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 фотоныг 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 шууд 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 эрчим хүчийг хувиргадаг, 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 цахилгааны сүлжээнээс хамааралгүй ажилладаг системүүдэд чухал ач холбогдолтой 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 хавтан болон батерейны хооронд 'хаалга хамгаалагч' болж, хэт цэнэглэх (батарейг гэмтээж болно) болон хэт цэнэггүй болохоос (энэ нь ашиглалтын хугацааг богиносгодог) урьдчилан 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.
Суурилуулах ба тавиурын систем
Нарны гэрлийг шингээх чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд нарны зайг оновчтой өнцөг, чиг баримжаагаар (ихэвчлэн хойд хагас бөмбөрцөгт өмнө зүг рүү, өмнөд хагас бөмбөрцөгт хойд зүг рүү харсан) найдвартай суурилуулсан байх ёстой. Суурилуулалтын системүүд нь байршил, 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) зайлсхийдэг.
Хяналтын систем: Нэг тэнхлэгт (нарны зүүн-баруун замыг дагадаг) эсвэл хос тэнхлэгт (зүүн-баруун болон хойд-өмнөд замыг дагадаг) трекер бүхий дэвшилтэт тохируулгууд нь суурин бэхэлгээтэй 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 хялбаршуулж, 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 газруудад 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 хүртэл (цахилгаан эрчим хүчний өндөр хэрэгцээтэй том гэр бүлд зориулагдсан) байдаг. Ихэнх нь цахилгаан сүлжээнд холбогдсон тул байшингийн эзэд өдрийн цагаар нарны эрчим хүчийг ашиглаж, шөнийн цагаар цахилгаан эрчим хүч авах боломжийг олгодог бөгөөд ихэвчлэн цэвэр тоолуураар (илүүдэл эрчим хүчийг сүлжээнд буцааж зарж зээлээр зардаг).
Сүлжээнээс гадуур нарны иж бүрдэл
Хэрэглээний үйлчилгээ эрхэлдэггүй газруудад (жишээ нь, алслагдсан кабин, ууланд байрлах) зориулагдсан эдгээр иж бүрдэлд эрчим хүчээ 24/7 ашиглах зориулалттай бат бөх батерей агуулсан. Хэмжээ нь өдөр тутмын хэрэгцээ шаардлагаас хамааран өөр өөр байдаг—500Вт (үндсэн гэрэлтүүлэг болон жижиг цахилгаан хэрэгслийн хувьд)-аас 5кВт+ хүртэл (хөргөгч, халаагуур, зурагт бүхий 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 бөгөөд эдгээр нь цахилгааны сүлжээнд шууд холбогдож, өдрийн оргил цагаар нарны эрчим хүчийг ашиглаж, харанхуй болсны дараа сүлжээнд тулгуурладаг. Олонхи нь цэвэр тоолууртай 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: Сарын 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 нутгаас жижиг 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 хэрэгтэй - 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 бөмбөрцөгөөс 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 (самбар байрлуулах хязгаарлалт), татварын хөнгөлөлт (жишээ нь, АНУ-ын 30% холбооны татварын хөнгөлөлт), хөнгөлөлт эсвэл урьдчилгаа зардлыг бууруулдаг хөнгөлөлт зэрэг 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 системүүд 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, зуслан, эсвэл сүлжээнээс гадуурх дуртай хүн болгонд ашиглах боломжтой болгодог.
Нарны технологи хөгжихийн хэрээр өндөр үр ашигтай хавтан, удаан эдэлгээтэй батерей, хямд өртөгтэй тул нарны эрчим хүчийг ашиглах сайхан 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 бүрдэлээр жижиг зүйлээс эхлэх эсвэл гэрийн системтэй хамт яваарай - нарны эрчим хүчийг ашиглахыг хүлээж байна.
