Един от основните компоненти на слънчевите енергийни системи е слънчевият масив. Ако обмисляте да оползотворите слънчевата енергия за вашия дом или бизнес, разбирането какво представлява слънчевият масив ще ви помогне да вземете информирани решения.
Какво е слънчева решетка?
Слънчевият масив е по същество колекция от множество слънчеви панели, които работят заедно, за да улавя слънчевата светлина и я превръща в електричество. Мислете за това като за „екип“ от слънчеви панели, работещи в унисон, за да произведат по-голямо количество енергия, отколкото един панел може да постигне сам. Слънчевите масиви могат да варират по размер, от малки инсталации на жилищни покриви с около 10 до 30 слънчеви панела, генериращи 3 до 10 киловата (kW) електроенергия, до обширни инсталации в слънчеви ферми, които могат да се състоят от хиляди до стотици хиляди панели, произвеждайки от 1 мегават (MW) до няколкостотин мегавата (MW) мощност.
Подреждането на слънчевите панели в масив е проектирано да увеличи максимално излагането на слънчева светлина. Тези масиви могат да бъдат фиксирани на място или оборудвани с системи за проследяване които коригират позицията си през целия ден, за да следват пътя на слънцето, повишавайки ефективността.
Електрическите характеристики на слънчевите решетки
Когато става въпрос за слънчеви масиви, няколко ключови електрически характеристики определят тяхната производителност и ефективност.
Напрежение (V)
- волтаж на слънчева решетка се определя от броя на слънчеви панели, свързани последователно. Всеки отделен панел има номинално напрежение (обикновено между 18-40 волта) и когато панелите са свързани последователно, техните напрежения се сумират.
Напрежение на масива: Общото напрежение на масива е сумата от напреженията на всички панели в серия. Например, ако всеки панел има напрежение 30V и има 10 панела в серия, напрежението на масива ще бъде 300V.
Ток (I)
- ток на слънчева решетка се определя от броя на панелите, свързани паралелно. Всеки панел има номинален ток (обикновено между 5-10 ампера). Когато слънчевите панели са свързани паралелно, техните токове се сумират, докато напрежението остава същото.
Текущ масив: Например, ако всеки панел има ток от 5 ампера и има 5 панела, свързани паралелно, общият ток ще бъде 25 ампера.
Мощност (W)
- мощност мощността на слънчевата решетка е произведението на напрежението и тока на решетка (P = V x I). Това се измерва във ватове (W) или киловати (kW).
Мощност на масива: Соларен панел може да произвежда между 250W и 400W на панел при оптимални условия. И така, масив от 20 панела, всеки произвеждащ 300 W, ще генерира около 6,000 W (или 6kW) електричество.
Максимална точка на мощност (MPP)
- Всеки слънчев панел и масив има специфична точка, известна като Максимална точка на мощност (MPP), което е комбинацията от напрежение и ток, при която панелът или масивът генерира най-голяма мощност. MPP варира в зависимост от интензивността на слънчевата светлина и температурата.
-
Максимално захранващо напрежение (Vmp): Напрежението, при което масивът произвежда максимална мощност.
-
Максимален ток на мощност (Imp): Токът, при който масивът произвежда максимална мощност.
Напрежение на отворена верига (Voc)
- напрежение на отворена верига е напрежението в масива, когато няма свързан товар, което означава, че веригата е отворена и не протича ток.
Общото напрежение на отворена верига на масива ще бъде сумата от напреженията на всички панели, свързани последователно.
Ток на късо съединение (Isc)
- ток на късо съединение е токът, протичащ при късо съединение на изхода на масива (т.е. няма товар и токът тече свободно).
Isc за масива е сумата от токовете на късо съединение на всички паралелно свързани панели. Той показва максималния ток, който масивът може да произведе при идеални условия на слънчева светлина.
