სოლარული PV სისტემების დიზაინი და დაყენება
თანამედროვე სოციუმი დღეს დღეში ენერგიაზე დამყოფებულია სხვადასხვა სფეროებში, როგორიცაა ქაღალდები, გათბობა, ტრანსპორტი და საკროვი, რაც ძირითადად ხდება არაგამოყოფითი წყაროების (ქვა, ნავთობი, გაზი) საშუალებით. თუმცა, ეს წყაროები გამოიწვევენ გარემოს დაზიანებას, არასწორად არიან განაწილებული და ფასის განრიგი არის არასტაბილური შეზღუდული რეზერვების გამო. ეს გამოიწვევს განახლებადი ენერგიის მოთხოვნას.
სოლარული ენერგია, რომელიც არის დამატებითი და შეიძლება დააკმაყოფილოს სამსახურის საჭიროებები, გამორჩენილია. დამუშავებული PV სისტემები (ფიგ. 1) უზრუნველყოფენ ენერგიის დამუშავებას ქუჩების დახმარებისგან დამოუკიდებლად. ქვემოთ მოცემულია მათი დაგეგმვა, დიზაინი და დაყენება ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.
დამუშავებული PV სისტემის დაგეგმვა
ადგილის შეფასება და შესახებ:
შემოკიდებულობის მინიმიზება: დარწმუნდით, რომ დაყენების ადგილი (ხარისხი ან მიწა) არ არის შემოკიდებული სტრუქტურებით და მომავალი დანარჩენები არ დაბლოკავენ სოლარულ რადიაციას.
ზედაპირის ფართობი: დაადგინეთ ადგილის ფართობი, რათა შეაფასოთ PV პანელების რაოდენობა/ზომა და დაეგეგმოთ ინვერტერების, კონვერტერების და ბატარეების ბანკების დაყენება.
ხარისხის განხილვა: დახრილი ხარისხებისთვის, შეინიშნეთ დახრილი კუთხე და გამოიყენეთ შესაბამისი მოდიფიკაცია სოლარული შუქის მაქსიმალური შემოსვლის გასაზრდელად (იდეალურად პერპენდიკულარული პანელების მიმართ).
კებლების მართვა: დაგეგმეთ კებლების მართვა (ინვერტერის, ბატარეების ბანკის, ჩარგვის კონტროლერის და PV მასივის შესაბამისად) კებლების გამოყენების და ვოლტაჟის დარდის მინიმიზებით, ეფექტურობასა და ღირებულებას შორის ბალანსირებით.
სოლარული ენერგიის რესურსის შეფასება:
ინსოლაციის მონაცემები: გაზომეთ ან მიიღეთ (მეტეოროლოგიური სადგურებიდან) სოლარული ენერგიის მიღება, გამოიყენეთ კილოვატ-საათები კვადრატული მეტრი დღეში (kWh/m²/day) ან დღიური პიკის საათები (PSH, საათები საშუალო ირადიანით 1000 W/m²).
კლიუსი მეტრიკა: გამოიყენეთ PSH შემარტივებული გამოთვლებისთვის (განსხვავებული "საშუალო საათების" დასახელებისგან, რომელიც არაფრით არ არის ენერგიის ხანგრძლივობა). მიიღეთ ყველაზე დაბალი ყოველთვიური საშუალო ინსოლაცია სისტემის ნდობილობის დასარწმუნებლად დაბალი სურსათის პერიოდში.
დამუშავებული PV სისტემების განხილვა
1. ენერგიის მოთხოვნის გამოთვლა
სისტემის ზომა დამოკიდებულია ტვირთის მოთხოვნაზე, რომელიც გამოითვლება შემდეგნაირად:
დღიური ენერგიის მოთხოვნა (Wh) = ჯამი (მოწყობილობის მოხდენის დროს დღიური მუშაობის საათები).
გამოიყენეთ ყველაზე დიდი დღიური მოთხოვნა ნდობილობისა და ღირებულების ბალანსირებისთვის (ეს უზრუნველყოფს მუშაობას პიკის გამოყენების დროს, თუმცა ეს ზრდის სისტემის ღირებულებას).
