Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Tartalom

  1. Egy szó a Kulibinékhoz
  2. Mire számíthat?
  3. Gyűjtők
  4. Megvásárolt IC
  5. Házi SK
  6. Fénykoncentrátorok
  7. Elemek
  8. Vásárolt SB
  9. Szo és házi termékek
  10. Telepítés és igazítás
  11. Végül

Az alternatív energia iránti érdeklődés folyamatosan növekszik. Ennek sok oka van, és egészen objektív is. A tiszta energia legerősebb és legstabilabb forrása a Nap. Bár az újrahasznosított napenergia költségei még mindig alacsonyabbak, mint az ipari méretekben előállítottak, hővé vagy villamos energiává alakító átalakítóit – napelemeket – sokan vásárolják meg vagy készítik el saját kezűleg. Egy ház, amelynek tetején villamosenergia-termelő napelemek és hőgenerátorok – napkollektorok találhatók -, manapság nem ritkák a meglehetősen zord éghajlatú helyeken, lásd a 7. ábrát. Sőt, még mindig semmi sem pótolja a napsugárzás olyan előnyét, mint a technogén környezettől való teljes függetlenség és a természeti katasztrófák.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Ház napenergiával és áramellátással

A szemléltetésre kerülő kép nem hiába készült "télen": a napkollektorok modern modelljei egy felhős napon képesek a fűtési rendszert +85 Celsius fokos hőmérsékletű hűtőfolyadékkal ellátni, kint -20 faggyal. Az árért az ilyen napelemek meglehetősen megfizethetőek, de a gyártáshoz fejlett termelési alapra van szükség. Ha az a feladat, hogy meleg vízellátást biztosítsunk az országban vagy egy vidéki házban a meleg évszakban, amikor az autonóm fűtés ki van kapcsolva, akkor teljesen lehetséges, hogy saját kezével készítsen erre alkalmas napkollektort. És ha rendelkezik egy középszintű házimester készségével, egy olyan telepítés, amely segít a fűtőkazánnak télen jelentős mennyiségű üzemanyag megtakarításában, és a tulajdonosok – pénzt érte. Házi napkollektorok egyéb felhasználási lehetőségei is lehetségesek; legalábbis – a medence vízének melegítése. Az ilyen márkájú minták ára egyértelműen kínos a képességeikhez képest, és nincs semmi, amit ne tehetne meg maga.

Autonóm napenergia-ellátással az ügy bonyolultabb. Mondjuk ki egyenesen: a nyilvános naperőművek, amelyek minden tekintetben felülmúlják a hagyományos hőerőműveket, a vízerőműveket és az atomerőműveket, ma nem léteznek. Amíg pedig a Napból származó villamos energia előállítása nem jut át ​​az űrbe, és erre a célra nem használják ki teljes spektrumát, ez aligha lehetséges. Eurázsiában az Égei-tenger és Türkmenisztán a legszélesebb északi pont, ahol a nagy naperőművek megtérülési ideje legalább valamivel rövidebbnek bizonyul élettartamuknál.

Egy-egy megvásárolt naperőmű azonban közepes magas szélességeken is nyereséges lehet , alapos megvalósíthatósági tanulmányok és megfelelő modell kiválasztása mellett; nem utolsósorban ebben játszik szerepet az áramellátás stabilitása egy adott területen. A saját kezű napelem elemének pedig nagyon határozott és pozitív gazdasági jelentősége lehet a tulajdonos számára, ha az előállítására és működésére vonatkozóan könnyű és ingyenes feltételeket tartanak be, a következő esetekben:

  • A dachánál, ha az akkumulátort csak a látogatása idejére tesszük a Naphoz (megvilágítva), lásd alább.
  • Mobiltelefonok töltésére vagy rádiók, netbookok stb. távol a civilizációtól.
  • Egy vidéki házban állandó lakhatáshoz – alacsony fogyasztású, igénytelen és nem létfontosságú, de hosszú ideig működő fogyasztók áramellátásához: világító lámpák, beltéri és kültéri, laptopok, UPS-ekkel rendelkező számítógépek stb. Még mindig sokat „tekercselnek” a pulton, de ha csak rájuk hagyatkozik, akkor a létrehozás bonyolultsága és a naperőmű építésének költsége jelentősen csökken.
  • Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

    Szolár meghajtású felfújható csónak

    Vadászoknak, halászoknak, turistáknak, természettudósoknak, táj- és állatfotósoknak és másoknak, akik sok időt töltenek a természetben, mobil és meglehetősen erőteljes energiaforrásként. Vessen egy pillantást például az 1. ábrára. jobb oldalon; később visszatérünk ehhez a hajóhoz. Hajózás nyugodt vízen felhős napon – 30 km-től; egy tiszta nyári napon gyakorlatilag korlátlan. A pálya olyan csendes, hogy lehetővé teszi, hogy lövés vagy lövés távolságához közel kerüljön olyan óvatos madarakhoz, mint a vadlibák.

Hogyan szerezheti be vagy készítheti el ezeket a hasznos eszközöket, hogy később ne bánja meg az elpazarolt pénzt? Erről szól ez a cikk. Egy kis kiegészítéssel a napkoncentrátorokról, vagy napkoncentrátorokról. Ezek az eszközök a napsugárzást sűrű sugárba gyűjtik, mielőtt továbbítanák átalakítás céljából. Bizonyos esetekben lehetetlen más módon megvalósítani a telepítés szükséges műszaki paramétereit.

Általánosságban az anyag 5 szakaszra tagolódik alszakaszokkal:

  1. A napenergia felhasználásának fontos jellemzői.
  2. Napkollektorok (SC), vásároltak és házi készítésűek.
  3. Solar koncentrátorok.
  4. Napelemek (SAT), ugyanabban a sorrendben.
  5. Az SC és SB helyes telepítése és igazítása.
  6. Következtetés a következtetésben.

Egy szó a Kulibinékhoz

Az amatőrök különféle anyagokból készítenek napelemeket kéznél: félvezető diódákból, tranzisztorokból, szétszerelt oldalvédelmi szelén- és cuprox-egyenirányítókból, önoxidált rézlemezekből egy elektromos tűzhelyen stb. A velük táplálható maximum egy vevő vagy lejátszó 50-70 mA áramfelvétel közepes hangerő mellett. Több alapvetően lehetetlen; miért – lásd szekta. kb.

Teljesen ostobaság lenne azonban a technikai kísérleteket kedvelőket hibáztatni. Thomas Alva Edison egyszer azt mondta: „Mindenki tudja, hogy ez lehetetlen. Van egy tudatlan, aki ezt nem tudja. Ő készíti el a találmányt. " Mindenesetre a csúcstechnológiák finomságainak és az anyag mélységének megérintése (és az SB mindkettő látható példája) ismereteket és képességeket ad azok alkalmazására, azaz. gyors ész. És ezek olyan tőke, amely soha nem amortizálódik és jövedelmezősége magasabb, mint bármelyik értékpapír.

Mindazonáltal minden további anyag legáltalánosabb elméleti alapjai is olyanok, hogy a legtöbbet "egy kicsit az ujjakon" nem cikkekbe, hanem könyvekbe öntik. Ezért tovább szorítkozunk azokra a különböző alkalmakra szánt mintákra, amelyek otthon önállóan is elkészíthetők, anélkül, hogy teljesen megfeledkeznénk arról, amit az iskolában tanítottak (mellesleg elég sokan vannak); ez az első dolog. Másodszor ezek közül csak olyan készülékekre szorítkozunk, amelyek ténylegesen hőt vagy áramot adnak, alkalmasak a háztartási és gazdasági igényekre. Ezután meg kell tennie a szerző néhány hitről szóló állítását, vagy alapvető forrásokhoz kell fordulnia.

Mire számíthat?

Íme egy példa egy telefonbeszélgetésre egy SB-t értékesítő vállalat kereskedelmi vezetőjével: "És milyen feltételek mellett fejleszti az akkumulátor a bejelentett kapacitást?" – "Bármilyen!" – "És Murmanskban (a sarkkörön túl) télen is?" – csend, kialszik.

Most nézzük meg az ábra felső térképét. lent. Ott – az Orosz Föderáció körzetbe rendezése az inzolációval, kifejezetten a napenergia igényei szerint. Nem a gazdák számára, a növények megtanulták gazdaságosabban felhasználni a napfényt az élet több milliárd éve alatt. Tegyük fel, hogy olyan helyen élünk, ahol a napenergia áramlása 4 kW / h / négyzetméter. m naponta. A középső szélességeken, a tavasztól az őszi napéjegyenlőségig, és figyelembe véve a nap magasságának változását a nap folyamán és az évszaknak megfelelően, a nappali órák hosszát körülbelül 14 órának tekintik. Pontosabban, egy adott földrajzi helyhez online számológépekkel számolhat, vannak ilyenek.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Napenergia-források Oroszországban

Ezután a Nap energiájának áramlása a 4/14 = 0,286 kW / négyzet körbe megy. m vagy 286 W / négyzetméter. m. A napelem 25% -os hatékonyságával (ami jó mutató) lehetővé válik a térről 71,5 W hő- vagy villamos energia eltávolítása. Ha a közép-hosszú távú energiafogyasztás (lásd alább) 2 kW-ot igényel (ez egy tipikus eset), akkor a konverterpanelre 2000 / 71,5 = 27,97 vagy 28 négyzetméter területre van szükség. m; 7×4 m. A hatékonyság 25% – nem lebecsülik? Igen, többet ki lehet préselni a panelekből. A további anyagok nagy részét pontosan annak szentelik.

Megjegyzés: referenciaként – a napállandó, azaz a Nap energia-fluxus sűrűsége az ultrahosszú rádióhullámoktól a szuperkemény gammasugárzásokig terjedő teljes sugárzási spektrumban a Föld pályáján az űrben 1365,7 W / négyzetméter. m. Az egyenlítő napján délben az Egyenlítőnél (a Nap a zenitjén) – kb. 1 kW / négyzetméter. m. A kereskedők ezt gyakran nem tudják, de szem előtt kell tartani.

Oké, de mi van a gyártók ígéreteivel? A panel például 1×1,5 m, és 1 kW teljesítményt jelentenek rá. Úgy tűnik, hogy ez nem ellentétes a fizikával és a csillagászattal, de egyértelműen irreálisnak tűnik a közepes szélességi fokokon a légkör bundája alatt. Helyesen nyilatkozj, ne hazudj. Csak a teljesítményt mérték próbapadjukon speciális lámpák alatt. Ha őszinték akarnak lenni velem a végsőkig, hadd jöjjenek és ragyogják őket a panelemen, és ehhez bárhová elviszik az áramot.

Az első kártyára szükség van az árkategória vagy a javasolt telepítés kialakításának megválasztásához. Az SB és különösen a felhős időben működni képes SC nehezebb és drágább, mint azok, amelyek csak közvetlen fényben működnek. 365×24 = 8760 óra egy évben. Figyelembe véve azt a tényt, hogy nyáron nagy szélességi fokokon a nappali idő hosszabb, az Jakabszkban vagy Anadyrban az SC vagy az SB a becsült élettartam alatt megtérülhet, de nem a moszkvai régióban vagy Ryazanban. Azok. azt is vegye figyelembe, hogy a napenergia, mint a hagyományos előnyös segítője, nemcsak a Szaharában vagy a Mojave-sivatagban lehetséges.

Részösszeg

Ebből a szakaszból következik az összes következetes fontos következtetés: amikor megvásárolni vagy megismételni kívánt panelt keres, elsősorban a fény hatékonyan érzékelő (vagy elnyelő) felületének iránt érdeklődjön, és csak arra használja, hogy kiszámolja minden más. Sőt, kiderülhet, hogy a marketing és a fogyasztói felfogás szerint az a panel, amely a legrosszabbnak tűnik ebben az esetben, jövedelmezőbb lesz, mint a "menő".