Температурни коефициенти
Слънчевите панели имат температурни коефициенти които описват как производителността на масива се променя с температурата. Обикновено с повишаване на температурата ефективността на слънчевите панели намалява.
Например, ако един панел има температурен коефициент от -0.4%/°C, изходната мощност ще намалее с 0.4% за всеки градус Целзий повишаване на температурата.
Максимално напрежение в системата
- максимално напрежение на системата е най-високото напрежение, с което системата (включително масива и инвертора) е оценена да работи безопасно. Това е важна характеристика за осигуряване на безопасността и правилното проектиране на соларната система.
Свързване на слънчеви масиви: последователни и паралелни конфигурации
Има две основни конфигурации: последователни и паралелни връзки. Всеки има своите предимства и последици за изходното напрежение и ток.
1. Серийни връзки:
В последователна конфигурация слънчевите панели са свързани един след друг. Това означава, че положителната клема на един панел се свързва с отрицателната клема на следващия. Основната характеристика на тази настройка е, че напреженията на панелите се сумират, докато токът остава постоянен. Например, ако свържете три 300-ватови панела с изходно напрежение от 36 волта всеки последователно, общото напрежение ще бъде 108 волта (36V + 36V + 36V). Това по-високо напрежение може да бъде от полза за намаляване на загубите на големи разстояния.
2. Паралелни връзки:
При паралелна конфигурация положителните клеми на всички панели се свързват заедно, както и отрицателните клеми. При това разположение токът от всеки панел се сумира, докато напрежението остава същото. Например, ако свържете три панела от 300 вата, всеки с напрежение от 36 волта, общото напрежение остава 36 волта, но токът ще се утрои, ако приемем, че всеки панел произвежда 8 ампера. Тази настройка е идеална, ако искате да увеличите общия изходен ток, без да увеличавате напрежението.
Изчисляване на напрежението в слънчева решетка:
За да изчислите напрежението на слънчева решетка, просто ще приложите избрания от вас метод на свързване:
-
За серии:
Общо напрежение = напрежение на панел 1 + напрежение на панел 2 + напрежение на панел 3 + ... -
За паралелен:
Общо напрежение = Напрежение на всеки отделен панел (тъй като остава постоянно)
Размери на слънчевите решетки: Жилищни срещу полезност
Слънчевите масиви се предлагат в различни размери и конфигурации, предимно категоризирани в жилищни и комунални системи.
Жилищни слънчеви масиви:
Жилищните слънчеви масиви са предназначени за домашни инсталации. Те обикновено варират от 3 kW до 10 kW в капацитет.
- Капацитет на системата: Обичайният размер за жилищна инсталация е около 5 kW, което може да покрие нуждите от електроенергия на средностатистически дом.
- Брой панели: Като се има предвид, че повечето слънчеви панели произвеждат между 250 до 400 вата всеки, система от 5 kW ще изисква около 15 до 20 панела.
Слънчеви масиви с полезен мащаб:
Слънчевите масиви от комунален мащаб са много по-големи и са проектирани да доставят енергия към мрежата. Капацитетът на тези системи може да варира от стотици kW до няколко мегавата (MW).
- Капацитет на системата: Типичен проект с мащаб на полезност имат капацитет от 1 MW, достатъчен за захранване на стотици домове.
- Брой панели: За да постигнете капацитет от 1 MW, в зависимост от мощността на панела, ще ви трябват приблизително 2,500 до 4,000 панела. Например, използвайки 400-ватови панели, ще са необходими около 2,500 панела.
Жилищните масиви са подходящи за индивидуални домове, докато масивите от комунални услуги осигуряват мощност в по-голям мащаб, като допринасят значително за мрежата.
Къде могат да се инсталират слънчеви масиви?
покриви са най-честият избор. Домовете и предприятията с подходящо покривно пространство могат лесно да монтират панели. Дори плоските покриви работят с опори за накланяне на панелите за по-добро излагане на слънце.
