Fotovoltaik panel üretimden sonra hemen çalışmaya hazırdır ancak onu kullanmak için invertörler, piller, şarj kontrol cihazları gibi diğer önemli unsurlardan oluşan bir fotovoltaik sistem oluşturulur.
Fotovoltaik hücrelerde üretilen doğru akım, 50 Hz frekans ve 230 V nominal gerilim ile alternatif akıma dönüştürülene kadar, şebekeye enerji göndermek bir yana, ev cihazlarına güç sağlamak için uygun değildir. İnvertörler Bunun için kullanılan, genellikle invertörler olarak adlandırılır. Öte yandan, şebeke ile işbirliği yapmayan (off-grid) kurulumlarda, bataryalara ve bunların şarjını ayarlayacak bir cihaza ihtiyaç duyulmaktadır.
Güneş sistemindeki inverterler
Doğru invertörü seçmek elbette sistem tasarımcısının işidir, ancak daha ucuz mu yoksa daha pahalı mı alacağınıza karar vermeniz gerekiyorsa, farkların ne olduğunu bilmek güzel. Evdeki elektrik jeneratörünün elektrik şebekesiyle çalışmasını sağlayanlar, çalışmasına müdahale etmemek için yüksek kalitede olmalıdır - onlar için gereklilikler elektrik santralleri tarafından belirlenir. Fotovoltaik mikro kurulumlar için tasarlanan invertörlere dizi invertörler denir (dizi invertörler terimine de rastlanır), çünkü seri bağlı panellerin sözde zincirleri (dizileri) giriş sistemlerine bağlıdır.
Bir invertör seçerken öncelikle izin verilen maksimum voltaja dikkat etmelisiniz. Zincirde kaç panel olabileceğini gösterir. Sürücüye daha fazla panel bağlamak için (daha yüksek kurulum gücü için), iki veya daha fazla dizi paralel olarak bağlanabilir, ancak yalnızca her birinde aynı parametrelere sahip aynı sayıda panel olması ve aynı şekilde maruz kalacak (aynı açıda eğilmiş ve aynı yöne bakacak şekilde).Aksi takdirde, diziler arasındaki voltaj farkı, PV hücrelerine zarar verebilecek bir geri tepme akımı oluşturur (bazı eviricilerde bunu önlemek için sigortalar olabilir). Bu nedenle, bu koşul karşılanamıyorsa, her dizi için ayrı invertörler veya çok dizili bir cihaz kullanılmalıdır, yani birkaç farklı diziyi bağlamak için birkaç girişle donatılmış olmalıdır. Gelecekte sistemi genişletmeyi planlıyorsanız, bunu yapmaya değer çünkü daha önce kurulan panellerin aynısını satın alıp alamayacağınız bilinmiyor. Ve bu sayede ikinci bir invertör almaktan kurtulabilirsiniz. Eviriciyi bir maksimum panel güç izleme (MPPT) sistemi ile donatmak sistem verimliliği açısından önemlidir. Güçleri, güneş radyasyonu yoğunluğu ve hücre sıcaklığındaki değişikliklerle değişen anlık akım ve voltajın ürünüdür. İnverter kontrolör, gücün en yüksek olduğu ve inverterin en yüksek verimi elde ettiği voltaj ve akım değerlerini sürekli olarak hesaplayan bir yazılıma sahiptir.İnvertör çalışma noktasının panellerin maksimum güç noktasına ayarlanmasının doğruluğu kullanılan algoritmaya bağlıdır.
Çoklu izleme cihazlarının birkaç izleme sistemi vardır ve tesisatın eşit olmayan şekilde aydınlatılan ayrı ayrı çalışma parametrelerini modüle etmeyi mümkün kılar. Bu tür invertörlerin yazılımları, sadece tüm tesisatın değil, parçalarının da maksimum güç noktasını hesaplayarak panellerin kısmi gölgelenmesinden kaynaklanan enerji kayıplarını en aza indirmeyi mümkün kılar. İnverterin en önemli unsuru, elbette gerilimi dönüştüren sistemdir - çoğunlukla transistör anahtarlarının köprüsünü kontrol ederek DC gerilimini hızlı bir şekilde açıp kapatarak.
Mikro kurulum şebekeye bağlıysa, evirici, şebekedeki değişikliklerinin voltajını ve frekansını izleyen ve bu parametrelerin değerlerindeki değişikliklere tepki veren bir sistemle donatılmalıdır - bağlantıyı kesme izin verilen aralığın aşılması durumunda şebekeden kurulum.Ne yazık ki, bu, fotovoltaik panellerden enerji alımında bir kesintiye eşdeğerdir - bu tür bir cihaz, bir şebeke arızasının olduğu bir durumda ev cihazlarının paneller aracılığıyla çalıştırılmasına izin vermez. Bu nedenle, acil durum güç kaynağı yapmak için bataryalı bağımsız bir sisteme ihtiyaç vardır.
