Одним из основных компонентов солнечных энергетических систем является солнечная батарея. Если вы рассматриваете возможность использования солнечной энергии для вашего дома или бизнеса, понимание того, что такое солнечная батарея, поможет вам принимать обоснованные решения.
Что такое солнечная батарея?
Солнечная батарея по сути представляет собой набор из нескольких солнечных панелей, которые работают вместе, чтобы улавливать солнечный свет и преобразовывать его в электричество. Представьте себе это как «команду» солнечных панелей, работающих в унисон для производства большего количества энергии, чем могла бы произвести одна панель в одиночку. Солнечные батареи могут различаться по размеру: от небольших установок на крышах жилых домов с примерно 10–30 солнечными панелями, вырабатывающими от 3 до 10 киловатт (кВт) электроэнергии, до обширных установок в солнечных фермах, которые могут состоять из тысяч или сотен тысяч панелей, вырабатывающих от 1 мегаватта (МВт) до нескольких сотен мегаватт (МВт) электроэнергии.
Расположение солнечных панелей в массиве разработано для максимального воздействия солнечного света. Эти массивы могут быть зафиксированы на месте или оснащены системы слежения которые в течение дня меняют свое положение в соответствии с траекторией движения солнца, повышая эффективность.
Электрические характеристики солнечных батарей
Что касается солнечных батарей, то их производительность и эффективность определяются несколькими ключевыми электрическими характеристиками.
Напряжение (В)
Команда напряжение солнечной батареи определяется количеством солнечные панели соединены последовательно. Каждая отдельная панель имеет номинальное напряжение (обычно от 18 до 40 вольт), и когда панели соединены последовательно, их напряжения складываются.
Напряжение массива: Общее напряжение массива равно сумме напряжений всех панелей в серии. Например, если каждая панель имеет напряжение 30 В и последовательно соединено 10 панелей, напряжение массива составит 300 В.
Текущий (I)
Команда текущий солнечной батареи определяется количеством панелей, соединенных параллельно. Каждая панель имеет номинальный ток (обычно от 5 до 10 ампер). Когда солнечные панели соединены параллельно, их токи складываются, а напряжение остается прежним.
Ток массива: Например, если каждая панель имеет ток 5 ампер и параллельно подключено 5 панелей, общий ток составит 25 ампер.
Мощность (Вт)
Команда мощностью Выходная мощность солнечной батареи является произведением напряжения и тока батареи (P = V x I). Измеряется в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт).
Мощность массива: Солнечная панель может вырабатывать от 250 Вт до 400 Вт на панель при оптимальных условиях. Таким образом, массив из 20 панелей, каждая из которых вырабатывает 300 Вт, будет вырабатывать около 6,000 Вт (или 6 кВт) электроэнергии.
Максимальная мощность (MPP)
- Каждая солнечная панель и массив имеют определенную точку, известную как Максимальная мощность (MPP), что является комбинацией напряжения и тока, при которой панель или массив генерируют наибольшую мощность. MPP варьируется в зависимости от интенсивности солнечного света и температуры.
-
Максимальное напряжение питания (Vmp): Напряжение, при котором массив вырабатывает максимальную мощность.
-
Максимальный ток мощности (имп): Ток, при котором массив вырабатывает максимальную мощность.
Напряжение холостого хода (Voc)
Команда холостое напряжение — это напряжение на массиве, когда нагрузка не подключена, т.е. цепь разомкнута и ток не течет.
Общее напряжение холостого хода массива будет равно сумме напряжений всех панелей, соединенных последовательно.
Ток короткого замыкания (Isc)
Команда ток короткого замыкания ток, протекающий при закороченном выходе массива (т.е. нагрузка отсутствует, и ток течет свободно).
Isc для массива это сумма токов короткого замыкания всех панелей, соединенных параллельно. Это указывает максимальный ток, который массив может вырабатывать при идеальных условиях солнечного света.
