تجهیزات پنل خورشیدی

1) پنل خورشیدی

پنل خورشیدی که به نام سلول خورشیدی یا سلول فتوولتائیک نیز نامیده می شود، ستون فقرات سیستم انرژی خورشیدی است. انواع مختلفی از پنل های خورشیدی از جمله چند بلوری (پلی کریستال) و تک بلوری (مونوکریستال) وجود دارد. پنل های خورشیدی تک بلوری در مقایسه با پنل های خورشیدی چند بلوری، بیشتر کارآمد بوده و البته کمی گران تر هستند. معیارهای انتخاب یک پنل خورشیدی متفاوت می باشند؛ مثل فضای مورد نیاز، ضمانت، کارآیی، نوع فناوری، هزینه و غیره. به خاطر داشته باشید که هنگام انتخاب یک پنل خورشیدی مناسب برای راه اندازی انرژی خورشیدی مسکونی، خروجی آن بسیار تعیین کننده است.

در کل، پنل خورشیدی به طور مستقیم به کنترل کننده بار متصل است اما انواع مختلفی برای اتصال آرایه هایی از پنل های خورشیدی مانند اتصال سری و موازی وجود دارد که به مواردی مانند محاسبه بار و انرژی خاص مورد نیاز برای وسایل منزل، اتصال بانک باتری، فضای سطح بام، آب و هوا و ساعت های آفتابی بستگی دارد.

شما می توانید به راحتی تعداد پنل های خورشیدی مورد نیاز و همینطور جریان بار مورد نیاز باتری را پیدا کرده و راهنمای مرحله به مرحله نصب پنل های خورشیدی با توان نامی اینورتر و توان پشتیبان باتری ها را با توجه به بار مورد نیاز خود دنبال کنید.

شکل زیر یک پنل خورشیدی 120 وات، 12 ولت و 10 آمپر را نشان می دهد که برق 12 ولت DC را برای بار مستقیم باتری تامین میکند. بار DC را می توان مستقیماً از طریق کنترلر شارژ به آن متصل کرد.

 

 

2) کنترل کننده شارژ

شارژ کنترلر (تنظیم کننده شارژ) دستگاهی است که برای تنظیم ولتاژ و جریان پنل های خورشیدی متصل به باتری ها استفاده می شود. کنترلر های شارژ از شارژ بیش از حد باتری ها توسط پنل های خورشیدی (که می تواند منجر به آسیب باتری شود) جلوگیری می کنند. زیرا پنل های خورشیدی ۱۲ ولت در صورت فقدان بار و یا در معرض تابش آفتاب تیز، ۱۷-۲۰ ولت را تأمین می کنند. چرا که تولید کننده، پنل خورشیدی را برای آب و هوا و محیط های مختلف طراحی می کند، به طوری که حتی در صورت پوشش ابر، آفتاب ضعیف، مه غلیظ و غیره، بالاترین نرخ ولتاژ را تامین کند.

انواع مختلف کنترل کننده های شارژ موجود در بازار به شرح زیر است:

• ساده – کنترلر های ۱ و ۲ مرحله ای: رله و مقاومت شنت در یک یا دو مرحله برای کنترل ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرند تا در صورت وجود ولتاژ بیش از حد، پنل خورشیدی را از باتری جدا کنند.
• PWM مدولاسیون (تلفیق) پهنای پالس – کنترلر های شارژ سه مرحله ای: اساس آنها مدولاسیون پهنای پالس و قطع مدار باتری از پنل خورشیدی متصل، از سلول فتوولتائیک در صورت زیاد شدن بیش از حد شارژ است.
• کنترلر های MPPT ردیابی نقطه ماکسیمم توان: در صورت اتصال آرایه های پنل خورشیدی به بانک باتری، MPPT یک تبدیل کننده DC به DC است که سطوح بالاتر ولتاژ DC پنل خورشیدی را بهینه و تنظیم می کند و آن را جهت شارژ باتری به ولتاژ بهینه و تنظیم شده روی مقدار پایین تری تبدیل می کند. اینها کمی گران تر اما کارآمدتر هستند به طوری که ۱۰ الی ۳۰٪ توان بیشتر را برای یک باتری دارای راندمان ۹۴-۹۸٪ فراهم می کنند.