Ако пространството на покрива е ограничено, наземни системи са чудесна алтернатива. Те са идеални за големи открити площи, като дворове или ферми. Някои дори комбинират слънчева енергия със селско стопанство в така нареченото агриволтаика, където панелите се поставят над култури или пасища.
Друг вариант е слънчеви навеси за автомобили. Те осигуряват сянка за паркирани превозни средства и генерират енергия. Те често се виждат в търговски паркинги или обществени места.
Соларни сенници са подобни, но се поставят над пътеки или открити пространства. Мислете за тях като за сенчести структури, които също произвеждат енергия, често в паркове или кампуси.
За мащабно генериране, слънчеви ферми използват огромни земни площи за производство на значителна енергия, често разположени в слънчеви, отдалечени райони.
За повече мобилни настройки, слънчеви панели за лодки или каравани осигуряват енергия, докато сте в движение, особено в отдалечени райони.
Разходите за инсталиране на типична слънчева решетка
По-долу е дадено обобщение на типичните разходи, свързани с жилищна соларна инсталация.
| Точка | Очаквани разходи |
|---|---|
| Слънчеви панели (15-20 панела) | $ 3,000 - $ 10,000 |
| Inverter | $ 1,000 - $ 3,000 |
| Монтаж на хардуер | $ 500 - $ 1,500 |
| електрически компоненти | $ 300 - $ 800 |
| Монтажна работа | $ 1,000 - $ 3,000 |
| Разрешителни и такси | $ 100 - $ 500 |
| Обща прогнозна цена | $ 6,000 - $ 20,000 |
Слънчеви панели:Като цяло панелите с по-висока ефективност струват повече, но осигуряват по-голяма мощност на енергия.
Инверторен:Типът инвертор, който изберете—низ, микроинвертор, или оптимизатор на мощността – може да повлияе на общите разходи.
Монтаж на хардуер:
Това включва стелажи и скоби, използвани за закрепване на панелите към вашия покрив или земята.
Електрически компоненти:Това включва окабеляване, съединители и всички други необходими компоненти за електрическата система.
Труд по монтажа:Разходите за труд могат да варират значително в зависимост от сложността на инсталацията и тарифите на местните изпълнители. Препоръчително е да вземете няколко слънчеви котировки за осигуряване на справедливо ценообразуване.
Разрешителни и такси:Тези разходи обикновено са минимални, но могат да варират в зависимост от местните разпоредби.
Могат ли слънчевите панели да се добавят към съществуващите масиви?
Да, можеш добавете повече слънчеви панели към съществуващ слънчев масив. Преди да добавите панели, трябва да се уверите, че те съответстват на номиналните стойности на напрежението и тока на текущите панели. Ако добавите повече панели, отколкото инверторът може да поеме, ще трябва да го надстроите, за да избегнете претоварването му.
Планиране на вашия слънчев масив
1. Оценете енергийните си нужди: Прегледът на вашите сметки за комунални услуги ще ви помогне да определите колко електричество имате нужда, което ще определи размера на вашия слънчев масив.
2. Оценка на сайта: Потърсете зони с минимално засенчване, оптимално излагане на слънце и достатъчно пространство, за да поберете необходимия брой панели.
3. Определете типа на системата: Решете дали искате a мрежова система, който се свързва към електрическата мрежа, или ан система извън мрежата който разчита единствено на слънчева енергия. Този избор ще засегне компонентите, от които се нуждаете, като батерии и инвертори.
4. Изберете качествени компоненти: Потърсете реномирани марки с добри гаранции и оценки за ефективност.
At Шийлдън, ние предлагаме гама от висококачествени слънчеви панели намлява инвертори проектиран да отговаря на различни енергийни изисквания. Нашият екип е посветен на това да ви помогне да намерите идеалните компоненти за вашия слънчев масив и ние предоставяме безплатни консултации, за да ви напътстваме през процеса на планиране.
