Solární panely a jak na ně

Transkript

1 Solární panely a jak na ně POPIS Solární panel je tvořen z jednotlivých článků, které mění energii světla na energii elektrickou. Jednotlivé články se pak pro dosažení požadovaných parametrů mezi sebou propojují. Články jsou výrobně děleny na monokrystalické a polykrystalické, tyto pojmy si rozebereme později. Celková účinnost se v obou případech pohybuje kolem 17%. U panelů se udává jejich výstupní napětí a výkon, který jsou schopny v ideálním případě dodat. Ten nastává, pokud sluneční paprsky dopadají kolmo na panel, obloha je bez mraků atd. Poměrně nízká účinnost a citlivost na kvalitu slunečního světla má tedy za následek to, že stačí panel zastínit třeba rukou, zanést ho prachem, nebo napadaným listím a výkon jde poměrně rychle dolů. SPECIFIKACE Již jsme si říkali, že se pro dosažení požadovaných parametrů spojují články v solárním panelu, tak se také spojují do celků i celé solární panely. Mohou tedy takto dosáhnout vyššího napětí vyššího proudu nebo obou hodnot. Obvykle je vhodné počítat pro požadovaný výkon s jeho naddimenzováním alespoň o 30%. U panelů se udávají tyto parametry: Výkon udává, jaký výkon je panel schopný podávat Napětí naprázdno udává, jaké napětí se na svorkách panelu může objevit, pokud není panel zatížen (spotřebičem) Max napětí při plném výkonu udává, jaké napětí bude na svorkách panelu, pokud bude zatížen max. povoleným proudem Max proud při plném výkonu udává max. povolený odebíraný protékající proud Monokrystalický článek článek je tvořen na jednom velkém krystalu křemíku. Dosahuje nepatrně lepší efektivity (14 18 %) než polykrystalický, a to pouze, pokud má panel ideální orientaci ke slunci. Polykrystalický článek je složen z většího počtu článků, které jsou pak navzájem propojeny. Panel bývá světlejší a může být jakoby flekatý. Tento panel produkuje rovnoměrnější výkon, ale má nižší účinnost (asi %). Použijte je, pokud na něj slunce dopadá z různých směrů. Jak je vidět, solární panel je poměrně měkký zdroj tedy jeho výstupní napětí je závislé na odebíraném proudu. Proto je vhodné panely mezi sebou propojovat. To, jak se panely zapojí, a co to udělá, si ukážeme na další stránce. tel.: 421 (0) /5

2 1. ZAPOJENÍ PANELŮ Potřebuji zvýšit napětí: Je to stejné, jako když potřebujete zvýšit napětí baterií, zapojíte je za sebe. Tomuto zapojení se říká sériové. V tomto zapojení se sčítají napětí jednotlivých článků, proud se nemění. 12V 12V = 24V x 1A= 24W 24V/1A Potřebuji zvýšit proud: Pro zvýšení protékajícího proudu se baterie zapojují vedle sebe, tomuto zapojení se říká paralelní. V tomto zapojení se sčítají proudy jednotlivých článků, napětí se nemění. 1A 1A = 2A x 12V = 24W 12V/2A Potřebuji zvýšit napětí i proud: Pro zvýšení celkového napětí a protékajícího proudu se zapojí požadovaný počet panelů do setu a ten se pak násobí. Tomuto zapojení se říká sérioparalelní. V tomto zapojení se sčítají proudy i napětí jednotlivých setů. 12V 12V = 24V x 1A = 24W 12V 12V = 24V x 1A = 24W =24V 48W (2 x 24V/1A) tel.: 421 (0) /5