Gyűjtők

Működés elve

Az üvegházhatás minden SC munkájának középpontjában áll. Lényege közismert: az egyik oldalon vegyen fel egy fényelnyelő felülettel rendelkező kamerát. A látható fényre (lehetőleg ultraibolya, UV) is áttetsző, de a hő (infravörös, IR) sugárzást jól tükröző burkolattal zárjuk le. Ezeket a feltételeket a szilikátüveg és a plexi nagyrészt kielégíti; szinte teljes egészében – kvarcüveg és más ásványi poharak olvasztott kvarc alapján.

Megjegyzés: az UV-áteresztő szemüvegeket általában helytelen ásványi anyagnak nevezni, mert a szilikát üveg is ásványi anyag. Jobb lenne megtartani az előző elnevezést "kvarcüveg", mert Az UV-átlátszó üvegek olvadásának töltése a zúzott kvarc. Vannak turmalin poharak is, de nem mindennapi életre – a drágakövek kristályai megolvadnak rajtuk.

A kamerába belépő napfény elnyeli, és a kamera felmelegszik. A hőveszteség elkerülése érdekében hőszigeteléssel látjuk el. Ezután a hőenergia IR-vé válik, de a fedélen keresztül kifelé megy, és nem képes eloszlani. Az IK-nek nincs más választása, mint a hőcserélőt a belsejében elhelyezett hűtőfolyadékkal vagy a kamrán keresztül fújt levegővel felmelegíteni. Ha nincsenek ott, akkor a belső hőmérséklet addig emelkedik, amíg a külső és belső hőmérséklet-különbség "áttolja" a felesleges hőt a szigetelésen, és létrejön a termodinamikai egyensúly.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Fekete test modell

Mi a fekete test

A további megértéshez tudnia kell, hogyan működik a fekete test piramis- vagy tűmodellje (BBT); mivel nem lesz szükségünk másokra, ezért, ha a fekete testmodellről beszélünk, mindenütt kihagyjuk a „piramis-tű” modellt. A rúnában és általában az interneten valójában nem talál semmit, de a laboratóriumi gyakorlatban és a technológiában ezeket sikeresen használják. Hogyan működik, az a 2. ábra alapján egyértelmű. jobb oldalon. És ebben az esetben a fény abszorpciója az SC-ben jobb lesz, annál inkább a bevonata vagy maga a hatékonyan elnyelő felület (ESP) konfigurációja tulajdonságaiban közelebb áll a fekete test modellhez.

Megjegyzés: A fekete testet testnek nevezzük, amely bármilyen frekvenciájú elektromágneses sugárzást elnyel. Fakorom, pl. – nem fekete test, IR-szűrőn keresztül történő fényképezéskor világosszürke. A fekete test piramis-tű modellje képes elnyelni minden, nemcsak elektromágneses rezgést. Tehát az akusztikában habgumi piramisokat használnak a hangkamrák belső felületeinek beillesztésére.

Megvásárolt IC

Ha úgy dönt, hogy napkollektort vásárol, akkor szembe kell néznie az 1 négyzetméter árdugóval. m felszívódó terület 2000-80 000 rubelben. És ne feledje, hogy csak a teljes költség jelenik meg, és ha az EPP-területet előírják, akkor kis betűkkel. Emellett a modell kiválasztásakor feltétlenül meg kell kérdeznie, hogy van-e tárolótartállyal és hevederes elemekkel ellátva, erről bővebben lásd alább. Próbáljuk meg kitalálni, mi magyarázza ezt az eltérést, és hogy ez mindig indokolt-e.

Megjegyzés: Elméletileg az IC élettartama korlátlan. Gyakorlatilag – többé-kevésbé tisztességes modellekben, megfelelő működés mellett legalább 15 év. Ezért ésszerű választás esetén nincsenek problémák a megtérüléssel, mindaddig, amíg az éghajlat lehetővé teszi ezek felhasználását.

Típusok és cél

A mindennapi életben 3 típusú kialakítású SC-ket használnak a legjobban, lásd az 1. ábrát. Bal oldalon egy lapos SC, a közepén egy vákuum, a jobb oldalon egy kompakt. Mindegyik szabad áramlással, termoszifon keringéssel és nyomással egyaránt elvégezhető. Az elsők 1,5-5-szer olcsóbbak, mint a nyomástársaik, mert könnyebb biztosítani bennük az erőt és a feszességet. A nem nyomású SC-k viszonylag lassan melegítik a hűtőfolyadékot, ezért inkább melegvíz-ellátásra szolgálnak a meleg évszakban. A pántolás egyszerű és olcsó; néha egy szerkezettel ellátott panelrel kombinálva.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Napkollektorok háztartási használatra

A nyomóközeget vagy cirkulációs szivattyú szivattyúzza (ami illékonyá teszi őket), vagy csapvizet juttatnak a hőcserélőbe. Ehhez természetesen erősebb és megbízhatóbb kialakításra van szükség, plusz egy összetett illékony csővezetékre és egy vezérlőre, amely ezt vezérli. Az ár is ennek megfelelően növekszik. De csak a túlnyomásos SC-k alkalmasak a ház fűtésére a hideg évszakban, mert gyorsan meleg. A modellek többsége egész évszakban használható; az Orosz Föderációban értékesített, az éghajlati viszonyokat figyelembe véve, leggyakrabban úgy tervezték, hogy fűtőkazánnal működjenek együtt, azaz segédeszközök.

Az SC nyomás közvetlen és indirekt fűtésű. Az első esetben az SC közvetlenül a CO körhöz (fűtési rendszer) csatlakozik. A második, az első, a napenergiát kapó SC-áramkör fagyállóval van feltöltve, és a másodlagos hűtőfolyadékot a 2. kör hőcserélőjében melegítik.

Utóbbiak persze drágábbak, mert képes fagyban dolgozni bármilyen éghajlaton. Az előbbieket főleg tavasszal és ősszel használják fűtésre. Mindazonáltal a közvetlen fűtés nyomás alatt álló (egykörös) SC-je valószínűleg előnyös az egyéni CO számára: a szezonon kívül nagyon alacsony teljesítmény mellett a szilárd tüzelésű kazán hatékonysága drámaian csökken. De éppen ebben az időben elegendő lesz az SC hőteljesítménye a ház számára, az egykörösek viszonylag olcsók. Csak a megfelelő elzáró és elosztó szelepekről kell gondoskodni a CO-ban, és ősszel, a valódi hideg idő előtt az SC le van választva és kiürül.

Lakás

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Lapos napkollektoros készülék

A sík SC vázlata az 1. ábrán látható. jobb oldalon; a működési elv teljesen összhangban áll a fent leírtakkal. Hatékonyak, általában csak a meleg évszakban. A hatékonyság, a kiviteltől függően, 8-60% között mozog, a vizet 45-50 fokos hőmérsékletig adagolják. A nyomás alatt állóak rendkívül ritkák, a tervezés bonyolultsága ugyanakkor versenyképtelenné teszi őket a vákuumokkal szemben. A hőcserélő tömítéseit csak vízzel töltik meg, mivel nyáron nincs szükség fagyállóra. Az árat (hangsúlyozzuk – 1 négyzetméter M EPP esetén; minden egyes alkalommal újra kell számolnia magát a specifikációs adatoknak megfelelően) elsősorban a következő tényezők befolyásolják:

  • Üveg bevonat (átlátszó szigetelés).
  • Egyfajta üveg maga.
  • Az abszorbens panel kialakítása és minősége.

Az üvegbevonat elsősorban tükröződésgátló filmként játszik szerepet az optikai eszközökben: csökkenti a fény fénytörését a közeg és a fényveszteség oldalsó visszaverődés közötti határfelületén. Helyesen telepített nyári SC-kben (lásd a végén, a következtetés előtt) ezek a veszteségek kicsiek, vagy a déli régiókban teljesen láthatatlanok. Ezenkívül a bevonatot a szél fújja, és általában nem vonatkozik rá a garancia. Ezért a lefedettség az első, amin spórolhat. Ha észrevehető az árkülönbség a hasonló műszaki adatokkal rendelkező modellek lefedettsége miatt, akkor vegye a "meztelen" -t, valószínűleg nem fog csalódni.

Maga az üveg a legfontosabb elem, és el kell navigálnia, amikor elsősorban azt választja:

  1. Ásványi anyag – átadja az UV-t, ami nagyban fokozza az üvegházhatást.
  2. Texturált (strukturált) – a felületén van egy speciális mikrorelief, amely szinte egyenlő hatékonyságot biztosít közvetlen és szórt fényben, azaz tiszta és felhős időben.
  3. Ásványi szerkezetű – egyesíti ezeket a tulajdonságokat, és emellett gyakorlatilag nem ad oldalirányú visszaverődést a beesési szögek meglehetősen széles tartományában, visszaverődés nélkül.
  4. Szilikát adalékokkal – strukturált vagy nem, nem adja át az UV-fényt, nem tükrözi az IR-t és jelentős oldalirányú visszaverődést eredményez reflexiógátló bevonat nélkül. Nem szabad 20% -nál nagyobb hatékonysággal számolni vele.
  5. Organikus – 5-7 éven belüli bármilyen fejlesztéssel, a maximum a portól zavaros lesz, de egyes típusai maximális hatékonysági értékeket képesek biztosítani.

Ennek alapján az állandó használatra szánt SC esetében az ásványi szerkezetű üveg mellett kell dönteni. Ez lehetővé teszi, hogy kevesebb helyet használjon fel, és gyakran profitáljon a teljes telepítés költségéből. Egy hétvégi házikónál a vízmelegítés aránya és a kollektor kezdeti költsége is fontos, ezért ott a plexi SC alkalmas. A telepítés amellett, hogy olcsó, kompaktabb és könnyebb lesz; hétköznapokon és télen takaróval boríthatjuk, vagy akár házhoz is vihetjük, így a kopásállóság ebben az esetben nem meghatározó tényező.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

A fényelnyelő bevonatok tulajdonságai

Jó üveg alatt az SC hatékonysága kevéssé függ az elnyelő panel (abszorber) kialakításától. Nem ez – az EPP elnyelő bevonata (feketedése). A különféle napelnyelő bevonatok tulajdonságait az ábra mutatja. jobb oldalon. Rendszeresség – mint mindig, minél hatékonyabb, annál drágább. Itt is különféle modelleket kell kiszámítani, elérve az 1 négyzetméter minimális költségét. m panel. Általánosságban elmondható, hogy az SC bármely számításakor emlékezni kell arra, hogy az ottenash – a legnagyobb megtakarítást a panel (ek) szükséges területének csökkentésével lehet elérni. Ugyanakkor az eladókat is ellenőrzik: ha mondjuk szelektív festést deklarálnak a specifikációban, és 75% -os hatékonyságot ígérnek, küldjék őket a lámpák alatti tesztállványra, pokolian meleg. Végül is világos, hogy a teljes telepítés hatékonysága nem lehet magasabb, mint annak egy része.