2. ინვერტერის და ჩარგვის კონტროლერის ზომა
ინვერტერი: რეიტინგი 25% მეტი ვიდრე სრული ტვირთი (ამოცანების განხორციელებისთვის).
მაგალითი: 2400W ტვირთისთვის, 3000W ინვერტერი (2400W × 1.25) საჭიროა.
ჩარგვის კონტროლერი: დენის რეიტინგი = 125% სამართავი პანელის შორტ-ცირკუიტის დენი (უსაფრთხოების ფაქტორი).
მაგალითი: 4 პანელი 10A შორტ-ცირკუიტის დენით საჭიროებს 50A კონტროლერს (4×10A ×1.25).
შენიშვნა: MPPT კონტროლერები მიჰყვებიან წარმომადგენლის სპეციფიკაციებს.
3. დღიური ენერგია ინვერტერს
დაითვალეთ ინვერტერის ეფექტურობა (მაგალითად, 90%):
4. სისტემის ვოლტაჟი
განსაზღვრული ბატარეის ვოლტაჟით (ჩვეულებრივ 12V, 24V, დას.), უფრო მაღალი ვოლტაჟები შემცირებენ კებლის დაკარგვას. მაგალითი: 24V სისტემა.
5. ბატარეის ზომა
ძირითადი პარამეტრები: დეპთი დისჩარჯის (DOD), ავტონომიის დღეები და სისტემის ვოლტაჟი.
გამოყენებული ენერგია = ბატარეის Ah × DOD.
საჭირო შარჯის ენერგია = ბატარეიდან ენერგია / სისტემის ვოლტაჟი.
მაგალითი: 3000Wh ბატარეიდან 24V სისტემაში → საჭიროა 125Ah.
12V, 100Ah ბატარეები (70% DOD):
ასე რომ, სულ იქნება სამი 12 V, 100 Ah ბატარეა. ორი შეერთებული სერიის და ორი პარალელურად. ასევე, საჭირო ბატარეების ენერგია შეიძლება იპოვოს შემდეგი ფორმულით.
PV მასივის ზომა
სრული PV მასივის ენერგია (W): გამოითვლება ყველაზე დაბალი დღიური პიკის საათებით (ან პანელის გენერაციის ფაქტორი, PFG) და დღიური ენერგიის მოთხოვნით:
სრული W_peak = (დღიური ენერგიის მოთხოვნა (Wh) / PFG) × 1.25 (დაკარგვების სკეილინგური ფაქტორი).
მოდულების რაოდენობა: გაყოთ სრული W_peak ერთი პანელის რეიტინგით (მაგალითად, 160W).
მაგალითი: 3000Wh დღიური მოთხოვნით და PFG = 3.2, სრული W_peak = 3000 / 3.2 ≈ 931W. 160W პანელებით, საჭიროა 6 მოდული (931 / 160 ≈ 5.8, დამრგვალებული ზემოთ).
დაკარგვების ფაქტორები (PFG-ის განახებ): ჩათვალეთ მზის კუთხე (5%), არამაქსიმალური ძალის წერტილი (10%, გამორიცხული MPPT-ისთვის), ბẩnი (5%), ხარვეზი (10%) და მაღალი ტემპერატურა (>25°C, 15%).
კებლების ზომა
ძირითადი განხილვა: დენის ემიტენტი, მინიმალური ვოლტაჟის დარდი (<2%), რეზისტიული დაკარგვები, ამინდის დამატებული უძრავობა (წყალი/UV დამცველი).
კროს-სექციური ფართობის ფორმულა:
A = (ρ × Iₘ × L / VD) × 2
(ρ = რეზისტივობა, Iₘ = მაქსიმალური დენი, L = კებლის სიგრძე, VD = შესაძლებელი ვოლტაჟის დარდი).
ბალანსი: განათავსეთ დაკარგვები/ავარიები ან დარტყმები (ღირებულების არაეფექტურობა). გამოიყენეთ შესაბამისი ცირკუიტის ბრეიკერები და კავშირები.
