Что такое фотоэлектрическая система хранения энергии?
Фотоэлектрическая система хранения энергии представляет собой комбинацию оборудования и технологий, которая преобразует солнечную энергию в электрическую для питания бытовых приборов, а излишки накапливает для использования ночью или в случае отсутствия централизованного электроснабжения.
Что это такое и каковы его основные компоненты?
1. Фотоэлектрический модуль: состоит из нескольких фотоэлектрических модулей (также известных как солнечные панели), которые отвечают за улавливание солнечного света и преобразование его в постоянный ток.
2. Стойки, комплектующие и кабели: используются для крепления солнечных панелей и передачи вырабатываемого постоянного тока к инвертору.
3. Инверторы (сетевые и автономные): Переменный ток (AC) создается путем инвертирования постоянного тока (DC), вырабатываемого солнечными панелями, а избыточная энергия накапливается в системе хранения энергии, которая также может быть подключена к городской сети.
4. Устройства хранения энергии: Обычно это батареи, такие как литиевые батареи и другие типы батарей, которые хранят электроэнергию, вырабатываемую солнечной энергией, которая не используется немедленно, через инвертор для последующего использования.
5. EMS и BMS: EMS — это система, которая контролирует и управляет работой всей системы, обеспечивая эффективную и безопасную работу всех ее частей. BMS — это система управления аккумуляторной батареей, оптимизирующая и контролирующая процессы зарядки и разрядки батареи.
6. Блок управления: включает в себя всевозможные средства защиты и выключатели, такие как защита от перенапряжения (молниезащита) в середине солнечного инвертора, предохранители, автоматические выключатели постоянного тока, автоматические выключатели на входе в сеть, автоматические выключатели на выходе источника бесперебойного питания и так далее.
Фотоэлектрический эффект: как получать электричество из солнечной энергии.
1. Поглощение фотонов: Когда солнечный свет (включая другие источники света) попадает на материал (кремний) солнечной панели, энергия фотонов поглощается полупроводниковым материалом.
2. Возбуждение электронов: Поглощенная энергия фотонов вызывает переход электронов в полупроводнике из валентной зоны в зону проводимости, переводя их из связанного состояния в свободное.
3. Образование электронно-дырочных пар: Когда электрон возбуждается и переходит в зону проводимости, он оставляет дырку в валентной зоне. Этот электрон и дырка образуют электронно-дырочную пару.
4. Создание электрического поля: В фотоэлектрических материалах обычно присутствуют P- и N-области, и на границе этих двух областей (т.е., PN-переходе) образуется внутреннее электрическое поле.
5. Движение электронов: это внутреннее электрическое поле заставляет свободные электроны двигаться в сторону N-области, а дырки — в сторону P-области, и это движение создает ток.
6. Сбор тока: С помощью инвертора этот ток преобразуется в переменный или постоянный ток и сохраняется в системе накопления энергии для последующего использования.
Принцип работы сетевых и автономных инверторов и их режимы функционирования.
1. Инвертор, подключенный к сети, преобразует постоянный ток, вырабатываемый солнечными панелями, в подходящее напряжение шины для инвертора с помощью модуля MPPT, а затем преобразует его в переменный ток с помощью электронных компонентов для питания бытовых приборов. При наличии избыточной мощности она преобразуется в напряжение, равное напряжению системы хранения энергии, и заряжается в системе хранения для резервного питания. При наличии избыточной мощности она обращается вспять и интегрируется в электросеть.
2. Системы хранения энергии на основе фотоэлектрических элементов имеют режимы самогенерации и самопотребления, режимы сглаживания пиков и заполнения провалов, а также режимы приоритета батареи.
Режим самогенерации и самоиспользования: электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями, преобразуется в переменный ток (AC) и напрямую подается на бытовые приборы, а избыток заряжается в системе хранения; если вырабатываемого солнечными панелями тока недостаточно для бытовых приборов, он пополняется за счет городской электросети.
Режим сглаживания пиковых и минимальных колебаний: в заданное время спада переменный ток из городской сети преобразуется в постоянный ток и заряжается в системе хранения энергии; в заданное время пика постоянный ток в системе хранения энергии преобразуется в переменный ток для питания бытовых приборов; если заряда батареи недостаточно, она будет пополняться за счет городской сети.
Режим приоритета батареи: независимо от ситуации, сначала убедитесь, что система хранения энергии полностью заряжена. Когда солнечная энергия вырабатывает больше энергии, она напрямую преобразуется в переменный ток для использования в домашней батарее, а при включении функции подключения к сети излишки будут добавлены в городскую сеть.
Как спроектировать и рассчитать необходимое количество солнечных панелей мощностью в Вт для установки.
Солнечная панель: LESSO 550 Вт
Размеры: длина 2278 x 1134 мм, приблизительно 2,6 кв. фута.
Вес: 28 кг
Мощность: 550 Вт
Формула расчета площади:
Примечание: Поддерживаются солнечные панели мощностью менее 7 кВт.
Суммарная мощность солнечной панели: 550 Вт * 12 = 6,6 кВт
Необходимая площадь крыши: 12 x 2,6 кв. фута = 31,2 кв. фута.
Расчет суточной выработки электроэнергии:
В качестве примера возьмем Вэньчжоу, Китай: пиковая продолжительность солнечного сияния 3,77 часа, выработка электроэнергии на ватт в год 1,088 кВт·ч, годовое эффективное потребление 1087,08 часов. Угол установки: 18 градусов.
Пиковая суточная выработка электроэнергии = 6,6 кВт x 3,77 ч = 24,88 кВт·ч
Годовая выработка электроэнергии = 6,6 кВт x 1087,08 ч = 7174,728 кВт·ч