A tankról

Az SC tárolótartályára nemcsak a kényelem érdekében van szükség. A fenti térkép az átlagos évi insolációs értékeket mutatja. A nyári telepítéshez számításkor körülbelül 1,7-szeresére, szezonális tavaszi-nyári-őszi – 25% -kal növelhetők. De ez csak egy átlagos érték lesz, most az évszaknak megfelelően. És az időjárástól függően a helyi éghajlattól függően az inszoláció mennyisége napról napra 1,5-3-szor "ugrálhat". A tartályban felhalmozódott felmelegített víz, feltéve, hogy jól szigetelt, tiszta, forró napon felesleges hőt vesz fel, és felhősre adja vissza. Ennek eredményeként a telepítés tényleges hatékonysága negyedével / harmadával növekszik. És végül, miután hozzáértően átvarázsolták a helyi adatokat, az Orosz Föderáció középső zónájában gyakran lehetséges a szükséges EPP-terület felére vagy annál nagyobbra csökkentése a fent megadott hozzávetőleges számítással meghatározottal szemben. Ennek megfelelően – és a telepítési költségek.

Az alábbiakban ismertetett vákuum SC-k nem működnek hőtároló nélkül. Bennük vagy a kész konstrukcióba kerül, vagy a szállítási készletbe. De a lapos SC-k esetében a helyzet éppen az ellenkezője, és hasonlít a fényképészeti berendezések helyzetére a "nedves" filmfotózás kínja alatt. Aztán például egy kiváló SLR "Minolta" zoomobjektívért 190 dollárt kértek. És a leginkább szemetelő nagyító körülbelül 600 dollárba került. Vagyis az egyiket vette, a másikat nem teheti meg, ezért fordítsa kifelé a zsebeit.

Ami a lapos SK-t illeti, az opcionális vagy a számukra ajánlott márkájú tartályok árai egyszerűen csúnyának tűnnek. Ezért, ha tudja, hogyan kell bütykölni, akkor jobb, ha saját maga készíti el a tartályt, csak a panel specifikációjában előírt térfogatot tartja fenn. És ne higgyen a kereskedők fenyegetéseinek – egy házi tankot nem lehet rosszabbá tenni, mint egy "céget". Hogyan – erről bővebben a házi készítésű termékek részben.

Vákuum

A vákuum SC-k képesek a hűtőfolyadékot 80-85 fokra melegíteni, hatékonyságuk eléri a 74% -ot, és csak a legolcsóbbak vannak 50% alatt. Ezt részben a csősoros abszorbens panel kialakítása határozza meg; a köztük lévő intervallumok fekete testmodellként működnek, csak egy koordinátán. De a nagy hatékonyság biztosításának itt a fő szerepe az a tény, hogy a hőcserélő egy vákuumlombikban vagy egy ilyen lombik rendszerében helyezkedik el. Itt nem a hőszigetelés a lényeg (sugárzás esetén a vákuum egyáltalán nem biztosítja), hanem a kamrában nincs légkonvekció. Ez lehetővé teszi a hőmérséklet optimális elosztását a hőcserélő felületén. Egy gázzal töltött kamrában a konvekciós áramlások kiegyenlítik.

Ábrán. a vákuum SC 2 leggyakoribb típusának készülékét mutatja. Bal – 1 kontúrú nyári vagy szezonális. Valami ilyesmi látható fent a 2. ábrán. az SK orosz "Dachnitsa" típusokkal. Ilyen vízzel töltve kimenő hőmérséklete 60 fok alatt van. A vákuum szerepe itt különösen jól látható: ha levegő áramlik a lombikba, annak konvekciója kiegyenlíti a belső cső hőmérsékletét, és nem lesz benne "termoszifon".

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

A vákuum napkollektorok eszköze

A lombik borítéka különféle típusú poharakból készül, lásd fent. A belső cső egy energiavevő (PE) és egy hőcserélő. Sok vita, egészen a fórumok kölcsönös sértéséig és gyalázkodásáig, felveti a kérdést: mit lehet jobb megfeketíteni – a belső csövet a héj külső oldalán vagy a belső felületét? A legnagyobb hatékonyság szempontjából – PE. Ugyanakkor az IR veszteségek minimálisak, mivel a burkolat erősen visszaverő IR-üvegből készül. Az insoláció mérésére szolgáló eszközök pontosan így vannak elrendezve – aktinométerek, csak csövek helyett gömbök vannak.

Ezért jobb, ha olcsó szabad áramlású vákuum SC-t veszünk fel olyan helyekre, ahol alacsony az inszoláció és a PE feketedése sugárzik, azonban a déli régiókban, ahol az átlagos éves inzoláció meghaladja a 4 kW * h / nap értéket, több mint 2000 óra / év sugárzás, a nyári magasságban felforralhat, és ez szinte mindig nyomásmentesítést és teljes kudarcot jelent. Itt megbízhatóbb lesz egy olyan rendszer, amelynek héja belülről feketedik.

Ezenkívül a héj belülről történő feketedésével SC nyomásfejet hajtunk végre (az ábra bal felső sarkában beillesztve). Ebben az esetben a héjon keresztüli némi MC szivárgás árán magas koncentrációja a lombik tengelye mentén érhető el, ami szükséges az erős vízáramlás jó és gyors felmelegedéséhez. Ezenkívül a leghatékonyabb 1 áramkörű nyomófejű SC-kben a központi (ellátó) cső is feketedik, de főleg a körülötte lévő emelkedő áramlás melegíti.

Jobb oldali ábra. – 2-körös SC hőcsővel és dupla lombik különböző minőségű üvegből. Éppen ezek táplálják a CO-t egész évben egy 90 fokos hőmérsékletű hűtőfolyadékkal: az IR koncentrációja a hőcsövön biztosítja az 1. kör hűtőfolyadékának elpárolgását. Ami egyébként egyáltalán nem víz. Ezért a 2 áramkörű SC-k nem tartoznak önjavítás alá. A hatékonyság pénzbe kerül, és ebben az esetben nagyon sokba kerül. Ezért az árlistákba belemerülve különös figyelmet fordítunk:

  • A beszállító kiszámolja-e a telepítést a helyszíni mérések alapján.
  • A heveder szerepel-e a szállítókészletben (lásd alább).
  • Csatlakoztatják-e a vállalati szakemberek a telepítést a meglévő CO
  • Garantáltak-e ebben az esetben a deklarált paraméterek?
  • Meddig tart a jótállás?
  • A tervezett és rendkívüli karbantartás biztosított-e és mennyit.

Csatlakozás és csövezés

A télen történő fagyás és repedés megelőzése érdekében az SC nyomófejeket egész évben fagyállóval töltik fel. Csatlakoztatásuk egyszerűsített diagramja látható a bal oldalon az ábrán: a vezérlő a betáplálás, a visszatérő és a tartály hőmérsékleti arányának megfelelően szükség szerint "pörgeti" a keringető szivattyút.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Nyomásos napkollektorok csatlakoztatása

A nyomásfűtéses szolár rendszerek hőszigeteléssel ellátott tárolóval vannak felszerelve. Az Orosz Föderációban a legtöbbet eladott rendszereket úgy tervezték, hogy a kazánnal történő CO működtetéséhez csatlakozzanak. A szolár vízmelegítőt ennek megfelelően kell megtervezni, a 2. ábra közepén. A kazán csatlakoztatására szolgáló kiegészítő tekercsen kívül (a tetején lévő tartályban) az SC SC által működtetett alsó 2 részre oszlik; a felső körülbelül kétszer akkora, mint az alsó, és kúpban van feltekerve, alul a tartályban. Az alsó spirál gerjeszti a víz konvektív áramlását, a felső pedig átadja a hőt.

Ilyen megoldásra van szükség, hogy a kazán visszatérő hőmérséklete ne csökkenjen 45 fok alá, különben savas kondenzátum eshet ki benne, gyorsan tönkretéve a kazánt. Amikor a Nap nem süt, és az SC semmilyen módon nem tud segíteni a kazánon, a kúpos spirálban vízzár képződik, amely nem engedi, hogy a hideg "párna" felemelkedjen a kazán tekercséhez.

Egy speciális tartály mellett, amikor az SC be van kapcsolva az otthoni CO-ban, egy csővezetékre is szükség van hozzá, a jobb oldalon. Az előző kazáncsövezés (az ábrán nem látható) teljesen megmaradt! A kazán csak melegedő időjárásként "érzi" az SC munkáját! A szolárrendszer CO-hoz való csatlakoztatásának tényleges eljárása egyszerű: a CO-tápellátás és -vezetés le van választva a kazánról és az SC tartályhoz. És a megfelelő kazánfúvókák csatlakoznak az SC tartály felső hőcserélőjének szerelvényeihez.

A moduláris IC-kről

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

A fent leírt rendszerek integrált konstrukciók. De vannak olyan moduláris SC-k is, amelyeket panelekből toboroznak, amíg a szükséges paramétereket nem kapják meg, például az orosz Helioplastot, lásd az 1. ábrát. jobb oldalon. A panelek párhuzamos vagy soros összekapcsolásával nagyobb hűtőfolyadék áramlást vagy magasabb hőmérsékletet érhet el. A moduláris SC költsége például jelentős. 1 panel "Helioplast" körülbelül 300 dollárba kerül. A csővezetékek háromutas szelepekkel történő átkapcsolásával azonban lehetséges a teljes rendszer átvitele a "tavasz-ősz" üzemmódból a "nyár" -ba és fordítva. Vagy például: "zuhany / konyha – medence".

Megjegyzés: A moduláris SC, mint drágább, bármilyen pozitív hőmérsékleten, vagy – + (10-15) és felhős időben történő működésre lett tervezve.

Kompakt

Meg kell említeni a kompakt SC-ket. Rendszerint úszómedencékben lévő víz fűtésére használják, hogy a nagy mesterséges szerkezetek ne rontsák el a tájat. Az árak a műszaki paraméterekhez képest hihetetlenek; A Mercedes-Benz a "csillagával" itt, ahogy mondani szokás, pihen. A kialakítás egyszerű és teljesen megismételhető saját kezűleg, lásd a fénykoncentrátorokról szóló részt.

Házi SK

Az öntermeléshez leginkább a melegvízellátáshoz használt lapos vidéki házi CK-k állnak rendelkezésre. A szezonális fűtés olyan bonyolult és időigényes, hogy kész panelt vásárolni könnyebb és jövedelmezőbb. A törmelékből készült házi termékek részéről azonban a kézművesek néha olyan mintákat készítenek, amelyek a megjelenésük kivételével alacsonyabbak, mint a legjobb ipari termékek, de szó szerint egy fillérbe kerülnek. Menjünk rendben.

Doboz, üveg, szigetelés

A házi készítésű lapos SC teste legjobban fából, rétegelt lemezből, OSB-ből stb. A tartósságot és a tartósságot víz-polimer emulzióval történő kétszeri impregnálással kapjuk meg a festés előtt. Célszerű az alja vastagságát 20 mm-ről (előnyösen 40-ről) venni, hogy ne alakuljanak ki repedések a hődeformációkból. Egy tábla (120-150) x20 kerül az oldalfalakra. Nem kívánatos a testet alulra tenni. Az üveg szivárgása megnő. Kívül festeni tetszés szerint, de belül – "torta" aljzatként lásd alább. A tervben szereplő méreteket az inszoláció mennyisége és a szükséges teljesítmény alapján számítják ki.

Üveg jobb, ha olcsóbb és könnyebb, organikus. A 4 mm vastagságú monolit polikarbonát jól alkalmazható: fényáteresztése elfogadható, 0,92, az ára alacsony, és a viszonylag alacsony törésmutató kis oldalsó visszaverődést eredményez. A gyenge UV-áteresztést részben kompenzálja az alacsony hővezető képesség. A felületi kopásállóság szempontjából a polikarbonát az egyik legjobb organikus üveg, elegendő lesz egy olcsó házi üveghez.

