Alternatieve energie wordt betaalbaarder. Dit artikel geeft je een volledig begrip van zonne-energie op lokale schaal, soorten zonnecellen en -panelen, principes voor het bouwen van zonneparken en economische haalbaarheid..
Kenmerken van zonne-energie op gemiddelde breedtegraden
Alternatieve energie is erg aantrekkelijk voor bewoners van middelste breedtegraden. Zelfs op de noordelijke breedtegraden is de gemiddelde jaarlijkse dagelijkse stralingsdosis 2,3–2,6 kWh / m2. Hoe dichter naar het zuiden, hoe hoger deze indicator. In Yakutsk is de intensiteit van zonnestraling bijvoorbeeld 2,96 en in Khabarovsk – 3,69 kWh / m2. Indicatoren in december variëren van 7% tot 20% van de gemiddelde jaarlijkse waarde, en in juni en juli verdubbelen ze.
Hier is een voorbeeld van het berekenen van de efficiëntie van zonnepanelen voor Arkhangelsk, een regio met een van de laagste indicatoren voor de intensiteit van zonnestraling:
Waar:
- Q is de gemiddelde jaarlijkse hoeveelheid zonnestraling in de regio (2,29 kWh / m2);
- NAARuit – afwijkingscoëfficiënt van het collectoroppervlak ten opzichte van de zuidelijke richting (gemiddelde waarde: 1,05);
- P.nom – het nominale vermogen van het zonnepaneel;
- NAARzweet – verliesfactor in elektrische installaties (0,85–0,98);
- Qisp – de stralingsintensiteit waarmee het paneel is getest (meestal 1000 kWh / m22).
De laatste drie parameters zijn aangegeven in het paspoort van de panelen. Dus als KVAZAR-panelen met een nominaal vermogen van 0,245 kW werken in de omstandigheden van Arkhangelsk en de verliezen in de elektrische installatie niet groter zijn dan 7%, dan zal één blok fotovoltaïsche cellen ongeveer 550 Wh genereren. Dienovereenkomstig zijn voor een object met een nominaal verbruik van 10 kWh ongeveer 20 panelen nodig.
Economische haalbaarheid
De terugverdientijd voor zonnepanelen is eenvoudig te berekenen. Vermenigvuldig de dagelijkse hoeveelheid geproduceerde energie per dag met het aantal dagen per jaar en met de levensduur van de panelen zonder reductie – 30 jaar. De hierboven beschouwde elektrische installatie kan, afhankelijk van de lengte van het aantal uren daglicht, gemiddeld 52 tot 100 kWh per dag opwekken. De gemiddelde waarde is ongeveer 64 kWh. Dus over 30 jaar zou de energiecentrale in theorie 700 duizend kWh moeten genereren. Met een eendelig tarief van 3,87 roebel. en de kosten van één paneel zijn ongeveer 15.000 roebel, de kosten zullen zich in 4-5 jaar terugverdienen. Maar de werkelijkheid is prozaïscher.
Feit is dat de decemberwaarden van zonnestraling ongeveer een orde van grootte lager zijn dan het gemiddelde per jaar. Daarom vereist de volledig autonome werking van de energiecentrale in de winter 7-8 keer meer panelen dan in de zomer. Dit verhoogt de investering aanzienlijk, maar verkort de terugverdientijd. Het vooruitzicht om een ”groen tarief” in te voeren lijkt heel bemoedigend, maar zelfs vandaag is het mogelijk om een overeenkomst te sluiten voor de levering van elektriciteit aan het net tegen een groothandelsprijs die drie keer lager is dan het retailtarief. En zelfs dit is genoeg om in de zomer 7-8 keer het overschot aan opgewekte elektriciteit winstgevend te verkopen.
De belangrijkste soorten zonnepanelen
Er zijn twee hoofdtypen zonnepanelen.
Solide silicium zonnecellen worden beschouwd als cellen van de eerste generatie en komen het meest voor: ongeveer 3/4 van de markt. Er zijn twee soorten:
- monokristallijn (zwart) hebben een hoog rendement (0,2-0,24) en een lage prijs;
- polykristallijn (donkerblauw) is goedkoper te vervaardigen, maar minder efficiënt (0.12-0.18), hoewel hun efficiëntie minder afneemt met diffuus licht.
Zachte fotocellen worden filmcellen genoemd en zijn gemaakt door versproeien van silicium of door een meerlagige samenstelling. Siliciumcellen zijn goedkoper te vervaardigen, maar hun efficiëntie is 2-3 keer lager dan die van kristallijne. Bij diffuus licht (schemering, bewolkt) zijn ze echter effectiever dan kristal.
Sommige soorten composietfilms hebben een efficiëntie van ongeveer 0,2 en kosten veel meer dan vaste elementen. Het gebruik ervan in zonne-energiecentrales is zeer twijfelachtig: filmpanelen zijn gevoeliger voor degradatie na verloop van tijd. Hun belangrijkste toepassingsgebied zijn mobiele energiecentrales met een laag energieverbruik.
