Проектирование объема плазмы домашняя система с батареями

Система на солнечной энергии с батареями может управлять довольно большим количеством потребительских устройств, но только, конечно, если энергопотребление не превышает продукцию генератора. Правильная калибровка системы таким образом необходима. Первый шаг к наличию такой системы, которая обеспечит энергию, нуждается, спецификация системы.

CalculatION энергопотребления

В случае проектирования ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ приводил домашнюю систему в действие, первый шаг, который сделает, должен создать список всех электроприборов в домашнем хозяйстве. Проверьте входную мощность, требуемую на операцию этих приборов, и поместите это в список.

Как данные о среднем числе в качестве примера по расходу энергии для некоторых устройств находятся в столе ниже, но важно принять во внимание, что они - только грубые оценки. Чтобы вычислить расход энергии (E) системы с инвертором (использующий устройства AC), необходимо сделать исправление (умножьте среднее потребление C, чтобы вычислить полное требование власти).

УСТРОЙСТВО

Расход энергии

Общее количество требования власти

Люминесцентные лампы

18W

1,5

27W

Radio/Cas.tape, 6V

2W/8W

2,0

4W/16W

Radio/Cas.tape, 12V

8W/12W

1,0

8W/12W

Маленькое черно-белое телевидение

18W

1,0

18W

Чтобы управлять другими электроприборами, такими как холодильники, утюги, большие поклонники, кухонные плиты, и т.д., Вы нуждались бы в большей и более дорогой системе. Так как такая система не стандартизирована, но будет скроена определенно к Вашим потребностям, вычисление должны быть сделаны экспертом.

В день второй шаг должен оценить количество времени, что определенные приборы в действии. Это возможно целых 10 часов для лампы в гостиной, но возможно только 10 минут для одного в магазине. Добавьте эти данные к своему списку во второй колонке в реве стола. Наконец, Вы должны сделать третью колонку, где Вы перечисляете ежедневное энергетическое требование. Вычислите это число, умножая власть операционным периодом, например, 27 W x 4 h = 108 Wh. Когда Вы сложили все числа в этой колонке, у Вас будет свое полное энергопотребление в день.

УСТРОЙСТВО

Власть

Нет. из h/d

Энергопотребление в день

Флюорит. Лампа

27 W

108 Wh

Флюорит. Лампа

27 W

27 Wh

Флюорит. Лампа

10 W

0,5

5 Wh

Радио 6V

4 W

40 Wh

ТЕЛЕВИДЕНИЕ

18 W

72 Wh

Поклонник

14 W

28 Wh

Общее количество

280 Wh

Следующий шаг состоит из оценки количества солнечной инсоляции, которая может ожидаться дома место. В большинстве случаев, эти числа могут быть получены от местных поставщиков ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ или на местной метеостанции. Важное число - среднегодовой показатель солнечная инсоляция, так же как среднее число в месяце с худшими климатическими условиями (некоторые общие данные могут быть найдены в главе по Солнечному излучению).

Используя первое число, система ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ может быть приспособлена к средней инсоляции ежегодно, что означает, что есть несколько месяцев с большим количеством энергии чем необходимый или расчетный и несколько месяцев с меньше. Если Вы будете использовать второе (низкий случай) число, то у Вас всегда будет, по крайней мере, достаточно энергии ответить Вашим требованиям, кроме в необычно периоды плохой погоды. Однако, модуль ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ должен будет быть больше, и это также будет более дорогостоящим.

Теперь Вы можете вычислить номинальную власть модуля ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ. Используйте свое число энергопотребления (в Wh/d), умножьте его на 1,7, чтобы учесть энергетические потери в системе и разделить его на солнечное число инсоляции (в Wh/d), например, 280 (Wh/d) x 1,7 / 5 (kWh/d) = 96,2 W. К сожалению, модули ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ только доступны с несколькими номинальными мощностями. Используя 50 модулей W, например, Вы можете построить генераторы 50 W, 100 W, 150 W, и т.д. С требованием власти 95 W система с двумя модулями была бы лучшим матчем. Выберите число модулей, полная номинальная мощность которых соответствует приблизительно ценности, которую Вы вычислили. Если два числа отличаются значительно, у Вас есть к уменьшенному или больше обычного размера генератор. В первом случае, система ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ не будет в состоянии встретить полное энергопотребление. Решите, был ли бы этот частичный выбор поставки приемлемым для Вас. Во втором случае у Вас будет избыточная энергия.