Szigetelje a testet habbal; a nyári SC-hez 20-30 mm elegendő. 2 azonos vastagságú rétegben szigeteljen alufóliás tömítéseket, de erről többet az alábbiakban. Szükséges a doboz szilárdságának szigetelése belülről. Ha olvasott cikkeket az épületek szigeteléséről, kérjük, vegye figyelembe: a sima SC hőmérséklet-különbségével és kellően magas külső hőmérséklet mellett nem kell harmatpont vándorlásról beszélni.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Házi készítésű napkollektoros fényelnyelő

A szigetelés elengedhetetlen kiegészítője az összes kötés és csővezeték szilikonral történő lezárása. A levegőárammal való legkisebb repedésen keresztül akkora hőt "fütyül", hogy ha van értelme az SC-nek, az csak "a látszat kedvéért" lesz. Először a testet lezárják (festés előtt); a hőcserélő – csövek telepítése után, és az üveget az oldal tetején kiválasztott negyedre alkalmazott tömítőanyag "kolbászára" helyezzük. Ezenkívül felülről rögzítik őket kerettel, konzolokkal stb.

Pite

A "pite" (lásd a jobb oldali ábrát) ebben az esetben egy olyan szubsztrátum, amely jól és gyorsan elnyeli az IR-sugárzást, amíg az IR-kvantumoknak nem volt ideje "elmenekülni", hővel a hőcserélő felé. A "pite" alapja egy alumínium lemez. A réz magas hőkapacitása miatt kevésbé alkalmas. A további fóliaszűrők visszahozzák a "szökevények" nagy részét; fa és hab az IR-hez – az anyagok nem teljesen átlátszatlanok.

A "pite" második fénypontja a festészet. Festésük egyidejűleg a bilincsekre már telepített hőcserélővel történik. Szükséges olajjal (lassan száradó) fekete festékkel festeni a "gáz korom" pigmentet; művészeti üzletekből megvásárolható. Az infravörös sugarakban található szintetikus pigmenteken alapuló festék egyáltalán nem lesz fekete.

A festés után meg kell várni, amíg a festék szárazra szárad, azaz miután enyhén megnyomta az ujjával, a nyomának rajta kell maradnia, és maga az ujj nem piszkosulhat el. Ezután a festékbevonatot habszivacs tamponnal vagy nagyon puha végkefével átszúrjuk. Ez utóbbi jobb, de némi szakértelmet igényel, hogy ne átszúrja a még puha bevonatot. Az eredmény egy olyan film, amely tulajdonságaiban meglehetősen hasonló a fekete test modellhez.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Megjegyzés: nagyon jó lehetőség egy régi vékony falú bélyegzett fűtőakkumulátor. Akkor nem kell alumíniumot keresni. Csak a fent leírt módon kell festeni, és nem szabad úgy elhagyni, ahogy volt, lásd a 7. ábrát.

Hőcserélő

A legegyszerűbb és leghatékonyabb hőcserélő egy vékony falú propilén tömlőből készült spirál, lásd az 1. ábrát. jobb oldalon. Maga már hasonló a BBT modellhez. A rézből még jobb lesz, de sokkal drágább. A lapos spirálos hőcserélőnek azonban kellemetlen tulajdonsága van: a szigorúan vízszintes kivételével bármely helyzetben a szellőztetés idővel elkerülhetetlen: melegítéskor a benne oldott levegő felszabadul a vízből, és több mint elegendő emelkedő ív található, ahol felhalmozódhat. Ennek ellenére egy lapos spirál hőcserélő használható házi készítésű SC-ben egy kompakt koncentrátorral rendelkező medencéhez, lásd alább.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Tömlő napkollektor

A legjobb hőcserélő egy cikk-cakk, amely 10-12 mm átmérőjű lumenű rézcsőből készül. Miért pont ilyen? Mivel a tartályban lévő víz leggyorsabb felmelegedéséhez az SC kamra hőteljesítményének valamivel nagyobbnak kell lennie, mint amit a vízzel ellátott hőcserélő képes elfogadni egy adott hőmérséklet-különbség mellett; házi SC-hez – 15-25 fok. Ellenkező esetben a távozó víz hőmérséklete eleinte túl alacsony lesz, és sok fordulatot kell tennie a rendszerben, amíg a tartály felmelegszik.

A második paraméter, amely meghatározta a cső választását, a vízáramlással szembeni ellenállás. A cső lumenének 5-10 mm-rel történő növekedésével gyorsan, majd lassabban esik. A harmadik tényező a legkisebb megengedett hajlítási sugár, 5 átmérő egy vékony falú, bevonat nélküli csőnél (split klímaberendezéseknél). Ekkor a cikk-cakk hurkok szélessége 100 mm, ami a hőátadás szempontjából éppen optimális. És használhat egy szokásos kézi csőhajlítót is.

Megjegyzés: ezek az arányok érvényesek az alumínium hordozón leírt "süteményre". Ami a bélyegzett fűtőtesteket illeti, mindent kiszámítottak előttünk. Ami jól leadja a hőt, azt jól elnyeli. Ez a termodinamika egyik axiómája.

E körülmények ismerete nélkül tipikus hibákat követhet el, lásd a 7. ábrát. Bal oldalon – egy vastag cső, széles hurokkal, nem fogadja el egyszerre a doboz által termelt teljes hőt. Gyenge hatékonyság, lassú fűtés. Középen, éppen ellenkezőleg, a kamra kapacitása nem elegendő ehhez a hőcserélőhöz. A hatékonyság elfogadható lehet, de a tartály felmelegedése még sokáig tart. Ráadásul lidércnyomásos feladat ez a szivárgások összeszerelése, azonosítása és kijavítása (Murphy egyik törvénye a "Minden lezárt ízület szivárog"). A jobb oldalon – úgy tűnik, minden rendben van, beleértve a hőcserélő bevonatát (a régi hűtőszekrény radiátorát). De a cső lumenje 3-4 mm, ez nem elég. A vízhez „nem tolott” IR-nek nincs hova mennie, csak kívül hiába, és a folyadék áramlásának megnövekedett ellenállása (a víz nem freon) garantálja az alacsony hatásfokot és a lassú melegítést.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Házi napkollektorok nem hatékony hőcserélői

Megjegyzés: Az SC fent leírt hatékonysága rendezett kialakítással meghaladja a 20% -ot, ami összehasonlítható az ilyen típusú ipari mintákkal.

Újra tank

Itt az ideje, hogy szorosan foglalkozzunk az akkumulátor tartályával: nélküle az SC kevés hasznát veszi. Kezdjük a térfogat kiszámításával – mindent el kell vennünk a Naptól, amely lehetővé teszi az SC számára, és tovább kell tartani; ez különösen akkor fontos, ha a paneltől fűtés is bekapcsolódik. A kis tartály hamarosan felmelegszik, majd az SC használat nélkül "lőni fog", mert nem melegedhet a végtelenségig. Túl nagy tartályban a víznek nem lesz ideje felmelegedni arra a hőmérsékletre, amelyet az SC egy nap alatt képes biztosítani, és megint nem használjuk ki teljesen ennek a területnek a hőpotenciálját. Miért vesszük be – egy nap alatt? Mivel szezonális használatra számítunk fűtéssel, és estére már szükség lehet fűtésre. Nyáron a dachánál – mosakodni, estére várva; lehetőleg több ember számára.

Hagyjuk, hogy a rendelkezésünkre álló helyek ne legyenek teljesen komorak, és 4 kW * ó / napot kapunk. Ezután lásd fent, a Sun 1 négyzetméteren. m 286 watt teljesítményt önt ki. Vegyük az EPG méretét 1×1,5 m-re (például ha nagyot készít, az nem lesz rosszabb), azaz EPG területe – 1,5 négyzetméter m; Az SC hatékonysága 20%. Kapunk: 286 W x 1,5 x 0,2 = 85,6 W, ez a panel hőteljesítménye. 1 W = 1 J * s, azaz másodpercenként az SC 85,6 J-t juttat a csőbe (tápellátás). 12 fényórára – 85,6 x 12 x 3600 = 3 697 720 J vagy 3 697,72 kJ.

Mennyi vizet tud bevinni? A hőmérséklet-különbségtől függ. Vegyük a kezdeti 12 fokot (sekély vízellátás tavasszal / ősszel vagy egy kút); a végső 45 fok, azaz fűtés 33 fok lesz. A víz hőteljesítménye – 1 kcal / l vagy 4,1868 kJ / l (1 cal – 4,1868 J). 33 fokkal melegítve 1 liter vízhez 4,1868 x 33 = 138,1644 kJ lesz szükség. A kapacitás csak valamivel több, mint 26 liter kell. Nyáron magas a Nap állása és a hosszú nappali órák száma – 50 liter alatt. Vagy, ha több tiszta napra számolunk egymás után, és a tartály jó hőszigeteléssel rendelkezik – akár 200 literig. Ami általában spontán történt: az amatőrök nem gyártanak nagyobb tankokat, mint egy hordóból.

Várj, de nem mosakodnak az emberek napzuhany alatt? A fűtés egyelőre bolond, egyértelmű, hogy itt legalább 4 panelre van szükség. És nem ártana figyelembe venni a hőveszteséget, az egyik napról a másikra felhalmozódott 20% -ot. Így van, a technika az, hogy megkerüljük a makacs elmélet korlátait. Egyébként: "Nincs praktikusabb, mint egy jó elmélet" – ez ugyanaz a nagyszerű gyakorló Edison. Csak a technikai számítások és a számítások mutatkoznak sokkal körülményesebbnek, ezért csak az eredményt adjuk meg – a vízellátó rendszerrel működtetett és kézi töltésű tartályok sémáit, lásd az 1. ábrát.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Tartályrendszerek házi készítésű napkollektorokhoz

Az ötlet az, hogy nyáron 1,5-2 óra elteltével meg lehet mosni magát az SC bekapcsolása után. Vagyis kiválasztjuk a felső fűtött vízréteget; kézi feltöltés esetén – az úszó rugalmas tömlőjének szívásával. A rugalmas láncszem hosszát mérsékelten kell venni: ha egy teljes tartályban túl rövid, akkor a tömlő fel fog ragadni, és túl hosszú, alacsony vízszint mellett fekszik a tartály falán.

A fúvókák elrendezése úgy van kialakítva, hogy a meleg és a hideg áramok a lehető legkevesebbet keverjék bármely alkalmazásban, azaz szándékosan rétegezzük a vizet a hőmérséklet szerint. A tartály számára a legjobb edény az oldalára fektetett hordó. Ekkor az iszap (iszap) kapacitásának egy kis részét el fogja tölteni. Szigetelés – polisztirol 50 mm-től. És biztosítania kell még egy leeresztő csövet egy elzáró szeleppel a teljes rendszer legalacsonyabb pontján, az SC-be való visszatérés bejáratánál. Ne felejtsük el, hogy a visszatérő szelepet az alja fölé kell emelni, különben az iszap hamarosan eltömíti az SC-t, és nehéz megtisztítani. A csövek szabályos vízvezeték, 1/2 – 3/4 hüvelyk. Rugalmas csatlakozó – PVC-vel megerősített tömlő az öntözéshez; úszója hungarocell.

Megjegyzés: a visszatérő áramlásnak az alja felett történő emelkedését az Orosz Föderáció ivóvízének szokásos keménysége alapján vesszük fel, legfeljebb 12-ig. fok. Az egészségügyi előírások szerint határértéke 29 német. fok. Ezután a visszatérő áramlás magasságát 80-100 mm-re kell venni, és a forró tápcsövet ugyanolyan 20-30 mm-rel fel kell emelni.