Panellerin elektrik şebekesinden galvanik izolasyonu bir trafo ile sağlanabilir, ancak modern invertörlerde bunun yerini daha gelişmiş koruma alır - çok daha küçük ve daha hafif. Ve en önemlisi bu cihaz kadar enerji kaybına neden olmazlar. Ancak, genellikle sadece trafo invertörlerinin ince film panellerle çalışmasına izin verilir. Transformatörsüz bir invertör kullanırken, AC tarafından galvanik ayırma olmaması nedeniyle artık akım cihazı (RCD) gereklidir.
Evertörler standart olarak bir parafudrla donatılmıştır, ancak bazıları ek tip 2 parafudrların takılmasına (dalgalanmayı daha da az altmak için) ve durumlarının izlenmesine izin verir.Onlar sayesinde yıldırımdan korunma sistemi ile kolay entegrasyon mümkündür.
Elektronik dizi koruması, panellerin hasar görmesinden veya bunları bağlarken ters kutuplardan kaynaklanan ve yangına neden olabilecek tehlikeli ters akımları önler. Bu tür bir koruma ayrıca, aktivasyondan sonra değiştirilmesi gereken basit sigortalardan istifa etmeyi de mümkün kılar. İnvertör çalışma sırasında ısınır ve bunun için bir montaj yeri seçerken dikkate alınması gerekir. Bazıları bir soğutma fanı ile donatılmıştır - sürekli çalışmak yerine sıcaklık kontrollü olması daha iyidir, çünkü daha az enerji tüketir.
Kaliteli cihazlar, tesisatın mevcut çalışma parametrelerini, belirli bir günde ve sistem çalışmaya başladığından itibaren elde edilen enerji miktarını okuyabileceğiniz ve hatta cihaz verimlilik eğrisini gösteren ekranlara sahiptir. Bir arıza durumunda, hata hakkında bilgi görüntülenir.İletişim, uzaktan bilgi almanıza veya ayarları değiştirmenize olanak tanıyan RS485 arayüzü veya hatta Bluetooth ile kolaylaştırılabilir.
Evertör, dağıtım sistemi operatörü tarafından sunulan şebeke hizmetlerini kullanma işleviyle donatılabilir (aktif güç sınırlaması veya reaktif güç paylaşımı). Tepe gücü 3 kW olan fotovoltaik kurulumlar için trafosuz eviricilerin maliyeti 2,5-7 bin PLN'dir. zloti. En iyisi %97'nin üzerinde verimliliğe ulaşır.
Mikro Çeviriciler
Tüm sistem için bir inverter yerine, küçük kurulumlarda her paneli bağımsız olarak destekleyen mikro inverterler de kullanılmaktadır. Birkaç mikrodalga invertörü olan bir sistem, tek bir invertörden daha pahalıdır - toplam gücü birkaç kilovat olan kurulumlarda yaklaşık %15, yani birkaç bin zloti.
Böyle bir çözüm kullanmaya değer mi? Kurulumun genişletilmesi ve onarılması kolaylığı, mikrodalga fırın seçimi için konuşur. Doğrudan panellere takılırlar, birinin hasar görmesi durumunda geri kalanı çalışmaya devam eder.Ancak en önemli avantajı bazı panellerin kısmen gölgelenmesi durumunda kendini gösteren avantajıdır. Bağımsız mikro invertörler, bu durumda enerji verimini, tüm kurulum için (özellikle çok gelişmiş olmayan) tek bir ortak invertör kullanımına göre daha yüksek hale getirir. Bu nedenle, kullanımları yalnızca paneller güneş radyasyonunun erişimini periyodik olarak engelleyen nesnelerin (bacalar, çatı pencereleri, cumbalı pencereler, yüksek binalar veya ağaçlar) yakınında bulunduğunda dikkate alınmalıdır.
Sistemin çalışmasını simüle eden bilgisayar programları, mikrodalga invertör kullanmanın karlılığını değerlendirmede yardımcı olur. Simülasyon, elektrik üretimini ortak bir invertör kullanmaya kıyasla en az yüzde bir düzine kadar artıracaklarını gösteriyorsa, bunlara yatırım yapmaya değer olduğu düşünülebilir. Bununla birlikte, bu daha pahalı çözüm sayesinde elde edilen enerjinin kullanım derecesi ne kadar düşük olursa, ekonomik sonuç o kadar kötü - geri ödeme süresinin daha uzun olduğu da dikkate alınmalıdır.Tepe gücü 250 W olan bir modül için bir mikrodalga için 650-900 PLN ödemeniz gerekir (3 kW'lık bir kurulum için 12 taneye ihtiyacınız vardır).
Fotovoltaik sistemdeki piller
Ada kurulumlarında gereklidirler - onlar olmadan, yalnızca güçlü güneş ışığının olduğu zamanlarda da çalışması gereken cihazlara güç sağlamak mümkün değildir. Öncelikle böyle bir sistemde ne kadar güneş enerjisinin kullanılabileceğini belirlerler.