Hybride panelen bevatten, naast de fotoceleenheid, een collector – een systeem van capillaire buizen voor het verwarmen van water. Hun voordeel is niet alleen in het besparen van ruimte en de mogelijkheid van warmwatervoorziening. Door waterkoeling verliezen zonnecellen minder vermogen bij verhitting.
Tafel. Overzicht fabrikanten
Model SSI Solar LS-235 SOLBAT MCK-150 Canadese Solar CS5A-210M Chinaland CHN300-72P Land Zwitserland Rusland Canada China Een type Polykristal Eenkristal Eenkristal Polykristal Vermogen bij 1000 kWh / m2, W. 235 150 210 300 Aantal elementen 60 72 72 72 Spanning: onbelast / onder belasting, V. 36,9 / 29,8 18/12 45,5 / 37,9 36,7 / 43,6 Stroom: onder belasting / kortsluiting, A. 7.88 / 8.4 8.33 / 8.58 5,54 / 5,92 8.17 / 8.71 Gewicht (kg negentien 12 15.3 24 Afmetingen, mm 1650x1010x42 667x1467x38 1595x801x40 1950x990x45 Prijs, wrijf. 13.900 10.000 14.500 18150 Zonne-energie complexe apparatuur
De accu’s wekken tijdens bedrijf tot 40 V gelijkstroom op, voor gebruik in huis zijn een aantal transformaties nodig. De volgende apparatuur is hiervoor verantwoordelijk:
- Batterij pack. Hiermee kunt u de opgewekte energie ’s nachts en op lage intensiteitsuren gebruiken. Er worden heliumbatterijen met een nominale spanning van 12, 24 of 48 V gebruikt.
- Laadcontrollers zorgen voor een optimale levensduur van de batterij en dragen het benodigde vermogen over aan de consument. De benodigde apparatuur wordt geselecteerd voor de parameters van batterijen en accu’s.
- De spanningsomvormer zet gelijkstroom om naar wisselstroom en heeft een aantal extra functies. Ten eerste stelt de omvormer de prioriteit van de spanningsbron in, en als er een gebrek aan vermogen is, “mengt” hij het vermogen van een ander. Hybride omvormers maken het ook mogelijk om het overschot aan opgewekte energie over te dragen aan het stadsnet.
1 – zonnepanelen 12 V; 2 – zonnepanelen 24 V; 3 – laadregelaar; 4 – batterij 12 V; 5 – 12V verlichting; 6 – omvormer; 7 – “smart home” -automatisering; 8 – batterijblok 24 V; 9 – noodgenerator; 10 – hoofdverbruikers van 220 V
Huishoudelijke toepassing
Zonnepanelen kunnen voor absoluut elk doel worden gebruikt: van het compenseren van de ontvangen energie en het leveren van individuele lijnen tot volledige autonomie van het stroomsysteem, inclusief verwarming en warmwatervoorziening. In het laatste geval wordt een belangrijke rol gespeeld door de grootschalige toepassing van energiebesparende technologieën – recuperatoren en warmtepompen..
Bij gemengd gebruik gebruikt zonne-energie omvormers. In dit geval kan de stroom worden gericht op de werking van afzonderlijke lijnen of systemen, of om het gebruik van stadselektriciteit gedeeltelijk te compenseren. Een klassiek voorbeeld van een efficiënt energiesysteem is een warmtepomp die wordt aangedreven door een kleine zonne-energiecentrale met een accubank.
1 – stadsnetwerk 220 V; 2 – zonnepanelen 12 V; 3 – 12V verlichting; 4 – omvormer; 5 – laadregelaar; 6 – hoofdverbruikers van 220 V; 7 – batterij
Traditioneel worden panelen op de daken van gebouwen geïnstalleerd en in sommige architectonische oplossingen vervangen ze de dakbedekking volledig. In dit geval moeten de panelen zo naar de zuidkant worden georiënteerd dat de inval van stralen op het vlak loodrecht is.
Hoe kan ik zonnepanelen op mijn huis installeren en wat zijn de verschillende applicatie- en aansluitschema’s die ik kan gebruiken?
Kun je mij uitleggen hoe ik de applicatie- en aansluitschema’s voor zonnepanelen thuis kan verkrijgen? Ik ben geïnteresseerd in het installeren van zonnepanelen op mijn huis, maar ik heb geen idee waar ik moet beginnen. Alvast bedankt!
Heeft u een gedetailleerd applicatie- en aansluitschema voor zonnepanelen voor thuis? Ik ben op zoek naar een betrouwbaar en efficiënt systeem voor mijn huis. Alvast bedankt!
Zijn de applicatie- en aansluitschema’s voor zonnepanelen thuis eenvoudig te begrijpen? Ik ben geïnteresseerd in het installeren van zonnepanelen in mijn huis, maar ik ben geen expert op dit gebied. Zou ik in staat zijn om de schema’s te begrijpen en de panelen zelf te kunnen aansluiten?