Нарны эрчим хүчний систем гэж юу вэ?
Нарны эрчим хүчний систем нь фотоволтайк (PV) систем гэж нэрлэгддэг бөгөөд нарны гэрлийн хүчийг ашиглаж, фотоволтайк эффектээр дамжуулан ашиглах боломжтой цахилгаан болгон хувиргадаг - нарны хавтан дахь хагас дамжуулагч материал (цахиур гэх мэт) нарны гэрлээс фотонуудыг шингээж, цахилгаан гүйдэл үүсгэхийн тулд электронуудыг ялгаруулдаг. Энэхүү цэвэр, сэргээгдэх технологи нь тогтвортой эрчим хүчний тулгын чулуу болж, орон сууц, бизнес, үйлдвэр, тэр ч байтугай сүлжээнээс алслагдсан байршилд найдвартай эрчим хүчийг санал болгож байна. Нарны эрчим хүчний систем нь үндсэндээ нарны гэрлийг авах нарны хавтан, эрчим хүчийг ашиглах боломжтой хэлбэрт хувиргах инвертер, эрчим хүчний нөөцийг хадгалах зайны нэмэлт хадгалах төхөөрөмж, батерейг хамгаалах цэнэглэгч хянагч, нарны гэрлийн нөлөөллийг оновчтой болгох угсралтын тоног төхөөрөмж зэрэг хоорондоо уялдаа холбоотой ажилладаг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сүлжээ юм. Эдгээр хэсгүүд нь хамтад нь чулуужсан түлшний хамаарлыг бууруулж, эрчим хүчний зардлыг бууруулж, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгах системийг бий болгодог.
Нарны эрчим хүчний системийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Нарны хавтан
Нарны хавтангууд нь нарны гэрлийг шингээж, цахилгаан эрчим хүчийг бий болгох үүрэгтэй системийн гол хүч юм. Хамгийн түгээмэл хоёр төрөл нь нэг талст ба поликристалл хавтан бөгөөд тус бүр нь өөр өөр шинж чанартай байдаг.
Монокристал хавтангууд нь дан, цэвэр цахиурын талстаар хийгдсэн бөгөөд өндөр үр ашигтай (ихэвчлэн 15-22%), илүү гөлгөр, жигд хар өнгөтэй байдаг. Эдгээр нь бага гэрэлтэй нөхцөлд сайн ажилладаг бөгөөд бага зэрэг өндөр өртөгтэй боловч хязгаарлагдмал талбайтай орон зайд тохиромжтой.
Поликристал хавтангууд нь олон тооны цахиурын хэлтэрхийнүүдээр хийгдсэн бөгөөд цэнхэр, толботой харагдана. Тэдгээрийн үр ашиг нь арай бага (13-18%) боловч илүү хямд бөгөөд нарны шууд тусгалд сайн ажилладаг тул төсөвт анхаардаг хэрэглэгчдийн түгээмэл сонголт болдог.
Энэ хоёр төрөл нь удаан эдэлгээтэй, 25-30 жилийн ашиглалтын хугацаатай, хааяа цэвэрлэхээс гадна хамгийн бага засвар үйлчилгээ шаарддаг.
Инвертер
Нарны хавтангууд нь тогтмол гүйдлийн цахилгаан эрчим хүчийг үүсгэдэг боловч гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, цахилгаан хэрэгсэл, цахилгаан сүлжээ нь хувьсах гүйдэл (AC) дээр ажилладаг. Энд инвертер ажиллаж байна: энэ нь тогтмол гүйдлийг хувьсах гүйдэл болгон хувиргаж, хавтангаас гаргаж авсан энерги нь өдөр тутмын төхөөрөмжүүдэд нийцдэг. Инвертер нь янз бүрийн системд тохирсон хэд хэдэн сортоор ирдэг:
Стринг инвертер нь орон сууцны барилга байгууламжийн хувьд хэмнэлттэй бөгөөд олон самбарыг 'string' хэлбэрээр холбож, тэдгээрийн хосолсон энергийг хувиргадаг.
Микроинвертерүүд нь самбарын түвшинд энергийг хувиргаж, сүүдэрлэх эсвэл таарахгүй хавтангаас үүсэх үр ашгийн алдагдлыг бууруулдаг жижиг, самбарт зориулагдсан төхөөрөмж юм.
Гибрид инвертерүүд нь батерейны хуримтлалтай нэгдэж, нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх болон эрчим хүчний хуримтлалыг сүлжээнээс гадуур эсвэл нөөц ашиглахад зориулж удирддаг.
