Фотоволтаична система или фотоволтаична електроцентрала (ФЕЦ) е система за възобновяема енергия, която използва фотоволтаични панели за преобразуване на слънчевата светлина в електричество. Произведеното електричество може да се съхранява или използва директно, да се подава обратно в ел. мрежа или да се комбинира с един или повече други генератори на електричество или повече възобновяеми енергийни източници.
Фотоволтаичната система е много надежден и чист източник на електроенергия, който може да отговаря на широк спектър от приложения, като за къщи, така и в промишлеността, селското стопанство, животновъдството и др.
ФЕЦ включва различни компоненти, които трябва да бъдат избрани според типа на вашата система, местоположението на обекта и приложенията. Основните компоненти на фотоволтаична система са фотоволтаичен панел, инвертор, контролер, батерия, спомагателни енергийни източници и товари (уреди).
Първата стъпка в проектирането на фотоволтаична система е да се установи общата мощност и консумация на енергия на всички консуматори, които трябва да бъдат захранени от фотоволтаичната система, както следва:
1.1 Изчислете общите ватчасове на ден за всеки използван уред. Добавете ватчасовете, необходими за всички уреди заедно, за да получите общите ватчасове на ден, които трябва да се доставят до уредите.
1.2 Изчислете общите ватчасове на ден, необходими от фотоволтаичните панели. Умножете общия ватчас на уредите на ден по 1,3 (загубената на енергия в системата), за да получите общите ватчасове на ден, които трябва да бъдат осигурени от панелите.
Различните фотоволтаични панели добиват различно количество мощност. За да разберете оразмеряването на фотоволтаичния панел т.е. необходимите общи пикови произведена мощност (ват пик). Ват пик (Wp) зависи от фотоволтаичния панел и местоположението на обекта.
Трябва да вземем предвид "коефициента на генериране на панела", който е различен при всяко местоположение на обекта. За да определите размера на фотоволтаичните модули, изчислете както следва:
2.1 Изчислете общата пикова мощност във ватове, необходима за фотоволтаичните панели. Разделете общите ватчасове на ден, необходими от фотоволтаичните панели (от точка 1.2) на коефициента, за да получите общата пикова мощност във ватове, необходима от фотоволтаичните панели за работа на уредите.
2.2 Изчислете броя на фотоволтаичните панели за системата Разделете отговора, получен в точка 2.1, на номиналната мощност във ват пика на наличните фотоволтаични панели за вас. Увеличете всяка дробна част от резултата до следващото най-голямо цяло число и това ще бъде броя необходими фотоволтаични панела.
Резултатът от изчислението е минималният брой фотоволтаични панели. Ако се инсталират повече фотоволтаици, системата ще работи по-добре и животът на батерията ще се удължи. Ако се използват по-малко фотоволтаични панела, системата може изобщо да не работи по време на облачни периоди и животът на батерията ще се съкрати.
Инвертор се използва в ФЕЦ, където е необходим изход за променлив ток. Входната мощност на инвертора никога не трябва да бъде по-ниска от общиата мощност на уредите.
Инверторът трябва да има същото номинално напрежение като батерията. За самостоятелни системи инверторът трябва да е достатъчно голям, за да поеме общото количество ватове, което ще използвате наведнъж.
Размерът на инвертора трябва да бъде 25-30% по-голям от общите ватове на уредите. В случай, че типът на уреда е ел. мотор или компресор, тогава размерът на инвертора трябва да бъде минимум 3 пъти по-голям от капацитета на тези уреди и трябва да се добави към капацитета на инвертора, за да се справи с пусковия ток по време на стартиране.
За свързани мрежови системи или системи, свързани с мрежата, входящият рейтинг на инвертора трябва да бъде същият като рейтинга на ФЕЦ масива, за да позволи безопасна и ефективна работа.
Типът батерия, препоръчан за използване във фотоволтаични системи, е батерия с дълбок цикъл. Батерията с дълбок цикъл е специално проектирана да бъде разредена до ниско енергийно ниво и бързо презареждана или циклично зареждане и разреждане ден след ден в продължение на години.
Батерията трябва да е достатъчно голяма, за да съхранява достатъчно енергия за работата на уредите през нощта и в облачни дни. За да разберете големината на батерията, изчислете както следва:
4.1 Изчислете общите ватчасове на ден, използвани от уредите.
4.2 Разделете общите ватчасове на ден, използвани на 0,85 за загубите на батерия.
4.3 Разделете полученият отговор в т. 4.2 на 0,6 за дълбочина на разреждане.
4.4 Полученият отговор в т. 4.3 разделете на номиналното напрежение на батерията.
4.5 Умножете отговора, получен в точка 4.4, с дните за автономност (броя дни, които ще трябва системата да работи, когато няма енергия, произведена от фотоволтаичните панели), за да получите необходимото
Капацитет на батерията (Ah) = Общо ватчасове на ден, използвани от уредите x Дни автономност (0,85 x 0,6 x номинално напрежение на батерията)
Капац. батерия (Ah) = Общо ватчасове на ден, използвани от уредите x Дни авт.
(0.85 x 0.6 x номиналното напрежение на батерията)
Контролерът за зареждане обикновено се оразмерява според мощността на силата на тока и напрежението. Изберете соларен контролер за зареждане, който да съответства на напрежението на ФЕЦ и батериите и след това определете кой тип соларен контролер за зареждане е подходящ за вашето приложение. Уверете се, че соларния контролер има достатъчен капацитет, за да се справи с тока от ФЕЦ масива.
Оразмеряването на контролера зависи от общия фотоволтаичен входен ток, който се доставя на контролера, а също така зависи от конфигурацията на фотоволтаичните панели (серийна или паралелна конфигурация). Съгласно стандартната практика, оразмеряването на соларния контролер е като се вземе токът на късо съединение (Isc) на фотоволтаичната централа и се умножи по 1,3.
Забележка: За MPPT контролера размерът ще бъде различен.
Къщата има следното използване на електрически уреди:
Системата ще се захранва от 12 Vdc, 110 Wp панел
Общо използване на уреда = (18 W x 4 часа) + (60 W x 2 часа) + (75 W x 24 x 0,5 часа) = 1092 Wh/ден
Общо необходима енергия за фотоволтаични панели = 1092 x 1,3 = 1419,6 Wh/ден.
2.1 Общ Wp капацитет на фотоволтаичния панел необходимо = 1419,6 / 3,4 = 413,9 Wp
2.2 Брой необходими фотоволтаични панели = 413,9 / 110 = 3,76 модула
Реално изискване = 4 фотоволтаика
Така че тази система трябва да се захранва от поне 4 фотоволтаични панела от 110 Wp.
Общо ватове на всички уреди = 18 + 60 + 75 = 153 W
За безопасност, инверторът трябва да се изчисли с 25-30% по-голям размер.
Размерът на инвертора трябва да бъде около 190 W или повече.
Капацитет на батерията = [(18 W x 4 часа) + (60 W x 2 часа) + (75 W x 12 часа)] x 3 : (0,85 x 0,6 x 12)
Общо необходими амперчасове 535,29 Ah
Така че батерията трябва да бъде с рголемина 12 V/600 Ah за 3 дни автономност.
Спецификация на ФЕЦ:
Големината на соларния контролер = (4 низа x 7,5 A) x 1,3 = 39 A
Така че соларния контролер трябва да бъде 40 A при 12 V или повече.
За консултация, изграждане и проектиране на ФЕЦ можете да се свържете с нас тук...