta vapaaseen tilaan.
3. Elektroni-aukko-parien syntyminen: Kun elektroni virittyy johtavuusvyöhykkeelle, se jättää valenssivyöhykkeelle aukon. Tämä elektroni ja aukko muodostavat elektroni-aukko-parin.
4. Sähkökentän muodostaminen: Aurinkosähkömateriaaleissa on yleensä P- ja N-tyypin alueita, ja näiden kahden alueen liitoskohtaan (eli PN-liitokseen) muodostuu sisäinen sähkökenttä.
5. Elektronien virtauksen ohjaaminen: Tämä sisäinen sähkökenttä ajaa vapaat elektronit liikkumaan kohti N-tyypin aluetta ja aukot liikkumaan kohti P-tyypin aluetta, ja tämä liike luo virran.
6. Virran kerääminen: Invertterin avulla tämä virta muunnetaan vaihto- tai tasavirraksi ja varastoidaan energian varastointijärjestelmään myöhempää käyttöä varten.
Verkkoon kytkettyjen ja verkon ulkopuolisten invertterien toimintaperiaate ja toimintatapa
1. Verkkoon kytketty invertteri muuntaa aurinkopaneelien tuottaman tasavirran MPPT-moduulin kautta invertterille sopivaksi väyläjännitteeksi ja muuntaa sen sitten elektronisten komponenttien kautta vaihtovirraksi kodinkoneiden syöttämiseksi. Jos tehoa on liikaa, se muunnetaan samaan jännitteeseen kuin varastointijärjestelmä ja ladataan varastointijärjestelmään varmuuskopiointia varten. Jos tehoa on liikaa, se käännetään ja integroidaan sähköverkkoon.
2. Aurinkosähköenergian varastointijärjestelmissä on oma tuotanto- ja oma kulutustilat, huippukuormituksen tasaus- ja laakson täyttötilat sekä akun prioriteettitilat.
Oma tuotanto ja oma käyttö: aurinkopaneelien tuottama sähkö muunnetaan vaihtovirraksi (AC) ja syötetään suoraan kodinkoneille, kun taas ylimääräinen virta ladataan varastointijärjestelmään; jos aurinkopaneelien tuottama virta ei riitä kodinkoneiden käyttöön, se täydennetään kaupungin sähköverkosta.
Huippukuormituksen ajelu ja laakson täyttötila: Asetettuna huippuaikana kaupungin sähköverkosta tuleva vaihtovirta muunnetaan tasavirraksi ja ladataan energian varastointijärjestelmään; asetetulla huippuajalla energian varastointijärjestelmän tasavirta muunnetaan vaihtovirraksi, jota syötetään kodinkoneille; jos akun virta ei riitä, sitä täydennetään kaupungin sähköverkosta.
Akun prioriteettitila: Tilanteesta riippumatta varmista ensin, että energian varastointijärjestelmän virta on täynnä. Kun aurinkoenergia tuottaa enemmän virtaa, se muunnetaan suoraan vaihtovirtaksi kotitalouksien akkukäyttöön. Kun verkkoyhteystoiminto on päällä, ylimääräinen virta lisätään kaupungin verkkoon.
Kuinka suunnitella ja laskea, kuinka monta W aurinkopaneelia asennetaan
Aurinkopaneeli: LESSOO 550W
Koko: P 2278 x 1134 mm, noin 2,6 neliöjalkaa.
Paino: 28 kg
Teho: 550W
Pinta-alan laskentakaava:
Huomautus: Tukee alle 7 kW:n aurinkopaneeleja
Aurinkopaneelin kokonaisteho: 550W * 12 = 6,6 kW
Vaadittu kattopinta-ala: 12 x 2,6 neliöjalkaa = 31,2 neliöjalkaa.
Päivittäisen sähköntuotannon laskelma:
Otetaan esimerkiksi Wenzhou, Kiina, jossa auringonpaisteen huippuaika on 3,77 tuntia, sähköntuotanto 1,088 kWh wattia kohden vuodessa ja tehollinen vuotuinen käyttöaika 1087,08 tuntia. Asennuskulma: 18 astetta.
Huippupäivittäinen sähköntuotanto = 6,6 kW x 3,77H = 24,88 kWh
Vuotuinen sähköntuotanto = 6,6 kW x 1087,08H = 7174,728KWH