Az air-solar SC-ről

Néha nem a Napból származó vizet, hanem a levegőt kell melegíteni. Fűtéshez nem szükséges; például szárításhoz vagy betakarításhoz. A levegő alacsony hőkapacitása miatt a levegő SC kialakításának számos tulajdonsággal kell rendelkeznie. Tudjon meg többet róluk, és egyúttal az SC légfűtéses használatáról (egy szezonális dacha esetében ez nagyon fontos), megtudhatja a videóból:

Videó: házi készítésű nap-levegő fűtés

Szokatlan házi termékek

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Légi napkollektor alumínium dobozokból

Egy amatőr mester nem ő lenne, ha nem törekedne arra, hogy rögtönzött szemétből mindent a maga módján csináljon. És azt kell mondanom, hogy az eredmények elképesztőek. Lehetetlen áttekinteni az összes eredeti házi készítésű SC-t egy kiadványban, vegyünk 3 példát, úgymond egy másik előjelre.

Ábrán. – levegő, azaz könnyebb, mint a víz, SK sörösdobozokból. Ne kuncogjunk ökölbe, és ne haragudjunk: "Nem iszom annyit!" Lássuk technikailag. Maga az ötlet meglehetősen értelmes: a kannasorok közötti rések közelebb hozzák a panel fényelnyelő képességét a fekete test modellhez. De! Anyagok – alumínium, fa, szilikon tömítőanyag. Hőtágulási együtthatóik (TCR) jelentősen eltérnek. Csuklók – több mint 200. Egy elemi számítás, figyelembe véve a nagy számok törvényét, azt mutatja, hogy ha az első működési évad végére a panel nem folyik sokat, akkor csoda.

És itt van egy műanyag palackokból készült napkollektor az 1. ábrán. az alábbiakban nem annyira elegánsnak, de elég működőképesnek tűnik. Lényegében ez egy lineáris fénykoncentrátorok láncolata, lásd alább. A tartályokat "kolbászokká" állítják össze, például üvegházak, melegágyak, pavilonok stb. Építésénél. könnyű épületek palackokból, de nem merev rúdra, hanem átlátszó PVC tömlőre vannak felfűzve. A "kolbász" hátoldalát alumíniumfóliával ragasztják át, legalábbis sütőhüvellyel. Ebben az esetben azt a tényt használják, hogy a víz maga is elnyeli az IR-t. A telepítés hatékonysága alacsony, de a költségek – ítélje meg maga. És a Nap adóját még nem vették fel.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Házi napkollektor műanyag palackokból

A palackokból készített másik érdekes házi termék az üzbég „Ildar”, lásd az 1. ábrát. lent. A működés elve ugyanaz; területünkön nagyon kívánatos a palackok alsó felületének fóliázása. Ha a déli lejtőn le van szerelve, nincs szükség keretekre, támaszokra, tető válaszfalakra vagy a tetőgerenda (tartóváz) megerősítésére. Sok ízület van, de a TCR-ben hasonló anyagok vannak összekötve, így a megbízhatóság elegendő. A legerősebb a pos pos. B, amikor az üvegeket egymásra rakják. Az "Ildar" megismétlése nem elég, de hiába. Nyilvánvalóan kínos, hogy a vízáramlás a termoszifonéval ellentétes. De a termoszifon nyomása sokkal gyengébb, mint a tartály gravitációs nyomása, ezért az Ildar elég hatékony.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Napkollektor palackokból "Ildar"

Megjegyzés: az SC palackokban az 1 "kolbász" hosszát a középső szélességeken kb. 3 m-nek kell venni, és ezzel párhuzamosan csatlakoztasson annyi palackot vagy annyi helyet, amennyire csak lehetséges.

Fénykoncentrátorok

A fénykoncentrátor olyan tükrök vagy lencsék rendszere, amelyek összegyűjtik a fényt egy megvilágított területről és átirányítják egy adott helyre. A fénykoncentrátorok nem teszik kompaktabbá az egész napelemet, ahogy néha írják. Plusz, vagy inkább mínusz, hogy a gyűjtőrendszer fényáteresztési együtthatója ritkán éri el a 0,8-at; leggyakrabban – 0,6-0,7, és házi termékek esetében – körülbelül 0,5. A napkoncentrátor vagy napkoncentrátor lehetővé teszi a következő feladatok megoldását:

  1. A sugárzó vevő kialakításának egyszerűsítése, a Naprendszer legösszetettebb részének kompaktabbá tétele és a benne lezárást igénylő kötések számának csökkentése.
  2. Növelje a sugárzó vevő megvilágítását, és ezáltal fokozza a fényelnyelő képességet.
  3. Növelje a hűtőfolyadék hőmérsékletét, ami lehetővé teszi a felhalmozott energia teljesebb felhasználását.
  4. Egyszerűsítse a sugárzás vevőjének a Naphoz történő irányításának eljárását; egyes esetekben egyetlen igazítás lehetséges a meridián és a magasság mentén.

Pp. Az 1. és 3. ábra lehetővé teszi, hogy az ipari létesítmények nagyobb átfogó rendszerhatékonyságot érjenek el. Nehéz ilyen installációkat készíteni otthon, mert a Naphoz való folyamatos pontos orientációra van szükség. De pp. A 2. és a 4. segíthet a házimunkásnak.

Megjegyzés: bármelyik napkoncentrátor csak közvetlen sugarakat gyűjt. Ha azt gondolja, hogy felhős időben is használja a beállítást, akkor nem kell foglalkoznia a fénykoncentrátorokkal.

A napkoncentrátorok fő sémáit az 1. ábra mutatja. mindenhol van 1 – gyűjtőrendszer, 2 – fényvevő. Vannak kompakt csomópontok is, amelyekkel alább foglalkozunk. Időközben a c) és e) sémák a Nap folyamatos követését követelik meg; c) séma), ezen kívül – parabolikus tükör gyártása. Alkalmazhat egy parabolaantennát, de valószínűleg ismeri azok árait. És olyan elektronikát kell készítenie, amely vezérli a precíziós 2 tengelyes elektromechanikus hajtást. A d) Fresnel-lencsével ellátott sémát néha használják a kis méretű napelemek hatékonyságának növelésére, de ezek sokkal gyorsabban lebomlanak, lásd alább.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Lineáris koncentrátorokkal fogunk foglalkozni, pp. a) és b), mint a legmegfelelőbb saját készítésű napelemek számára. A félhengeres tükör a) sémáját általában az üvegekkel együtt már korábban figyelembe vették. Csak annyit tehet hozzá, hogy mind a meridián mentén, mind arra merőlegesen tájolhatja (lásd alább), attól függően, hogy a víztovábbítást hogyan szeretné irányítani a vevőcsőben. Ez a koncentrátor felgyorsítja a víz felmelegedését, de ha a meridián mentén tájékozódik, jelentősen lecsökkenti a nappali órák hosszát a vevő számára, mert az oldalról érkező beesési szögeknél a normálistól kb. 45 foknál nagyobb mértékben a fény egyáltalán nem fog meg. A benne való visszaverődés mindig egyszeri. A 0,35 mm-es alumíniumfólia + PET rendszer fényáteresztő képessége kb. 0,7.

A ferde beesési tükrök koncentrátora b) a beesési szögeken belül megvilágítja a 60 fokos vagy annál nagyobb értéket. Végezhető lineárisan és pontszerűen. Nyáron a nappali órák látható csökkenése a déli régiókban szinte észrevehetetlen. Reggel és este azonban a telepítés hatékonysága drámaian csökken. a fény ekkor akár 4-5 visszaverődést tapasztal. Referenciaként: az optikailag csiszolt alumínium reflexiója 0,86; horganyzott acél – kb. 0,6.

Azok számára, akik a tükrök ilyen profilját szeretnék elkészíteni, lásd: A rács távolsága a telepítés tényleges méretei alapján kerül kiválasztásra. Felhívjuk figyelmét, hogy az igazításra szükség van, bár egyszeri, de pontos: június 22-én vagy az elkövetkező napokban a csillagászati ​​(nem zónában!) Délben a szárnyakat meghúzzák / széttárják és meghajlítják, hogy a maró (világos csík koncentrált fény) pontosan a vevőcső mentén fekszik … Átmérője körülbelül 100 mm, anyaga vékony, megfeketedett fém.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

A ferde beesési tükrökkel ellátott napkoncentrátor profilja

Valószínűleg a kompakt, nem orientálható koncentrátorok egyik típusa nagyobb érdeklődést mutat majd a házépítő számára, lásd a következőt. ábra. Egyáltalán nem kell a Napra irányulnia: vízszintesen telepítve sugarait a normálistól számított 75 fokos beesési szögben gyűjti össze, amely ebben az esetben a zenithez irányul. Vagyis egy spirálba csavart tömlőből vesszük a fent leírt SC-t, ellátjuk ezzel a koncentrátorral, és vízmelegítőt kapunk a medencéhez.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Kompakt, nem orientálható napkoncentrátor

A Nap sugarainak pontra való csökkentéséhez a koncentráló öveknek parabolikus profilra van szükségük (az ábra bal felső sarkában beillesztve), de a vevőnk hosszú és kerek, így kúposakkal is meg lehet boldogulni. Milyen méreteket és arányokat kell egyidejűleg fenntartani, az egyértelműen kiderül. A szélső (piros színnel jelölt) öv alig növeli a készülék hatékonyságát, jobb, ha nélkülözzük. A fényáteresztés körülbelül 0,6, ezért ez a koncentrátor csak tiszta nyári napon lesz hasznos. De akkor szükség van a medencére.

Elemek

Most foglalkozzunk a napelemekkel (SB). Kezdetnek – egy kis elmélet, e nélkül nem lehet megérteni, mi és mikor jó és rossz bennük. És hogyan lehet kiválasztani a megfelelő SB-t a vásárláshoz, vagy magának kell megtennie.

Működés elve

Az SB középpontjában egy elemi félvezető fotoelektromos átalakító (PEC) található, lásd az 1. ábrát. jobb oldalon; ha valaki "nem összecsukható dobozokat" lát ott iskolai elektrosztatikával, kérjük, vegye figyelembe: a töltések egy idegen forrásból – a Napból – kapnak energiát. A félvezetők elektromos áteresztőképességét a vezetőképesség sávelmélete írja le, amelyet a múlt század 30-as éveiben főként szovjet fizikusok munkái hoztak létre. Ez a dolog nagyon összetett, ennek megértéséhez kvantummechanika és számos más tudományterület ismerete szükséges. Nagyon egyszerűsítve (bocsásson meg a fizikus-technológusnak, ha elolvassa) a FEP elve a következő:

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Fotoelektromos átalakító eszköz (FEP)

  1. Nagy tisztaságú szilíciumkristályokba vezetik be, mindegyik a maga területén, a fémek donor- és akceptorszennyeződéseit, amelyek atomjai be tudnak ágyazódni a szilícium-kristályrácsba anélkül, hogy azt megzavarnák; ez az ún. ötvözött. donorokkal adalékolt n-régió (katód); p-régió (anód) – akceptorok.
  2. A donorok elektronfelesleget hoznak létre a területükön; az akceptorok – a pozitív töltések nagyságával megegyező lyukukban – ez teljesen helyes fizikai kifejezés. Az ötvöző adalékanyagokból származó elektronok és lyukak az ún. kisebbségi töltéshordozók. A lyukak nem antirészecskék, positronok, egyszerűen olyan helyek, ahol hiányzik egy elektron. Lyukak vándorolhatnak (sodródhatnak) a kristályon belül, mert az akceptorok folyamatosan elfogják egymás elektronjait.
  3. A lyukakkal rendelkező elektronok vonzódnak egymáshoz, és igyekeznek kölcsönösen semlegesíteni (rekombinálni).
  4. Egy kristályban (itt játsszák kvantumtulajdonságait a hatalommal és a fővel) egy véges időtartam alatt nem tudnak szabadon egyesülni, ezért a határrétegben a megfelelő előjel nagy űrtartalmú töltetei keletkeznek; a határréteg összességében elektromosan semleges.
  5. A napenergia mintha a határrétegből elektronokat dobna ki a katódba és a negatív áramú kollektorelektródára.
  6. A lyukak nem követhetik az elektronokat, mert csak a kristályon belül sodródhat.
  7. Az elektronoknak nincs más választásuk, mint átmenni az elektromos áramkörön, és átadni a Naptól kapott energiát a fogyasztónak, ez az elektromos fényáram.
  8. Az anódterületre kerülve az elektronok újabb "rúgást" kapnak a napfény mennyiségéből, ami megakadályozza, hogy újból egyesüljenek a lyukakkal, és a kristály megvilágításakor újra és újra beindítja őket az áramkörbe.

