Що таке фотоелектрична система накопичення енергії?
Система фотоелектричного накопичення енергії – це поєднання обладнання та технології, яка перетворює сонячну енергію на електричну для живлення побутових приладів, зберігаючи при цьому надлишок для використання вночі або за відсутності електромережі.
Що це таке і які основні компоненти?
1. Фотоелектричний модуль: складається з кількох фотоелектричних модулів (також відомих як сонячні панелі), які відповідають за захоплення сонячного світла та перетворення його на постійний струм.
2. Стелажі, аксесуари та кабелі: використовуються для кріплення сонячних панелей та транспортування виробленої постійної енергії до інвертора.
3. Інвертори (підключені до мережі та автономні інвертори): Змінний струм (AC) створюється шляхом інвертування постійного струму (DC), що генерується сонячними панелями, та накопичення надлишкової енергії в системі накопичення енергії, яку також можна підключити до міської мережі.
4. Пристрої накопичення енергії: зазвичай стосуються акумуляторів, таких як літієві акумулятори та інші типи акумуляторів, які накопичують електроенергію, що виробляється сонячною енергією, яка не використовується негайно через інвертор для подальшого використання.
5. EMS та BMS: EMS – це система, яка контролює та керує роботою всієї системи, щоб забезпечити ефективну та безпечну роботу всіх частин. BMS – це система управління акумуляторною батареєю, яка оптимізує та контролює заряджання та розряджання акумулятора.
6. Конвергентна коробка: включаючи всі види захисного обладнання та вимикачів, таких як захист від перенапруги (блискавкозахист) посередині інвертора сонячного доступу, запобіжники, автоматичні вимикачі постійного струму, вхідні автоматичні вимикачі комунальних послуг, вихідні автоматичні вимикачі безперебійного живлення тощо.
Фотоелектричний ефект, як отримати електроенергію з сонячної енергії
1. Поглинання фотонів: Коли сонячне світло (включаючи інші джерела світла) потрапляє на матеріал (кремній) сонячної панелі, енергія фотонів поглинається напівпровідниковим матеріалом.
2. Збудження електронів: Поглинена енергія фотонів змушує електрони в напівпровіднику перестрибувати з валентної зони в зону провідності, змінюючи їх зі зв'язаного стану у вільний.
3. Утворення електрон-діркових пар: Коли електрон збуджується в зону провідності, він залишає дірку у валентній зоні. Цей електрон і дірка утворюють електрон-діркову пару.
4. Встановлення електричного поля: У фотоелектричних матеріалах зазвичай присутні області P-типу та N-типу, і на стику цих двох областей (тобто PN-перехід) утворюється внутрішнє електричне поле.
5. Рушійний потік електронів: Це внутрішнє електричне поле змушує вільні електрони рухатися до області N-типу, а дірки – до області P-типу, і цей рух створює струм.
6. Збір струму: За допомогою інвертора цей струм перетворюється на змінний або постійний струм і зберігається в системі накопичення енергії для подальшого використання.
Як працюють мережеві та автономні інвертори та їхній режим роботи
1. Підключений до мережі інвертор перетворює постійний струм, що генерується сонячними панелями, на відповідну напругу шини для інвертора через модуль MPPT, а потім перетворює його на змінний струм через електронні компоненти для живлення побутових приладів. Якщо є надлишок потужності, вона буде перетворена на таку ж напругу, як і у системи зберігання, та заряджена в систему зберігання для резервного копіювання, а якщо є надлишок потужності, вона буде реверсована та інтегрована в енергомережу.
2. Системи накопичення фотоелектричної енергії мають режими самогенерації та самоспоживання, режими зменшення пікового навантаження та заповнення низинного навантаження, а також режими пріоритету роботи від акумулятора.
Режим самогенерації та самовикористання: електроенергія, що виробляється сонячними панелями, перетворюється на змінний струм (AC) та безпосередньо подається на побутові прилади, а надлишок заряджається в систему накопичення; якщо струму, що виробляється сонячними панелями, недостатньо для використання побутовими приладами, він поповнюється за допомогою міської електромережі.
Режим зменшення пікового навантаження та заповнення спаду: у встановлений час спаду змінний струм з міської мережі буде перетворено на постійний струм та заряджено в систему накопичення енергії; у встановлений час пікового навантаження постійний струм у системі накопичення енергії буде перетворено на змінний струм для живлення побутових приладів; якщо заряду акумулятора недостатньо, його заряд буде доповнено міською мережею.
Режим пріоритету батареї: Незалежно від ситуації, спочатку переконайтеся, що система накопичення енергії повністю заряджена. Коли сонячна енергія генерує більше потужності, вона буде безпосередньо перетворена на змінний струм для використання в домашніх умовах, а коли функція підключення до мережі ввімкнена, надлишок буде додано до міської мережі.
Як спроектувати та розрахувати, скільки сонячних панелей Вт потрібно встановити
Сонячна панель: LESSO 550 Вт
Розмір: Д 2278 x 1134 мм, приблизно 2,6 кв. фута.
Вага: 28 кг
Потужність: 550 Вт
Формула розрахунку площі:
Примітка: Підтримка сонячних панелей потужністю менше 7 кВт
Загальна потужність сонячної панелі: 550 Вт * 12 = 6,6 кВт
Необхідна площа даху: 12 x 2,6 кв. фута = 31,2 кв. фута.
Розрахунок добового виробництва електроенергії:
Візьмемо, наприклад, Веньчжоу, Китай, піковий сонячний час становить 3,77 години, виробництво електроенергії на ват на рік становить 1,088 кВт·год, річне ефективне використання годин — 1087,08 години. Кут встановлення: 18 градусів.
Пікове добове виробництво електроенергії = 6,6 кВт x 3,77 год = 24,88 кВт·год
Річне виробництво електроенергії = 6,6 кВт x 1087,08 год = 7174,728 кВт·год