Батерейны банк (заавал биш)
Батерей нь нартай цагт үүссэн илүүдэл цахилгааныг шөнө, үүлэрхэг цаг агаар эсвэл цахилгаан тасрах үед ашиглахад зориулж хадгалдаг. Эдгээр нь сүлжээнээс гадуурх системд чухал ач холбогдолтой (энэ нь нийтийн сүлжээнээс хамааралгүй ажилладаг) бөгөөд эрчим хүчний уян хатан чанарыг эрэлхийлдэг сүлжээнд холбогдсон системүүдэд үнэ цэнэтэй юм. Нийтлэг батерейны төрлүүд нь:
Лити-ион батерейнууд: Хөнгөн жинтэй, өндөр үр ашигтай, удаан эдэлгээтэй (10-15 жил), засвар үйлчилгээ бага шаарддаг - ихэнх орон сууцны барилга байгууламжид тохиромжтой.
Хар тугалганы хүчлийн батерейнууд: Урьдчилан илүү хямд боловч илүү хүнд, богино хугацаанд (3-7 жил), байнгын засвар үйлчилгээ шаарддаг (усаар дүүргэх).
Батерейны хүчин чадал, киловатт-цаг (кВт цаг) -аар хэмжигддэг, хэр их эрчим хүч хадгалахыг тодорхойлдог; Сүлжээнээс гадуурх системүүд нь өдөр тутмын хэрэглээнд нийцүүлэхийн тулд илүү том банкуудыг шаарддаг бол сүлжээнд холбогдсон системүүд нь зөвхөн нөөцлөхөд жижиг зайг ашигладаг.
Цэнэглэгч хянагч
Цэнэглэгч хянагч нь нарны зай болон батерейны хооронд 'хаалга хамгаалагч' болж, хэт цэнэглэх (батарейг гэмтээж болзошгүй) болон хэт цэнэггүй болох (энэ нь ашиглалтын хугацааг богиносгодог)-аас сэргийлэхийн тулд цахилгааны урсгалыг зохицуулдаг. Энэ нь батерейны төрөл, температурт үндэслэн цэнэглэх хүчдэлийг тохируулж, оновчтой гүйцэтгэлийг хангаж, батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Жижиг системүүдийн хувьд (100 ваттаас доош) энгийн PWM (импульсийн өргөн модуляц) хянагч хангалттай; Томоохон системүүд нь MPPT (Хамгийн их цахилгаан цэгийн хяналт) хянагчийг ашигладаг бөгөөд энэ нь самбарын эрчим хүчний гаралтыг оновчтой болгосноор үр ашгийг 10-30% нэмэгдүүлдэг.
Суурилуулалт ба тавиурын систем
Нарны гэрлийг шингээх чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд нарны хавтанг оновчтой өнцөг, чиг баримжаагаар (ихэвчлэн хойд хагас бөмбөрцгийн өмнө зүг рүү, өмнөд хагас бөмбөрцөгт хойд зүг рүү харсан) найдвартай суурилуулсан байх ёстой. Суурилуулах системүүд нь байршил, орон зайнаас хамааран өөр өөр байдаг:
Дээвэрт суурилуулсан тавиурууд: Дээврийн дээвэр дээр бэхлэгдсэн тавиурууд нь орон зайн хэмнэлттэй бөгөөд орон сууцны системд түгээмэл байдаг. Эдгээр нь дээврийн материал (асфальт, металл, хавтанцар) -тай нийцэж, жинг даах шаардлагыг хангасан байх ёстой.
Газар дээр суурилуулсан тавиурууд: Өргөн уудам газартай үл хөдлөх хөрөнгийн хувьд хамгийн тохиромжтой, эдгээр нь өнцгийг хялбархан тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд дээвэртэй холбоотой хязгаарлалтаас (жишээлбэл, яндангаас сүүдэрлэх) зайлсхийх боломжтой.
Хяналтын систем: Нэг тэнхлэгт (нарны зүүн-баруун замыг дагадаг) эсвэл хос тэнхлэгт (зүүн-баруун болон хойд-өмнөд аль алиныг нь дагадаг) трекер бүхий дэвшилтэт тохируулгууд нь суурин холболттой харьцуулахад эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг 10-25%-иар нэмэгдүүлдэг.
Яагаад нарны хавтанг сонгох хэрэгтэй вэ?