Még egy szó a Kulibinékhoz

Leggyakrabban a rádióamatőrök és az elektronikai mérnökök házi készítésű SB-ket vesznek fel. Általános szabály, hogy megértik a félvezetők elméletének alapjait. Számukra minden esetre elmagyarázzuk, hogy az FEP miben különbözik a hasonló diódától, és miért nem fog jelentős diódák / tranzisztorok kristályaiból kinyomni egy jelentős fényáramot:

  • A PVC anódjának és katódjának doppingszintje nagyságrendekkel, sőt sok nagyságrenddel magasabb, mint az aktív elektronikus alkatrészeké.
  • A katódot és az anódot körülbelül ugyanolyan mértékben adalékolják, mint amennyit a sík-epitaxiális technológia megenged.
  • A határrész széles (ebben az esetben csak nagy nyúlással lehet pn elágazásnak nevezni), így több "munkaterület" van a fénykvantumok számára, és a térkitöltés nagyon nagy. Az alkatrészgyártásban az elektronikus áramkörök általában az ellenkezőjét teszik a teljesítmény javítása érdekében.

A PVC szerkezetének jellemzői azon alapulnak, hogy nem alkalmazott feszültség formájában vett villamos energiát vesz fel, hanem annak generátorát. Ezért következtetések következnek, amelyek már fontosak minden felhasználó számára:

  1. Mert A kristályba esett fénykvantumok mindig többek, mint szabad elektronok, az extra kvantumok energiájukat a kristály atomjainak izgalmára fordítják, ezért az idő múlásával romlik, ez az ún. a FEP lebomlása vagy öregedése. Egyszerűen fogalmazva, az SB elhasználódik, mint minden berendezés, és idővel leül, mint minden elektromos akkumulátor.
  2. Az elektromos áram áthaladása, amikor az FEP csatlakozik a fogyasztói áramkörhöz, felgyorsítja a lebomlást, mert a kristályban erőszakkal sodródó elektronok, úgyszólván, eltalálják az atomokat, és fokozatosan kiütik őket a helyükről.
  3. A PVC energiatartalékát az űr töltetének térfogata határozza meg, a napfény csak újraelosztását indítja el.
  4. A FEP-ek és a belőlük álló SB-k félnek a szennyeződéstől: fokozatosan behatolva (diffundálva) a kristályba, megsértik annak szerkezetét. A "mérgező" szennyeződések szintén a levegőben vannak, és a fotoelektromos hatás "halálos" dózisa elhanyagolható.

A 3. pont további magyarázatokat igényel. Mégpedig: az SB nem képes extracurrents kibocsátására. Például egy 90 A / h kapacitású indító akkumulátor (akkumulátor) 600 A rövid távú áramot állít elő. Elméletileg még többet, amíg fel nem robban a túlmelegedéstől. De, ha az SB specifikációja "Rövidzárlat (rövidzárlat) 6A", akkor többet belőle, és semmilyen módon ne nyomja ki.

Ne feledje, csak arra az esetre: a szilíciumot nem lehet a végtelenségig adalékolni, egyszerűen piszkos fémdé válik (a "magas" doppingfokot tizedes törtként fejezzük ki, a tizedespont után sok nullával). A fémekben pedig nincs belső fotoeffektus. A Hall-effektust alig lehet érezni, de a fotoeffektus alapvetően lehetetlen: a fémek vezetősávja degenerált elektrongázzal van megtöltve, egyszerűen nem engedi be a kvantumokat, ezért ragyognak a fémek. Igen, a zóna ebben az esetben nem egy térrész, hanem egy részecskeállapot-halmaz, amelyet egy kvantumegyenlet-rendszer ír le.

Eszköz

Egy PVC terhelés nélkül 0,5 V potenciálkülönbséget hoz létre. Ezt a szilícium kvantumtulajdonságai határozzák meg, és nem függ semmilyen külső körülménytől. Terhelés alatt a PV feszültség csökken, mert belső ellenállása nagy. A kvantummechanika nem törli Ohm törvényét. Ezért az akkumulátor feszültségét másfél különbséggel veszik fel: ha például 12 V SB-t vesznek fel 0,5 V-os modulokból, akkor pólusonként 36-ot vesznek fel, ami XX (terhelés nélküli) feszültséget ad 18 V feszültség esetén kiszámítják az összes DC fogyasztót. Egy FEP rövidzárlati árama több és több száz mA között van; az elem kitett (megvilágított) felületének területétől függ.

Számos PVC-ből álló modulok (elemek), amelyek egy sor aljzaton, párhuzamosan vannak összekötve, vagy ez, vagy ez, értékesítésre és összeszerelésre kerülnek; XX feszültségüket és rövidzárlati áramukat a termékleírás tartalmazza. Ehhez társul egy általános tévhit, amely szerintük az SB-t csak 0,5 V-os elemekből kell toborozni, míg mások nem megfelelőek. Éppen ellenkezőleg, egy jóhiszemű gyártó moduljai mondjuk 6V 4W-hoz, azaz 6 V és 0,67 A feszültség mellett megbízhatóbbak lesznek, mint az azonos paraméterekkel rendelkező, önállóan összeállítottak. Már csak azért is, mert itt a PVC-ket egy lemezen termesztik, és paramétereik pontosan egybeesnek.

Az SB napelemes áramkörben (lásd ábra) a PE modulok az E oszlopokhoz vannak csatlakoztatva, amelyek biztosítják a szükséges feszültséget; általában 12, 24 vagy 48 V. A pólusok párhuzamosan vannak összekötve a kívánt üzemi áram elérése érdekében. Mert az oszlopokban lévő modulok nem feltétlenül ugyanabból a kristályból készülnek, az oszlopok belső ellenállása kissé eltér, és a feszültség terhelés alatt „lebeg”. A fordított áram kissé erőteljesebben áramlik az oszlopokon (alacsonyabb belső ellenállással), és ettől a FEP lebomlása gyorsan bekövetkezik. A rádióamatőrök számára emlékezhet arra, hogy ha a diódát kissé kinyitják "oldalról", akkor a fordított áramot is átengedi, ez a tirisztor működésének alapja. Ezért az oszlopokat a "visszatérés" elől a VD diódák blokkolják. Leggyakrabban Schottky diódákat használnak, mert kicsi a feszültségesés rajtuk, és nagy áram esetén nincs szükségük további hűtésre. De néha (lásd alább, az SB-házi termékekről) szükség lehet diódára is, ahol pn csatlakozás található.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Elektromos vázlatos diagram egy pántos napelemről

Az erős fogyasztók be- / kikapcsolásakor ún. extracurrenciákkal kísért átmeneti folyamatok. Csak néhány ezredmásodperc, de a gyengéd leültetés elegendő ahhoz, hogy gyorsan lehiggadjon. Ezért az SB-nek feltétlenül szükséges egy GB méretű puffer akkumulátor az erőteljes eszközök táplálásához. A C vezérlő vezérli az áramok eloszlását az SB-ben; ez egy vezérelt áramforrás, amely szabályozza és korlátozza az SB működési áramát az akkumulátor töltőáramával együtt. A legegyszerűbb esetben az akkumulátor lemerülése a fogyasztás szintjének megfelelően ingyenes. Az I inverter átalakítja az akkumulátorból származó egyenáramot 220 V 50 Hz váltakozó árammá vagy bármi másra.

Megjegyzés: a diagram jobb oldalán található kábelköteg (C, I, GB) több vagy sok SB-t szolgálhat ki. Ezután kapunk egy naperőművet (SES).

Nagyon fontos körülmények, a fentiekből következően: először is, az akkumulátort folyamatosan be kell vonni az áramkörbe. Az SB felépítése a "siketek" UPS rendszere szerint, amelyben az akkumulátor csak akkor ad áramot, ha a hálózat elveszik, azt jelenti, hogy az SB-t az extra áramok miatti gyors leépülésre ítéljük. Az akkumulátor élettartama az "átáramlás" sémában jelentősen lecsökken, de semmit sem tehet, kivéve, ha drága, gélelektrolitos elemeket használ. Tehát nincs szükség és megint nem kell SB-t tervezni számítógépes UPS-sel. Másodszor, az üzemi áramot a rövidzárlati áram körülbelül 80% -ának kell venni. Ha például a számítás szerint a 12 V primer áram áramának értéke 100 A, akkor az SB-t 120 A-ra kell tervezni.

Harmadszor, ebben a sémában az akkumulátor mély lemerülésével visszafordítható rendszerhiba lehetséges, ha minden rendben van, de nincs áram. Ezért a valódi SES-ben a heveder kiegészül egy akkumulátor túltöltési riasztóval (még undorítóbbat csipog, mint egy hálózat nélküli UPS), és automatizálással, amely kikapcsolja az invertert, ha a tulajdonosok figyelmen kívül hagyják a jelet. A legdrágább SPP-kben az inverter több kimenettel rendelkezik, a 220 V-os vezetékeknek több elágazása van, és az automatika kikapcsolja a fogyasztókat prioritásuk fordított sorrendjében; hűtőszekrény, pl. utolsó.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Elektromos napelem kialakítás

A heveder nélküli ülést általában napelemnek nevezik. Tervezése (lásd az ábrát) elsősorban a fényromlás csökkenését, majd a fény és a mechanikai szilárdság hatékony felhasználását biztosítja. Az első főleg egy speciális poharat ad, levágva a kvantumokat, amelyek biztosan nem adnak áramot; a PEC érzékenység a különböző spektrális zónák sugaraival szemben jelentősen egyenetlen. Az EVA film némi fényszűrést is biztosít, de inkább a hatékonyság javítására szolgál: csökkenti a fénytörést és az oldalirányú visszaverődést, azaz. fényvisszaverő bevonat. Az üveget, az EVA-t és az alatta lévő elemeket egyetlen lepényké "formázzák", légrések nélkül, így ez a kialakítás nem amatőrök számára készült. A PET bélés elsősorban mechanikus csappantyú (a kristályos szilícium törékeny anyag, és az elemlemezek vékonyak). Másodszor, a modulokat elektromosan elszigeteli a panel testétől, de biztosítja a működés közben felmelegedett elemek hőátadását, mert A PET jobban vezeti a hőt, mint más műanyagok. A diódákról már mondták. Az egész tortát tartós fém tokba helyezzük (hűtőbordaként is szolgál) és gondosan lezárjuk.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Rugalmas napelem

Megjegyzés: Rugalmas SB-k is kaphatók, lásd az 1. ábrát. jobb oldalon. Lehetnek olcsóbbak és hatékonyabbak, mint az azonos teljesítményű merev panelek, de ne feledje – ezeket az SB-ket nem arra tervezték, hogy átalakítsák a táplált áramot. A rugalmas SB-t elsősorban alacsony fogyasztású egyenáramú fogyasztók ellátására használják különféle mobil vagy távoli felügyelet nélküli létesítményekben.