شکل زیر یک شارژ کنترلر MPPT ، ۵-۱۰۰ آمپر است که می توان از آن برای بانک باتری ۱۲-۴۸ ولتی استفاده نمود. نرخ ماکسیمم برای سیستم پنل های خورشیدی ۱۷۰ آمپر، ۱۵۰ ولت است.

3) باتری

باتری ها برای ذخیره سازی جریان شارژ پشتیبان مورد استفاده قرار می گیرند. انواع مختلفی از باتری ها در سیستم انرژی خورشیدی استفاده می شود. هدف آنها ذخیره سازی و پشتیبان گیری در طول شب است که توان مستقیماً از صفحات های خورشیدی تامین نمی شود. اتصال سری، موازی یا سری-موازی بانک باتری ها به طراحی سیستم بستگی دارد، یعنی اینکه پیکربندی سیستم ۱۲ ولت، ۲۴ ولت و یا ۴۸ ولت باشد.

در هوای ابری و عدم تابش آفتاب، بانک باتری را می توان از طریق منبع تغذیه AC از شبکه برق و از طریق اینورتر برای استفاده های بعدی شارژ کرد. شکل زیر یک باتری ۱۵۰Ah  و ۱۲ ولت را نشان می دهد. این باتری مستقیماً به کنترل کننده شارژ متصل است تا جریان های شارژ کننده ورودی و ولتاژ سلول فتوولتائیک متصل به کنترل کننده شارژ را به منظور ذخیره سازی و عملیات پشتیبان گیری کنترل کند.

 

 

4) اینورتر UPS

اینورتر، دستگاهی است که منبع تغذیه DC را به منبع تغذیه AC تبدیل می کند. اینورتر و مبدل یا همان UPS (منبع تغذیه بدون وقفه)، برای تبدیل ولتاژ DC به AC استفاده می شود زیرا لوازم خانگی با AC کار می کنند. همچنین از UPS برای تبدیل AC به DC برای شارژ باتری از منبع تغذیه مستقیم AC استفاده می شود.

انواع مختلفی از اینورتر ها مطابق با نیاز شما در بازار موجود است که به شرح زیر می باشند:

• اینورتر متمرکز یا رشته ای کم هزینه تر اما نا کارآمد است.
• بهینه کننده توان به منظور تبدیل DC به AC مورد استفاده قرار می گیرد و به اینورتر مرکزی متصل می شود.
• میکرو اینورتر با عملکرد هموار و قابل اطمینان حتی تحت تابش آفتاب ضعیف، اما گران قیمت می باشد.

شکل زیر یک اینورتر ۱۰۰۰ وات، ۱۲ ولت DC به ۱۱۰ ولت AC و ۲۳۰ ولت AC را نشان می دهد که بین باتری و بار متصل شده است. هدف آن تبدیل خروجی باتری (۱۲ ولت DC به ۲۳۰ ولت AC) در لوازم خانگی ما است که با ولتاژ ۲۳۰ ولت کار می کنند. شکاف دوم برای تجهیزات عملیاتی ۱۱۰-۱۲۰ ولت AC است.

بهترین پنل خورشیدی برای منزل کدام است و چقدر هزینه بر می دارد؟

پنل های خورشیدی تک بلوری گزینه بهتری نسبت به چند بلوری ها هستند اما کمی گران تر هستند. تصمیم نهایی به عوامل زیادی از جمله منطقه، ساعات تابش آفتاب، میزان بار مورد نیاز و انواع باتری های مورد استفاده در سیستم بستگی دارد.