Нарны зайн хавтангийн иж бүрдэл нь урьдчилан сонгосон, нийцтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгтгэснээр нарны эрчим хүч рүү шилжих шилжилтийг хялбарчилж, тус тусад нь эд ангиудыг олж авах таамаглалыг арилгадаг. Танд бүхээгийн жижиг систем, зусланд зориулсан зөөврийн төхөөрөмж эсвэл гэрийн бүрэн шийдэл хэрэгтэй эсэхээс үл хамааран иж бүрдэл нь тодорхой хэрэгцээнд нийцүүлэн бүтээгдсэн. Тэдний гол давуу талууд нь:
Суурилуулахад хялбар: Ихэнх иж бүрдэл нь DIY хийхэд тохиромжтой, алхам алхмаар зааварчилгаа, урьдчилан утастай бүрэлдэхүүн хэсгүүд, шаардлагатай хамгийн бага багаж хэрэгсэлтэй. Эхлэн суралцагчид ч гэсэн мэргэжлийн өндөр өртөгтэй төлбөрөөс зайлсхийж, амралтын өдрүүдэд суулгаж дуусгах боломжтой.
Зардлын хэмнэлт: Үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн бөөнөөр нь хөнгөлөлт үзүүлдэг тул эд ангиудыг тусад нь худалдаж авахтай харьцуулахад зардлыг бууруулдаг. Энэ нь дахин боловсруулах эсвэл мөнгө үрэхэд хүргэж болзошгүй нийцтэй байдлын асуудлаас (жишээ нь, самбарын гаралтад хэтэрхий жижиг инвертер) зайлсхийх болно.
Тохируулах: Энэхүү иж бүрдэл нь 100 ваттаас (зөөврийн компьютер гэх мэт жижиг төхөөрөмжүүдэд) 10+ кВт хүртэл (том байшинд зориулагдсан) хэмжээтэй бөгөөд сүлжээнд холбогдсон, сүлжээнээс гадуур эсвэл хосолсон тохируулгатай. Энэхүү уян хатан байдал нь зөвхөн шаардлагатай хүчин чадлынхаа төлбөрийг төлөх боломжийг олгодог.
Зөөврийн байдал: Авсаархан, хөнгөн иж бүрдэл нь ихэвчлэн эвхэгддэг хавтантай байдаг - RV, кемп эсвэл гадаа ажилд тохиромжтой. Тэд зай эсвэл зөөврийн цахилгаан станцад залгаж, алслагдсан байршилд цэвэр эрчим хүч өгдөг.
Нарны хавтангийн иж бүрдэл төрлүүд
Орон сууцны нарны хавтангийн иж бүрдэл
Орон сууцанд зориулагдсан эдгээр иж бүрдэл нь ихэвчлэн 1 кВт (жижиг орон сууц эсвэл эрчим хүчний хамгийн бага хэрэглээнд тохиромжтой) -аас 10 кВт (цахилгаан эрчим хүчний өндөр хэрэгцээтэй том гэр бүлд зориулагдсан) хооронд хэлбэлздэг. Ихэнх нь цахилгаан сүлжээнд холбогдсон тул байшингийн эзэд өдрийн цагаар нарны эрчим хүчийг ашиглаж, шөнийн цагаар цахилгаан эрчим хүч авах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн цэвэр тоолуураар (илүүдэл эрчим хүчийг сүлжээнд буцааж зээлээр зардаг).
Сүлжээнээс гадуур нарны иж бүрдэл
Эдгээр иж бүрдэлд цахилгаан хангамжгүй газруудад (жишээ нь, алслагдсан кабин, уулын байшин) зориулагдсан бөгөөд 24/7 эрчим хүч хадгалах бат бөх батерей орно. Хэмжээ нь өдөр тутмын хэрэгцээнээс хамаарч өөр өөр байдаг—500Вт (үндсэн гэрэлтүүлэг болон жижиг цахилгаан хэрэгсэлд)-ээс 5кВт+ хүртэл (хөргөгч, халаагч, зурагт бүхий бүрэн сүлжээнээс гадуурх гэрт).
RV нарны хавтангийн иж бүрдэл
Хөнгөн, авсаархан эдгээр иж бүрдэл нь RV дээвэр дээр хэт их жин нэмэхгүйгээр тохирохоор бүтээгдсэн. Эдгээр нь ихэвчлэн уян хатан хавтан (муруй гадаргуутай нийцэх) ба RV батерейтай нийцэх цэнэглэгч хянагч, гэрэл, сэнс, зам дээр байх үед жижиг зурагт гэх мэт хэрэгцээт зүйлсийг тэжээдэг.