Температурные коэффициенты
Солнечные панели имеют температурные коэффициенты которые описывают, как производительность массива изменяется с температурой. Обычно, с ростом температуры эффективность солнечных панелей снижается.
Например, если температурный коэффициент панели составляет -0.4%/°C, выходная мощность будет уменьшаться на 0.4% при каждом повышении температуры на один градус Цельсия.
Максимальное системное напряжение
Команда максимальное напряжение системы это наивысшее напряжение, которое система (включая массив и инвертор) может безопасно выдерживать. Это важная характеристика для обеспечения безопасности и правильного проектирования солнечной системы.
Подключение солнечных батарей: последовательные и параллельные конфигурации
Существуют две основные конфигурации: последовательное и параллельное соединение. Каждое из них имеет свои преимущества и последствия для выходного напряжения и тока.
1. Последовательные соединения:
В последовательной конфигурации солнечные панели подключаются одна за другой. Это означает, что положительный вывод одной панели подключается к отрицательному выводу следующей. Ключевой особенностью этой установки является то, что напряжения панелей складываются, а ток остается постоянным. Например, если вы подключите последовательно три панели по 300 Вт с выходным напряжением 36 вольт каждая, общее напряжение составит 108 вольт (36 В + 36 В + 36 В). Это более высокое напряжение может быть полезным для снижения потерь на больших расстояниях.
2. Параллельные соединения:
В параллельной конфигурации положительные клеммы всех панелей соединяются вместе, как и отрицательные клеммы. В этой схеме ток от каждой панели суммируется, а напряжение остается прежним. Например, если вы подключите три панели по 300 Вт, каждая с напряжением 36 вольт, общее напряжение останется 36 вольт, но ток утроится, если предположить, что каждая панель выдает 8 ампер. Такая схема идеальна, если вы хотите увеличить общий выходной ток без увеличения напряжения.
Расчет напряжения в солнечной батарее:
Чтобы рассчитать напряжение солнечной батареи, вам просто нужно применить выбранный вами метод подключения:
-
Для серии:
Общее напряжение = Напряжение панели 1 + Напряжение панели 2 + Напряжение панели 3 + ... -
Для параллельного:
Общее напряжение = напряжение любой отдельной панели (поскольку оно остается постоянным)
Размеры солнечных батарей: жилые и коммунальные
Солнечные батареи бывают разных размеров и конфигураций, в первую очередь их можно разделить на системы бытового и коммунального масштаба.
Жилые солнечные батареи:
Жилые солнечные батареи предназначены для установки в домах. Обычно их мощность составляет от 3 кВт до 10 кВт.
- Емкость системы: Обычная мощность для жилого помещения составляет около 5 кВт, что может покрыть потребности в электроэнергии среднего дома.
- Количество панелей: Учитывая, что большинство солнечных панелей вырабатывают от 250 до 400 Вт каждая, для системы мощностью 5 кВт потребуется около 15–20 панелей.
Солнечные батареи промышленного назначения:
Солнечные батареи коммунального масштаба гораздо больше и предназначены для подачи электроэнергии в сеть. Мощность таких систем может варьироваться от сотен кВт до нескольких мегаватт (МВт).
- Емкость системы: типичный проект коммунального масштаба имеют мощность 1 МВт, что достаточно для обеспечения электроэнергией сотен домов.
- Количество панелей: Для достижения мощности 1 МВт, в зависимости от мощности панели, вам понадобится около 2,500–4,000 панелей. Например, при использовании панелей мощностью 400 Вт потребуется около 2,500 панелей.
Жилые массивы подходят для отдельных домов, в то время как массивы коммунального масштаба обеспечивают электроэнергией большие масштабы, внося значительный вклад в общую сеть.
Где можно установить солнечные батареи?
Rooftops являются наиболее распространенным выбором. Дома и предприятия с подходящей площадью крыши могут легко устанавливать панели.. Подойдут даже плоские крыши, при этом предусмотрены крепления для наклона панелей для лучшего проникновения солнца.