Проектирование размера батареи зависит от энергопотребления и числа модулей ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ. Для вышеупомянутой способности батареи в качестве примера 60 Ах за модуль, поскольку минимум должен использоваться и 100 Ах как оптимум. Такая батарея может аккумулировать 1200 Wh в 12 V. Эта способность может покрыть 4 дня энергетических потребностей в вышеупомянутом примере с ежедневным потреблением энергии 280 Wh.

СИСТЕМНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В прошлом почти все системы использовали 12 V DC в качестве их основного напряжения. Это было то, потому что системы были маленькими и экстенсивно использовали 12 V приборов DC, приведенных в действие непосредственно от батареи. Теперь, с прибытием эффективных и надежных инверторов, использование на 12 В уменьшилось и 24, V DC становятся привилегированным напряжением батареи. В этот момент напряжение постоянного тока системы должно быть определено сколько власти системные циклы ежедневно. Производство систем и потребление меньше чем Часы ватта 2000 года ежедневно лучше всего подаются на 12 В. Системы, ездящие на велосипеде за 2000 и меньше чем 6000 Часов ватта ежедневно, должны использовать 24 V DC в качестве основного напряжения. Системы, периодически повторяющие более чем 6000 Часов ватта ежедневно, должны использовать 48 В.

Системное напряжение - очень важный фактор, производящий выбор инвертора, средств управления, зарядных устройств батареи, и системной проводки. Как только эти компоненты куплены, они обычно не могут изменяться. В то время как некоторые аппаратные средства, как модули ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ, могут быть повторно связаны от 12 до более высоких напряжений, других аппаратных средств как инверторы, средства управления, и проводка определена для особого напряжения и должна работать там.

БАТАРЕЯ

Батарея аккумулирует энергию, поставленную солнечным генератором, и обеспечивает власть для различных приборов. Как компонент солнечной приведенной в действие домашней системы батарея должна выполнить три задачи:

a) Это покрывает пиковые грузы, которые модули ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ не могут встретить на его собственном (буфер).

b) Это обеспечивает энергию в течение ночи (краткосрочное хранение).

c) Это дает компенсацию за периоды плохой погоды или необычно высокого энергопотребления (среднесрочное хранение).

Автомобильные батареи, которые доступны во всем мире по разумным ценам, являются обычно используемым типом батареи. Однако, они разработаны, чтобы поставить токи высокого напряжения за короткие периоды. Они не могут противостоять циклам непрерывных басов зарядки и освобождения, которые типичны для солнечных систем. Промышленность развила батареи, иногда называемые солнечными батареями, которые удовлетворяют этим условиям. Их главная особенность - низкая чувствительность к циклической операции.

К сожалению, есть только несколько развивающихся стран, в которых произведены такие батареи, и импортированные батареи могут быть очень дорогими вследствие транспортных расходов и таможенных пошлин. В таких случаях сверхпрочная батарея грузовика может быть соответствующей, легкодоступной альтернативой, даже если она должна быть заменена чаще.

В случае больших систем ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ способность одной батареи, возможно, не достаточна. Если так, больше чем одна батарея, может быть переключен параллельно, то есть все полюса, отмеченные +, и все отмеченные - связаны друг с другом. Массивные медные провода, предпочтительно меньше чем 30 см длиной, должны использоваться для связи. Во время зарядки батареи производят газы, которые являются потенциально взрывчатыми. Таким образом, Вы должны избегать использования открыть огня поблизости. Однако, отравление газами относительно низко, особенно если регулятор обвинения используется; риск таким образом не больше чем это обычно вовлекаемое в использование автомобильных батарей в автомобилях. Однако, батареи должны быть хорошо проветрены. Поэтому Вы не должны покрыть их или поместить их в коробки.

Способность батареи обозначена в ампер-часах (Ах). 100 Ах, 12 V батарей, например, могут сохранить 1200 Wh (12 V x 100 Ах). Однако, способность изменится, в зависимости от продолжительности зарядки или освобождения процесса. Другими словами, батарея поставит больше энергии во время 100 h освобождающийся от обязательств период чем во время 10 h периодов. Зарядный период обозначен индексом к способности C, например. C100 в течение 100 часов. Отметьте, что поставщики могут использовать различные отчетные периоды.