Vásárolt SB

Az SB vagy SES vásárlásának vagy gyártásának előkészítéséhez el kell sajátítania a csúcstényező, a csúcs és a hosszú távú energiafogyasztás fogalmát. A mindennapi életben könnyebb, mint a komplex energiaellátó rendszerekben. Tegyük fel, hogy a mérőpanelen 25 A-es megszakítók vagy csatlakozók vannak, majd akár 220×25 = 5500 W vagy 5,5 kW-ot is átvehet a hálózatról. Ez a csúcsfogyasztásod, de ha a villamoshálózatra számítasz a csúcsért, akkor az indokolatlanul drága lesz: a nagy teljesítményű fogyasztók nem sokáig és egyszerre kapcsolnak be.

A villanyszerelők az elektromos hálózatok kiszámításakor egy pickfátort vesznek = 5; ennek megfelelően a hosszú távú energiafogyasztás a csúcs 0,2-szerese lesz. Esetünkben 1,1 kW. Ha azonban a SES-t egy ilyen csúcsra számolják, akkor az akkumulátor kapacitása túl nagynak bizonyul, maga az akkumulátor drága, és az erőforrása jóval kevesebb a normálnál. A SES költségeinek minimalizálása érdekében csúcstényezőjét feleannyira, 2,5-re kell venni. Az SES-ben az SB „meghúzza” a hosszú távú terhelést, és a csúcsokat az akkumulátor veszi át, azaz ebben az esetben szükségünk van egy 2,2 kW teljesítményű bankra és egy akkumulátorra, amely óránként 5,5 kW vagy 1,1 kW teljesítményre képes 12 órán keresztül (éjszaka).

Gazdaság

Az SB ára a piacon 50-55 rubel között van. 1 W teljesítményre poliszilícium elemekhez (lásd alább) és 80-85 rubel / W monoszilícium elemekhez. De itt további körülmények zavarják:

  • A monoszilícium SB-k hatékonysága több mint kétszerese a többszörös szilíciuméinak (22-38%, szemben 9-18%), és tartósabbak.
  • A poliszilícium SB-k teljesítménye felhős időben kevésbé csökken, és élettartamuk lejárta után teljesen lassabban lebomlanak.
  • A pufferolt savas akkumulátorok energiafelhasználási tényezője (energiahatékonysága) 74%, és ezek más típusai, a rettenetesen drága lítium kivételével, rosszul alkalmasak az SB pufferelésére.

Figyelembe véve ezeket a tényezőket és az Orosz Föderáció éghajlati viszonyait, az 1 Watt ár kiegyenlítődik és kiderül, hogy körülbelül 130-140 rubel / Watt. Az SB 1,1 kW-ra tehát valahol a 140-150 ezer rubelbe kerül. Meddig fog tartani? A Biztonsági Tanács szolgálati feltételeit semmilyen módon nem szabályozzák; a gyártók általában 5, 10, 15 és 25 évet adnak. Azt, hogy a végső ellenőrzés szerint nem fog kitartani 5 év, tételenként adják el önszerelés céljából. Vegye figyelembe, házi emberek!

A kész SB ára természetesen az élettartamnak megfelelően nő. A vállalati nyilatkozatok és számítások tanulmányozása után az SB 15 éven keresztül a legjövedelmezőbbnek bizonyult. Itt alattomos finomság van: az SB elérhető A, B, C, C és Ungrade (nem megfelelő) körülmények között. Ennek megfelelően az SB teljesítménye élettartama végéig akár 5% -kal, 5-30% -kal és 30% felett csökken. Ha azonban 5 évig vásárolja az SB A osztályt, akkor nem számíthat arra, hogy ez további 25 évig fog tartani, amíg 30% -al el nem hervad. Az elemben fennmaradó üzemképes PV-k terhelésének növekedése miatt a lebomlási folyamat lavinaszerűen fejlődik: további hat hónapig vagy egy évig tart, és mono – 2-4 hónapig.

Vizsgáljuk meg tovább. Az elsődleges állandó feszültség helyes megválasztásával (lásd alább) 15 éven belül 1 elemre lesz szükség, körülbelül 70 ezer rubel költséggel. Plusz hevederek, huzalok, gumik, kapcsoló elemek, fémszerkezetek vagy a tetőn végzett munkák, ez körülbelül 150 ezer rubel több. Az akkumulátor körülbelül 30 ezerbe fog kerülni; kategorikusan lehetetlen elemet elhelyezni lakóhelyiségekben. Nekünk van:

  1. Szo – 150 000 rubel.
  2. Részvénytársaság – 140 000 rubel.
  3. Pántolás – 150 000 rubel.
  4. Újratölthető akkumulátor – 30 000 rubel.

Összesen 470 000 rubel Az azonos kapacitású kulcsrakész SPP körülbelül 1,2-1,5 millió rubelbe kerül. De mennyire indokolt ez vagy az?

15 év alatt 15х24х365 = 131400 óra. Ez idő alatt 131 400×1,1 = 144 540 kW / h-t fogunk fogyasztani. 1 kW / h saját naperőműből 470 000/144 540 = 3,25 rubelbe kerül. Tudja a jelenlegi árakat (3,15-ről több mint 6 rubelre). Úgy tűnik, hogy az előny nem túl nagy, tekintve, hogy ezeket a "fél citromot" máshová kell vinni, anélkül, hogy a jelenlegi hitelkamatlábak mellett adósságba kerülnének. Mindazonáltal az SES felépítése magának ilyen esetekben már indokolt:

  • Távoli, nehezen elérhető helyeken, instabil tápellátással. Az élet drágább, mint bármely tarifa. Legalább üvegházi növények és háziállatok, amelyek táplálékot és jövedelmet biztosítanak.
  • A folyamatos áramellátást igénylő kereskedelmi gazdaságokban ugyanazok az üvegházak vagy például baromfiházak. Infrastruktúra nélkül lehet olcsó földterületre építkezni, és egy naperőmű költsége azonnal alacsonyabbnak bizonyulhat, mint az áramellátó betáplálásának költsége.
  • Nagy háztartásokban, amelyek szisztematikusan túllépik az alapfogyasztási határt.
  • Közös használat. Példa: Az SPP 15 kW-os csúcsra (3 átlagos ház) körülbelül 1,5 millió rubelbe kerül. önépítéssel vagy 2,5 millió rubel. Teljes kivitelezés. Miután "eldobták" a szomszédokkal / rokonokkal, ugyanazt az 500 000 rubelt kapjuk. és 5 kW otthononként, de stabil és mindenféle kommunikáció nélkül az energetikai társaságokkal.

Kitől vegyen?

Azonban túl korai az akkumulátorok futtatása. A biztonsági piacon a helyzet nagyon nehéz: a magas és rendezetlen, rohanás szélén álló kereslet az egész világon kemény és gyakran tisztességtelen versenyt generál. A világelső ebben a szegmensben Kína, és nem a "kínai" áraknak (egyáltalán nem dömpingnek), hanem a tényleges minőségnek köszönhető. De Kína nagyon ellentmondásos ország; Rengeteg Sanghaj-Wuhan offshore pincében megbízható állami vállalatoknak álcázzák magukat. Másrészről az ipar nyugati "bálnái" a csőd fenyegetettségében pánikban mindent megtesznek, csak azért, hogy behozzák az árukat, nem kímélve a jó nevüket.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Napelemes mérnöki számológép

Oroszországban a gyártó kiválasztása szempontjából jó kivezetés van. A Szovjetunió és az Orosz Föderáció elektronikai és félvezetőipara tudományos és műszaki szinten mindig is a legjobb volt; Az Intel első processzorai egyébként szovjet szilíciumból készültek, a Szilícium-völgy ekkor még kibontakozott. De a tengelyen a szovjet-orosz elektronika még soha nem volt észrevehető a világon; főleg "a háborúért" dolgozott. A peresztrojka alatt az akkori világnál jobb termékek villantak fel az értékesítésben, de már késő volt versenyezni a "cápákkal". Például – lásd az 1. ábrát. Eddig hibátlanul működik, a cikkre számítások készültek rajta. Drágább és kevésbé képes társai, a Casio és a Texas Instruments pedig sokáig elhasználták a kulcsokat és leültek.

Manapság számos vállalkozás működik az Orosz Föderációban, tiszta helyiségekkel, képzett személyzettel, mérnöki és műszaki személyzettel, valamint ezen a területen tapasztalattal. A helyes piaci taktikának köszönhetően a felszínen maradnak: megbízható kínai beszállítóktól vásárolnak SB alkatrészeket, saját bejövő vezérlésükön keresztül továbbítják és panelekbe állítják őket a technológia minden szabálya szerint. Termékeik deklarált paraméterei feltétel nélkül megbízhatók. Sajnos a múltbeli zavarok után nem sok maradt belőlük:

  1. Telecom-STV Zelenogradban, TSM védjegy.
  2. RZMKP, Ryazan, TM RZMP.
  3. "Kvant" atomerőmű, Moszkva, hordozható hordozható SB.

A közelmúltban a MicroART (TM "Inverter") jól halad az SB piacon, és úgy tűnik, hogy nem hiába. De voltak és voltak hamis indítások ebben a szegmensben, ezért alaposabban meg kell vizsgálnia az Invertert. Van még egy körülmény: EVA film. Fagyállónak kell lennie, különben zérus hőmérsékleten durvul, fokozatosan hámlik és az SB meghibásodik. Ezért a választás során feltétlenül meg kell vizsgálni az üzemi hőmérséklet-tartományt és a megengedett minimális expozíciós időt. Vagy végső soron a jótállási idő az adott éghajlati viszonyok között.

Melyiket vegye?

Azok a kijelentések, mint a „mono klassz, a poli szar”, inkább érzelmi, mint megalapozottak, valószínűleg már világos. A köztük lévő különbség egyébként nem olyan alapvető. A legmagasabb minőségű szilícium sertéseket használják, amelyek a legegyenletesebben átkristályosodtak, a nagy forgácsokhoz. 1. feltétel – közepes integrációhoz, 2. – diszkrét alkatrészekhez, és csak 3. – SB-hez. A "mono" abban különbözik a "poly" -tól, hogy az előbbi egy vakon (kristályban) lévő egyik kristály vágásakor több FEP-t vagy 1 nagyot növesztenek; A poliszilícium SB-kben a kis PVC-k egyenként körülbelül 1 szintén finom kristályitot foglalnak el.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Polikristályos és monokristályos napelem modulok

A szélhámos gyártók és kereskedők azonban megpróbálják kiadni a teljesen használhatatlan monopolit, helyettesítve a megjelölést hasonló jelentéssel, de az elején "m" betűvel: multikristályos, mikrostrukturális stb. Ezért emlékeztetünk: a polikristályos SB modulok kékek, leggyakrabban észrevehető irizálással (színárnyalatok), a bal oldalon az ábra. Monokristályos, nagyon sötét vagy teljesen fekete; ha irizálás van, akkor az nem észrevehető, jobb oldalon, ugyanazon a helyen. Általában lehetetlen a modul minőségét szemmel vagy elektromos méréssel meghatározni, laboratóriumi kémiai, kristálytani és mikrostrukturális elemzésre van szükség. Amit a kereskedők erőszakkal és fő céllal zsarolnak.

Az elsődleges feszültségről

Leggyakrabban ajánlott 12 V-os SB-t venni. Például bekapcsolhatja a 12 V-os háztartási izzókat, és nincs szüksége külön vezérlőre. Először is, a 24, 36 és 48 V feszültségű egyenáramú berendezések egyáltalán nem "különlegesek", ezek számos feszültség standard értékei. Másodszor, a házvezetők aránya az energiafogyasztásban semmiképpen sincs, és külön vezetékre van szükségük. De nem ez a fő szempont.