Pillerin kapasitesi elbette alıcıların ne kadar süre çalışacağını ve aynı zamanda fotovoltaik hücrelerden ne kadar enerji toplanabileceğini de belirler - bu nedenle ne kadar büyükse o kadar iyidir. Piller hızlı bir şekilde şarj edilirse, güneş panelleri enerji sağlasalar bile genellikle işe yaramaz ve bu da geri ödeme süresini önemli ölçüde artırır.
5 kW'a kadar inverterler tek fazlıdır. Bağımsız çalışan fotovoltaik devreleri bağlamak için çeşitli girişlere sahip olabilirler; bu, örneğin farklı yönlere bakan çatı eğimleri gibi farklı şekillerde yerleştirildiklerinde faydalıdır.Trafosuz sistem %95'in üzerinde verimlilik elde ediyor
Bir fotovoltaik sistemde çalışmaya uygunluk, pilin sık şarja ve derin deşarja karşı direnciyle belirlenir - deşarj eşiği ne kadar düşükse o kadar iyidir. En ucuz popüler kurşun asitli araba akülerinde, sözde marş akülerinde, yüksektir - kapasitelerinin %80'inin altına boş altmak, yok olmalarına neden olur. Dolayısıyla kullanılabilir kapasiteleri, nominal kapasitenin sadece %20'sidir. Bu tür pil, kısa bir süre için çok yüksek bir akım sağlamak üzere tasarlanmıştır (içten yanmalı bir motorun marş motorunu döndürmek için) ve ev elektrik sisteminde saatlerce oldukça düşük bir akım gerekir.
Bu nedenle, çekiş aküleri, diğerlerinin yanı sıra elektrikli araçları sürmek için kullanılan bir fotovoltaik sistem için çok daha uygundur. Bazıları neredeyse sıfıra kadar deşarj olabilir ve birçok şarj ve deşarj döngüsünden sağ çıkabilir.
Ömrü uzatılmış ve derin deşarja karşı dirençli piller sıvı elektrolitle doldurulabilir - bu durumda bunlara EFB denir. Polyester ile güçlendirilmiş daha kalın plakalar (elektrotlar) kullanmalarıyla sıradan olanlardan farklıdırlar. Giderek daha yaygın olarak kullanılan, HZY kıs altmasıyla işaretlenmiş, kalınlaştırılmış elektrolit - jel içeren pillerdir. Daha güvenlidirler çünkü içlerinden kostik asit sızma riski yoktur. Genellikle fotovoltaik kurulumlar için özel olarak tasarlanmış piller olarak sunulurlar. En azından bu uygulama için, elektrolit - AGM'ye batırılmış cam paspaslı piller kadar iyidir, ancak daha yüksek fiyatların yanı sıra çok iyi, ancak çok daha pahalı nikel-metal hidrit (NiMH), nikel nedeniyle çok yaygın olarak kullanılmazlar. -kadmiyum piller (NiCd) ve lityum polimer (LiPo).
100 Ah kapasiteli kaliteli 12 V jel akü satın almak için yaklaşık 1.000 PLN harcamanız gerekir (1 kW kurulum için yaklaşık 4.000 Ah kullanım kapasiteli 12 V aküye ihtiyacınız vardır) .
Şarj regülatörleri
Bir fotovoltaik sistemde mümkün olduğunca fazla güneş enerjisi kullanmak ve pilleri şarj ederken kayıpları önlemek için, tercihen daha önce açıklanan maksimum güç noktası kontrolü ile mikroişlemci teknolojisine dayalı modern bir şarj kontrol cihazı (kontrol cihazı) kullanılmalıdır. (MPPT) sistemi. Bu cihazın görevi, diğer özelliklerinin yanı sıra, pillerin çalışmadığı zamanlarda fotoseller aracılığıyla boşalmaması için sistemi ters akıma karşı korumaktır.
Bazı düzenleyicilerde kullanılan sıcaklık dengelemeli üç seviyeli şarj algoritması pil ömrünü uzatır. Regülatörler ters gerilim polaritesine (artı ve eksi bağlantısı), aşırı akım, kısa devre ve sıcaklık korumasına sahiptir. Herhangi bir giriş gerilimi ile çalışabilirler ve akü sisteminin nominal gerilimini otomatik olarak tanırlar. Fazla şarj edilmelerine veya fazla deşarj olmalarına izin vermezler.Güneş enerjisinin mümkün olduğunca kullanılmasına yardımcı olan alıcıların çalışmasını kontrol eden saatlerle donatılmış regülatörler vardır. 3 kW'a kadar kapasiteye sahip bir fotovoltaik kurulum için çok iyi parametrelere (verim %99) sahip markalı bir şarj regülatörü için yaklaşık 2,5 bin PLN ödemeniz gerekir. PLN.