Храня энергию в батареях, определенное количество энергии потеряно в процессе. У автомобильных батарей есть полезные действия приблизительно 75 %, в то время как солнечные батареи могут выступить немного лучше. Часть способности батареи потеряна в каждом освобождающем от обязательств зарядку цикле и в конечном счете спадает до уровня, на котором должна быть заменена батарея. У солнечных батарей есть более длинная целая жизнь чем сверхпрочные автомобильные батареи, которые длятся приблизительно 2 или 3 года.

КАЛИБРОВКА СИСТЕМНОЙ БАТАРЕИ ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ

Важно измерить батарею ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ систем с минимумом четырех дней хранения. Рассмотрите систему, которая ежедневно потребляет 2480 часов ватта. Если мы делим это число на системное напряжение 12 V DC, мы достигаем суточного потребления 206 ампер-часов от батареи. Следовательно четыре дня хранения составили бы 4 дня x 206 ампер-часов в день или 824 ампер-часа. Если батарея - свинцово-кислотный тип, то мы должны добавить 20 % к этому количеству, чтобы гарантировать, что батарея полностью никогда не освобождается от обязательств. Это приносит нашей идеальной свинцово-кислотной батарее до способности 989 ампер-часов. Если батарея - кадмий никеля или железо никеля, то эта дополнительная 20%-ая способность не требуется, потому что щелочные батареи не возражают полностью освобождаться от обязательств на регулярной основе.

РЕГУЛЯТОР ОБВИНЕНИЯ

Батарея, как могут только ожидать, продлится несколько лет, если хороший регулятор обвинения будет использоваться. Это защищает батарею от запроса чрезмерной цены и глубокого освобождения, оба из которых вредны для батареи. Если батарея полностью заряжена, регулятор уменьшает поток, поставленный солнечным генератором уровню, который уравнивает естественные потери. С другой стороны, регулятор прерывает количество энергии, поставляемой приборам груза, когда батарея освободилась от обязательств к критическому уровню. Таким образом, в большинстве случаев внезапное прерывание в поставке не системный отказ, а скорее эффект этого механизма гарантии.

Регуляторы обвинения - электронные компоненты и, как таковые, может быть затронут сбоями и неподходящей обработкой систем. Улучшенные проекты оборудованы гарантиями, чтобы предотвратить убытки регулятора и других компонентов. Они включают гарантии против короткого замыкания и обратной полярности батареи (спутывание батарей +/-полюса) так же как блокировочный диод, чтобы предотвратить ночную разгрузку батареи. Много моделей указывают на определенные состояния операции и сбоев посредством LEDs (светодиоды = маленькие лампы). Некоторые даже указывают на состояние заряда. Однако состояние заряда трудно определить и может только быть примерно оценено.

ИНВЕРТОР

Инвертор преобразовывает низкое напряжение власть DC (сохраненный в батарее и произведенный PVs) в стандартный переменный ток, власть дома (120 или 240 V AC, 50 или 60 гц). Инверторы прибывают в размеры от 250 ватт (приблизительно 300 USD) к более чем 8000 ватт (приблизительно 6000 USD). Электроэнергия, произведенная современными инверторами волны синуса, намного более чиста чем власть, поставленная Вашим стенным розеткам Вашей местной электроэнергетикой. Есть также ”измененные инверторы” волны синуса, которые менее дороги и всё же до большинства домашних задач. Этот тип инвертора может создать гул в некотором электронном оборудовании и телефонах, которые могут быть незначительной проблемой. Лучшие инверторы волны синуса сделали большие усовершенствования работы и цены в последние годы. Инверторы могут также обеспечить ”сервисный буфер” между Вашей системой и сервисной сеткой, разрешая Вам продать Вашу лишнюю власть, произведенную назад к полезности для распределения их сеткой.