Felette számolják – egy átlagos házhoz puffer akkumulátorra van szükség 5,5 kW csúcshoz. Az óránkénti lemerüléssel az áram 5500/12 = 458, (3) vagy hozzávetőlegesen 460 A lesz. Széles akcióban vannak dobozok akár 210–240 A / h kapacitású akkumulátorokhoz, amelyekből indító elemek nehéz speciális felszerelést toboroznak. A költségekről nem is beszélve, az akkumulátor párhuzamosítása elengedhetetlen, és több SB elem sem szeret párhuzamosan működni az akkumulátorral, és ugyanezen okokból; ez minden egyenáramú forrás közös tulajdonsága. Ennek eredményeként – egy akkumulátor 100-120 ezer rubel. legfeljebb 5-6 évig tart, és 15 éven belül 2-3 cserére lesz szükség.

És most vegyünk egy 48 V-os "primer" DC-t. Jobb lenne 60-72-ig, 100 V-ig egyenáram biztonságos, csak az SB nem csinál ilyeneket. Az emberi testre gyakorolt ​​hatás szempontjából az 50/60 Hz a legveszélyesebb frekvencia, csak nincs hová menni, értékeik történelmileg kialakultak. Ezután óránkénti kisüléssel 5500/48 = 114,58 (6) A-t kapunk, és az akkumulátor kapacitása 120 A / h. Ez egy közönséges autó akkumulátor, ráadásul használhat tartósan lezárt AGM-t, GEL-t, OpzS-t, ha nem bánja a pénzt. És a legrosszabb (automatikus indító) legalább 8 évig, vagy akár mind a 15 évig fog tartani. És egy hatalmas ára felébe kerül.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

48 V-os pufferelemmel működő naperőmű vázlata

Van még egy árnyalat. Vessen egy pillantást a 3. ábrára. – SES áramkör primer 48 V-mal. A jobb alsó sarokban – a főgép 175 A-hoz. 12 V-hoz 700 A-ra lesz szüksége. Látott már ilyeneket akcióban? Egyenáram? Mennyibe kerülnek? Plusz egyéb nagyáramú kapcsolás, automatizálás, vezetékek és buszok. Általánosságban, ha elvetjük a védjegyeket, akkor a 48 V-os primer áramkör felére vagy többre csökkenti a SES költségeit.

Megjegyzés: és Isten ne engedje, hogy csatlakoztassa az SPP-t az utcai bemenethez! Ki kell fizetnünk a pulton lévő nagybácsiknak a költségeiket és a munkájukat. Szükség van egy csomagzsákra a pult után (ez egy előfizetői vezetékezés, és itt teljes mester vagy, csak ne feledkezz meg a TB-ről), és kapcsolj vissza a Napról az általános hálózatra, hirtelen szükséged van rá. Például az akkumulátor cseréjekor vagy tartósan rossz időjárás esetén.

Szo és házi termékek

Az első dolog, amit egy amatőr napenergiának tudnia kell, hogy az eldobott modulok szétszóródnak az értékesítés során, amelyek közül 5 biztosan nem fog működni. Még ha otthon is szervezi a tiszta termelést, máris lassú hatású méreggel – káros szennyeződésekkel "mérgezik" őket. Ezenkívül egy márkás "torta" elkészítéséhez mélyvákuumú kamra szükséges, így az SB-t szellőztetett dobozban kell összeszerelnie, ami azt jelenti, hogy az elemeket légköri hatások érik. Az ohmos hő eltávolítása nélkül az SB modulok szó szerint lebomlanak a szemünk előtt. Ezért jobb, ha nem számolunk 2-3 évnél hosszabb élettartammal.

A barkácsolás azonban hasznos lehet 100 W teljesítményük kevesebb mint 3000 rubelbe kerül. Melyiket – nézzük meg egy kicsit alább, de most térjünk rá az összeszerelési technológiára. Teljesen itt látható:

Videó: napelem készítése saját kezűleg

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Konstruktorok a napelemek önszereléséhez

Keveset adhat hozzá. Először is ne vegyen munkába egy nyilvánvaló, ömlesztve küldött hulladékot az 1. ábra bal oldalán. Jobb, ha konstruktort vásárolunk, lásd az 1. ábrát. jobb oldalon. Fluxos ceruzákkal és speciális vezetőkkel egészítik ki, ami jelentősen csökkenti a forrasztási elutasításokat.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

A napelemek hibás összeszerelése

Forrasztás közönséges forrasztópáka gyantafluxussal (jobbra a bal oldali ábrán) szintén nem szükséges. A modulok érintkező párnái ezüstözöttek (a szilícium nincs forrasztva), az ezüst réteg vékony és alig tart. Otthon valószínűleg csak az 1-szeres forrasztást bírja el (az automata gépek gyártásában – 3-szoros), és a nikkelezett bronz hegyű forrasztópáka segítségével. Ne próbálja ónozni, ilyen forrasztópáccal szárazra forrasztják.

Az SB iparosok azonban szokásos forrasztópákaival is forrasztanak mindenféle óvintézkedéssel; hogyan – itt látható:

Videó: kontaktusok bádogozása és forrasztása

A harmadik pont – összeszerelés előtt a modulokat kalibrálni kell, és az oszlopokat körülbelül azonos paraméterű lemezekből kell összeállítani (lásd az alábbi videót). Szinte soha nem lehet modulokat összegyűjteni a 48 voltos pólusok számára a nem megfelelő modulokból, ezért a házi készítésű SB-k 12 vagy 6 voltosak.

Videó: Elemek kalibrálása

Most azokról az esetekről, amikor teljesen logikus, hogy maga készítsen napelemet. Az első a fent leírt "gumiszalagos" hajó. Erőművének diagramját az ábra mutatja. lent. Ugyanez alkalmas egy nyári rezidenciára, csak motor helyett be kell kapcsolni egy 12VDC / 220VAC 50 Hz frekvenciaváltót 200-300 wattos teljesítmény mellett. Egy tévé, egy kis hűtőszekrény és egy zenei központ számára ez elég. Az S2 kapcsoló működik, az S1 javításra, vészhelyzetre és téli tárolásra szolgál.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Kis teljesítményű mobil naperőmű elektromos diagramja

Itt az a helyzet, hogy a hagyományos dióda feszültségesése a rajta keresztüli áram növekedésével növekszik. Nem sok, de az Rp korlátozó ellenállással kombinálva (mindkettőt 12V 60A / h ólom-savas akkumulátorokhoz tervezték!) Az SB áramellátása még egy teljesen "üres" akkumulátorral is 2-3 percnél tovább tart . Ha ilyen helyzet naponta egyszer fordul elő, akkor az SB legalább 4 évig szolgál, azaz több, mint önszedés a színvonalon kívülről. És egy benzinmotor ez idő alatt sokkal többet fogyasztana az üzemanyagnál, mint a telepítés költsége.

A második eset egy mobiltelefon töltése. Érte jobb, ha vesz egy kész modult 6V 5W-hoz; séma – az ábrán:

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Mobiltelefon töltése napelemről

Az S1 kapcsoló és az élénkfehér D3 LED teszt. Ha napelemes modulokkal szeretne bütykölni, akkor videókat kínálunk (lásd alább). Ebben az esetben egy nyilvánvaló házasság darabonként szintén az SB-hez kerül, az ára olcsó. Egyébként ez jó gyakorlat a napelemekkel való munkavégzés előtt, mielőtt nagy szőnyeget vesz fel, és hasznos eszköz lesz.

Videó: mini napelem a telefon töltésére – összeszerelés és tesztelés

Telepítés és igazítás

A napelemek és az álló szerkezetű kollektorok telepítése általában a tetőn történik. 2 lehetséges megoldás létezik: vagy szét kell szerelni a tető egy részét, és az SK / SB karosszériát be kell helyezni a tetőgerenda fő áramkörébe (annak váza tetőfedő nélkül), majd lezárni a hézagot, vagy a panelt a a tetőn áthaladó fém csapokból. És a szarufákat, amelyekre a rögzítőelemek ráestek, keresztlécekkel kell megerősíteni.

Az első módszer természetesen nehezebb és meglehetősen bonyolult építési munkát igényel. Azonban nemcsak a panel szélállóságának problémáját oldja meg. A ház tetőtér feletti nagyon enyhe hevítése nagymértékben csökkenti az EVA film lehúzódásának valószínűségét és növeli az egész telepítés megbízhatóságát. Ezért erős fagyokkal / széllel rendelkező helyeken mindenképpen előnyösebb.

Napelemek és kollektorok: elmélet, alkalmazások, házi dolgozók

Ami a mozgatható (mobil) vagy szabadon álló földelőlapokat illeti, azokat egy volumetrikus vázra vagy egy állványra (tartóra) szerelik fel, fémből, fából stb. Ha a panel a kereten van, akkor valami olyannal kell burkolni, hogy hogy a hátulról fújó szél nem kényszeríti a panelt az aerodinamikai tulajdonságaikra, nagyon jó.

A rögzített paneleket a lehető legpontosabban a maximális éves átlagos (szezonális) insolációhoz kell igazítani (igazítani). A tyúk szemet harap, és egy fillért megspórol egy rubelben – ebben az esetben ezek a mondások teljes mértékben befolyásolják a telep megtérülési idejét. Azimut pontosan a meridián mentén helyezkedik el. Ha erre iránytűt használ, akkor figyelembe kell vennie a hely mágneses deklinációját; GPS vagy GLONASS eszközökben – engedélyezze a megfelelő korrekciót. Le is verheti a déli sort (ez a meridián), amint azt a természettudományi, földrajzi, csillagászati ​​iskolai tankönyvek, vagy mondjuk a napóra építésének útmutatói leírják.

A panel dőlését az α magasságban, annak földrajzi szélességétől függően, különböző esetekre számolják a föld tengelyének dőlésszögének korrekciójával β = 23,26 fok, amelynek eredményeként a Nap magassága a középső szélességekben évszakok szerint változik:

  • Nyári installációkhoz α = φ-β; ha α = <0, akkor a panelt vízszintesen helyezzük el.
  • A szezonális tavaszi-nyári-őszi α = φ
  • Egész évben α = φ + β

Ha ez utóbbi esetben α> 90 fok jön ki, akkor túl van a sarkkörön, és nincs szüksége téli panelre. Továbbá, az α szög egyszerűsége és pontossága érdekében a panel északi peremének emelkedését hosszegységekben számoljuk, h = Lsinα, ahol L a panel hossza déltől északig. Tegyük fel, hogy a meridián mentén 2 m hosszú panelt helyeznek el. α 30 fokon jött ki. Ezután az északi szélét (sin 30 fok = 0,5) 1 m-rel meg kell emelni. Sinapha = 1 vagy úgy, a panelt függőlegesen helyezzük el.

Végül

Oroszország, bármit is mond, nem nevezhető a napenergia fejlesztésének ideális országának. De kevés megtiszteltetés a rosszat elvállalni. De a kitűzött cél elérése mindennek ellenére és amikor minden ellened szól, sokáig nagy siker, ha csak a cél méltó és hasznos. Számos példa van a történelemben: Hollandia, Chile (a terméketlen területek termesztése), Japán – ipari óriás, szinte teljesen nélkülözve az alapanyagok forrásait az egész világon – a HF rádióhullámok rádióamatőrök (szakértők) fejlesztése az akkori elméletekkel teljesen felfegyverkezve értéktelennek tartották őket), és Oroszországban – legalábbis a transzszibériai vasút építése, amelynek még mindig nincsenek analógjai. Itt a saját készítésű embereknek van hová kóborolniuk, és ha „orosz napcsoda” történik, az biztos, hogy ez számottevő érdemük lesz.