3 Solární regulátor, baterie, napěťový měnič Solární regulátor Jelikož je solární panel závislý na množství dopadajícího světla, je logické, že jeho výstupní hodnoty se mění. V případě noci solární panel negeneruje energii prakticky vůbec žádnou. Pokud vaše zařízení tedy nemá vlastní stabilizátor napětí, nebo je potřebujete napájet i v případě výpadku slunečního svitu, se používá solární regulátor. Ten v sobě obsahuje nabíječku obvykle olověných akumulátorů, svorky pro přivedení solárních panelů a výstupní svorky pro vaše spotřebiče. Po připojení tedy regulátor stabilizuje výstupní napětí a zároveň dobíjí akumulátor. V případě nízkého příkonu od solárních panelů (zataženo, noc atd.) přepne na provoz z baterie. Zároveň hlídá její stav, kdy v případě jejího vybití ji odpojí, aby nedošlo k Baterie Zde se používají nejčastěji olověné akumulátory, podobné jako například v automobilech. Jejich výhodou je vyšší odolnost pro vysoké odběry proudu, vysoký počet nabíjecích cyklů a v neposlední řadě i cena. ozdělují se podle napětí a kapacity. V solárních systémech se obvykle používají s napětím 12V, pro vyšší napětí a kapacity se skládají stejně jako solární články. Kapacita je udávána v Ah (ampérhodinách), tedy po jakou dobu je akumulátor schopen dodávat daný proud. Například akumulátor s kapacitou 12Ah je schopen dodávat 1A po dobu 12h, nebo 6A po dobu 2h. Napěťový měnič Napěťový měnič, jak již z názvu vyplývá, slouží ke změně napětí. Obvykle tedy z 12/24V napětí na 240 V jako je v zásuvkách. Tyto měniče se rozlišují ve výkonu, jaký jsou schopny dodat, a ve tvaru výstupního napětí tedy sinus nebo modifikovaný sinus. Měnič nezvládá ani krátkodobé přetížení nad stanovený výkon, el. ochrana rychle zasáhne a odstaví měnič z provozu. S touto vlastností musíte počítat např. při spouštění připojeného motoru. Sinus výstupní tvar napětí je sinusoida ( vlnky stejně jako v zásuvce), tyto měniče jsou dražší. Jejich výhoda je, že mohou napájet jakékoli zařízení / spotřebič. Modifikovaný sinus výstupní tvar připomíná spíše lichoběžníky. Tyto měniče jsou levnější, ale nesmí napájet induktivní zátěže jako motory, vrtačky, čerpadla, ledničky atd. tel.: 421 (0) /5

4 1. ZAPOJENÍ KOMPLETNÍHO SETU S O L Á N Í E G U L Á T O 240V 12V Typické zapojení solárního setu. Jsou uvedeny i směry toku energií. Měnič napětí se používá, pouze pokud vyžaduje vaše zapojení napětí 240Vac. tel.: 421 (0) /5

5 Otázky a odpovědi Jsou pro mé potřeby vhodné? Tento manuál se zabývá užitím panelů pro hobby/rekreakční užití nebo pro napájení drobných zařízení. Napájení domácnosti nebo prodej energie do distribučních sítí se konstruuje jinak a toto přenechejte firmám s patřičnou certifikací. Tedy pokud potřebujete mít elektrickou energii v karavanu, rekreační chatce, závoře u branky, samoobslužném skleníku atd. je tato technologie přímo pro vás. Jaké panely potřebuji? To se odvíjí od toho, jaký celkový výkon budete potřebovat. S nízkými požadovanými výkony (cca do 50W) je realizace snažší a často se obejdete i bez regulátorů. Pro výkony do cca 300W se stačí držet napětí 12V, vyšší příkony pak 24V. To je dáno tím, že při nízkém napětí a vysokém odběru protékají systémem velké proudy. Jaký solární regulátor potřebuji? Zde začněte podle toho, jakého napětí z panelů budete dosahovat. Měniče jsou obvykle určeny na provoz 12V nebo 24V, většina jich ale umožňuje provoz na obou napětích. Dalším parametrem je proud, který budete skrze měnič odebírat. Obvykle se pohybují v řádech 10, 20 a 50A. Sečtěte tedy všechny příkony, které bude regulátor napájet současně. Tedy např. světlo, televizi, nabíječku mobilního telefonu a notebooku. Výsledkem může být např. 60W 60W 5W 20W = 145W. Potřebujete tedy regulátor, který je schopen dodávat minimálně při 12V cca 12A, nebo při 24V cca 6A. Jaký akumulátor potřebuji? Spočítejte příkony všech zařízení a odhadněte čas, po který budou spuštěny. Vyjde vám např. 800W po dobu 4 hodin. Vydělte tedy 800W napětím, kterým jsou spotřebiče napájeny, v našem případě např. 12V. Vyjde vám 66,6 ampér, toto vynásobte časem u nás tedy 4 hodiny. Výsledek je 266,4Ah to je kapacita baterií, které budete potřebovat. Jaký měnič potřebuji? To se odvíjí od toho, jaké spotřebiče bude napájet. Sečtěte tedy všechny příkony, které bude měnič napájet současně. Opět například tedy světlo, televizi, nabíječku mobilního telefonu a notebooku. Výsledkem může být například 60W 60W 5W 20W = 145W, potřebujete tedy měnič, který je schopen dodávat minimálně 145W. U měničů doporučujeme opět počítat s rezervou a koupit silnější. tel.: 421 (0) /5