КАБЕЛИ

Простое средство ухода от ненужных потерь состоит в том, чтобы использовать соответствующие кабели и приложить их должным образом к устройствам. Кабели должны всегда быть настолько короткими насколько возможно. У тех соединяющих различные приборы должна быть площадь поперечного сечения по крайней мере 1,6 mm². Чтобы гарантировать, что потеря напряжения не превышает 3 %, у кабеля между генератором ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ и батареей должно быть поперечное сечение 0,35 mm² (12 систем V-) или 0.17 mm² (24 V-системы) за метр и модуль. Таким образом, кабель на 10 м. для 2 модулей потребовал бы по крайней мере 10 x 2 x 0,35 mm² = 7 mm². Так как с кабелями с поперечным сечением, превышающим 10 mm², трудно обращаться и даже трудный добраться, более высокие потери должны быть приняты в некоторых случаях. Если часть этого кабеля выставлена открытой площадке, это должно быть разработано так, чтобы противостоял любым погодным условиям. Терпимость к ультрафиолетовым лучам может быть важной особенностью.

ШПИОНЫ

Модули ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ работают лучше всего, когда их камеры перпендикулярны поступающим лучам Солнца. Регулирование статических установленных модулей ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ может привести к от 10 % (зимой) к 40 % (летом) больше выходной мощности ежегодно. Прослеживание означает устанавливать множество на подвижной платформе, которая следует за ежедневным движением солнца. Шпион - специальная стойка установки ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ, которая следует за путем солнца. Вообще дополнительная энергия, захваченная следующим солнце, должна быть взвешена против затрат монтажа и поддержания системы прослеживания.

Шпионы стоят денег точно так же как модули ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ. Во многих странах это не экономически выгодно, чтобы отследить меньше чем восемь модулей (например, в США). Под восемью модулями мы получим больше выходной мощности для денег, если мы потратим деньги на большем количестве групп, а не шпионе. В восьми группах в системе шпион начинает окупаться. Есть исключения к этому правилу, например выстраивают прямые водные насосы. Если PVs являются непосредственно ведущими водный насос, без батареи в системе, то это экономически выгодно, чтобы отследить два или больше модуля ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ. Это имеет отношение к техническим деталям как пиковое напряжение, требуемое вести электродвигатель насосов.

ЛАМПЫ

Из-за их превосходной эффективности и длинной целой жизни, лампы энергосбережения должны всегда использоваться в системах ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ, которыми управляют. Флуоресцентные трубы или новые компактные люминесцентные лампы (CFL) являются подходящими во многих случаях, 18 W CFL лампа в состоянии заменить традиционными 100 W incadescent лампочка. Лампы CFL требуют, чтобы электронные щебни управлялись с системой DC. Качество таких щебней изменяется значительно и иногда, оказывается, очень плохо. Низко-качественные щебни приведут к высокой стоимости для непрерывной замены старых труб. Для щебней важно иметь хорошую эффективность, высокое число стартовые циклы, надежное воспламенение при низких температурах и низких напряжениях (10,5 V), и защита от короткого замыкания, разомкнутой цепи, обратной полярности и радио-вмешательства. Несмотря на то, что большинство ламп CFL на рынке работает только с потоком AC есть немного компаний, предлагающих также приведенные в действие лампы DC.

Целая жизнь И ОЦЕНКА Компонентов

Очень важное соображение в экономическом анализе - целая жизнь системы ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ. Сроки службы различных компонентов электропитания ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ были оценены, основаны на событиях, полученных за прошлые несколько лет.

В 20 лет оценена целая жизнь групп ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ. Надлежащая герметизация и использование умеренного стакана низкого железа гарантируют целую жизнь, которая может подходить вне.

Гальванизированные железные структуры и якоря - часть большинства систем ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ. Должным образом гальванизированный материал должен продлиться пока группы, хотя некоторое обслуживание может требоваться.

Батареи. В зависимости от характера циклов обвинения/разгрузки, средней целой жизни так называемых ”Солнечных Батарей”, были 4 года.

Зарядные устройства батареи, как предполагается, длятся по крайней мере 10 лет.

Инверторы, как предполагается, длятся в течение 10 лет.

Грубые руководящие принципы для того, чтобы оценить этих нескольких компонентов:

Инверторы

USD 0,50/W

Структуры (гальванизированы)

USD 0,30/Wp

Управляющие устройства

USD 0,50/Wp

Кабели

0,70/м. USD