Сүлжээнд холбогдсон нарны иж бүрдэл
Хотын болон хотын захын байшингуудын хувьд хамгийн түгээмэл сонголт бол өдрийн цагаар нарны эрчим хүчийг ашиглаж, харанхуй болсны дараа цахилгааны сүлжээнд шууд холбогддог. Олонхи нь цэвэр тоолуураар ажилладаг бөгөөд нарны эрчим хүчийг хэт их эрчим хүчийг тооцооны кредит болгон хувиргаж, сарын цахилгааны зардлыг бууруулдаг.
Худалдан авахаасаа өмнө анхаарах хүчин зүйлүүд
Эрчим хүчний хэрэгцээ: Сар бүрийн хэрэглээний төлбөрийг (жишээ нь, 900 кВт.ц/сар = 30 кВт.ц/хоног) шалгах замаар өдөр тутмын цахилгааны хэрэглээгээ тооцоол. Шаардлагатай системийн хэмжээг (жишээ нь, 30 кВт.ц/хоног ÷ 5 цаг нарны гэрэл = 6 кВт систем) тодорхойлохын тулд үр ашгийн алдагдлыг (сүүдэрлэх, цаг агаар) тооцохын тулд 20-30% нэмнэ.
Байршил ба нарны гэрэл: Нарны цацраг ихтэй газар (жишээлбэл, цөлийн бүсүүд) үүлэрхэг уур амьсгалтай бүс нутгуудаас бага хэмжээний систем шаарддаг. Орон нутгийн нарны гэрлийн цагийг шалгахын тулд Сэргээгдэх эрчим хүчний үндэсний лабораторийн (NREL) нарны нөөцийн мэдээлэл гэх мэт хэрэгслийг ашиглан мод, барилга байгууламжийг сүүдэрлэхээс зайлсхийх боломжтой - хэсэгчилсэн сүүдэр ч гэсэн гарцыг 30% + бууруулж чадна.
Дээврийн орон зай ба чиг баримжаа: Дээврээ (эсвэл газрын талбай) хангалттай саадгүй зайтай эсэхийг шалгаарай: 1 кВт нарны эрчим хүч нь ~10-15 квадрат метр шаарддаг. Нарны туяаг харсан дээвэр (бөмбөрцгийн хагасаас хамаарч өмнөд/хойд), 15-40 градусын налуутай дээвэр нь үр ашгийг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг.
Орон нутгийн зохицуулалт ба урамшуулал: Судалгааны зөвшөөрөл (зарим газар барилга/цахилгааны зөвшөөрөл шаарддаг), HOA дүрэм (панел байрлуулах хязгаарлалт), татварын хөнгөлөлт (жишээ нь, АНУ-ын 30% холбооны татварын хөнгөлөлт), хөнгөлөлт эсвэл урьдчилгаа зардлыг бууруулдаг урамшуулал.
Дүгнэлт
Нарны эрчим хүчний систем нь эрчим хүчний эх үүсвэрээс илүү бөгөөд энэ нь эрчим хүчний бие даасан байдал, байгаль орчныг хамгаалах, урт хугацааны хэмнэлт гаргахад оруулсан хөрөнгө оруулалт юм. Нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргаснаар эдгээр систем нь чулуужсан түлшний хамаарлыг бууруулж, нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг бууруулж, хэрэглэгчдийг хэрэглээний үнийн хэлбэлзлээс хамгаалдаг. Нарны зайн хавтангийн иж бүрдэл нь урьдчилан угсарсан, өөрчлөх боломжтой загвараараа энэ шилжилтийг гэрийн эзэн, кемппер, эсвэл сүлжээнээс гадуурх сонирхогч байсан ч хүн бүрт хүртээмжтэй болгоно.
Нарны технологи хөгжихийн хэрээр өндөр үр ашигтай хавтан, удаан эдэлгээтэй батерей, хямд өртөгтэй тул нарны эрчим хүчийг ашиглах илүү сайн цаг хэзээ ч байгаагүй. Та өөрийн хэрэгцээ, байршил, орон нутгийн урамшууллыг үнэлснээр таны амьдралын хэв маягтай нийцэж, илүү ногоон ирээдүйд хувь нэмэр оруулах системийг сонгох боломжтой. Зөөврийн иж бүрдлээр жижиг зүйлээс эхлэх эсвэл гэрийн системтэй хамт яваарай - нарны эрчим хүчийг ашиглахыг хүлээж байна.