Если пространство на крыше ограничено, наземные системы являются прекрасной альтернативой. Они идеально подходят для больших открытых площадей, таких как дворы или фермы. Некоторые даже объединяют солнечную энергию с сельским хозяйством в том, что называется агривольтаика, где панели размещаются над посевами или пастбищами.
Другим вариантом является солнечные навесы для автомобилей. Они обеспечивают тень для припаркованных автомобилей и генерируют электроэнергию. Их часто можно увидеть на коммерческих парковках или в общественных местах.
Солнечные навесы похожи, но они размещаются над пешеходными дорожками или открытыми пространствами. Подумайте о них как о теневых конструкциях, которые также производят энергию, часто в парках или кампусах.
Для крупномасштабной генерации, солнечные фермы используют обширные территории для производства значительных объемов электроэнергии, часто располагаясь в солнечных, отдаленных районах.
Для большего количества мобильных настроек, солнечные панели для лодок или автодомов обеспечить энергией во время движения, особенно в отдаленных районах.
Стоимость установки типичной солнечной батареи
Ниже приведен краткий обзор типичных расходов, связанных с установкой солнечной энергии в жилом помещении.
| Товар | Ориентировочная стоимость |
|---|---|
| Солнечные панели (15-20 панели) | $ 3,000 - $ 10,000 |
| Инвертор | $ 1,000 - $ 3,000 |
| Монтажное оборудование | $ 500 - $ 1,500 |
| Электрические компоненты | $ 300 - $ 800 |
| Монтажные работы | $ 1,000 - $ 3,000 |
| Разрешения и сборы | $ 100 - $ 500 |
| Общая сметная стоимость | $ 6,000 - $ 20,000 |
Солнечные панели:Как правило, панели с более высоким КПД стоят дороже, но обеспечивают большую выработку энергии.
Инвертор:Тип инвертора, который вы выберете —string, микроинверторили оптимизатор мощности — может повлиять на общую стоимость.
Монтажное оборудование:
Сюда входят стойки и кронштейны, используемые для крепления панелей к крыше или земле.
Электрические компоненты:Сюда входит проводка, разъемы и любые другие необходимые компоненты электрической системы.
Монтажные работы:Стоимость рабочей силы может значительно варьироваться в зависимости от сложности установки и расценок местных подрядчиков. Рекомендуется получить несколько солнечные котировки для обеспечения справедливого ценообразования.
Разрешения и сборы:Эти расходы, как правило, минимальны, но могут варьироваться в зависимости от местных правил.
Можно ли добавлять солнечные панели к существующим массивам?
Да, вы можете добавить больше солнечных панелей к существующей солнечной батарее. Перед добавлением панелей необходимо убедиться, что они соответствуют номинальным значениям напряжения и тока текущих панелей. Если вы добавите больше панелей, чем может обработать инвертор, вам придется обновить его, чтобы избежать перегрузки.
Планирование солнечной батареи
1. Оцените свои энергетические потребности:Просмотр счетов за коммунальные услуги поможет вам определить, сколько электроэнергии вам нужно, что определит размер вашей солнечной батареи.
2. Оценка сайта:Ищите места с минимальным затенением, оптимальным воздействием солнца и достаточным пространством для размещения необходимого вам количества панелей.
3. Определите тип системы:Решите, хотите ли вы сетевая система, который подключается к коммунальной сети, или автономная система который полагается исключительно на солнечную энергию. Этот выбор повлияет на необходимые вам компоненты, такие как батареи и инверторы.
4. Выбирайте качественные компоненты:Выбирайте надежные бренды с хорошими гарантиями и рейтингами эффективности.
At Шилден, мы предлагаем ряд качественные солнечные панели и инверторы разработаны для удовлетворения различных энергетических потребностей. Наша команда стремится помочь вам найти идеальные компоненты для вашей солнечной батареи, и мы предоставляем бесплатные консультации, чтобы провести вас через процесс планирования.
