Constructia sistemului fotovoltaic de generare energie electrica

Vezi cum a început totul

În această am să descriu sistemul de producere a energiei electrice cu ajutorul panourilor fotovoltaice pe care îl folosesc.

Deși schema pare complicată la prima vedere ea poate fi structurata în câteva zone distincte:

Zona de producere a curentului continuu. Aceasta este alcătuită din grupul de panouri fotovoltaice (1) și regulatorul de încărcare (2). Grupul de panouri este alcătuit din 5 perechi de panouri mono-cristaline. Fiecare dintre panouri are 12v și puterea nominală de 90W după stabilizare (la început panourile dau cam 100W puterea scade în timp, fiind totuși garantate 35 de ani să nu scadă sub 90W). Vestea bună este că prețul panourilor fotovoltaice tinde să scadă. Fiecare pereche produce 24V care este tensiunea nominală a sistemului. Trebuie precizat însă ca puterea de 90W se obține numai în condițiile de iluminare maximă când razele soarelui cad perpendicular pe suprafața panoului. Simplu fapt că panourile produc curent și în condiții de iluminare slabă nu ne ajută prea mult., pentru că cu 1A (~24W) sau 0,1A (~2,4W) nu prea avem ce face. Grupul de panouri poate produce deci cam 900W într-o oră cu iluminare corespunzătoare. Mulți confundă această putere cu puterea nominală. Să nu uităm însă faptul că poziția soarelui se schimbă, mai apar și nori, mai vine noaptea, astfel că în 24 de ore în loc de 24x900W=21,9 KW avem în jur de până la 3KW pe zi în lunile de vară și între 1KW și 0KW pe zi în Decembrie-Ianuarie. În sezonul rece cam pe la ora 16 soarele trece pe partea cealaltă a casei deci panourile nu mai produc energie deloc. La un consum de 2-3 KW pe zi, fără generatorul eolian se prefigurează deja nevoia unor surse auxiliare de energie necesare în anotimpul rece. În timpul verii însă producția de energie depășește capacitatea de înmagazinare a bateriilor. Pentru ca acestea sa nu se deterioreze prin supraîncărcare, este nevoie de un dispozitiv care sa reducă curentul de încărcare. Aici intervine regulatorul de încărcare (2). Acesta stabilește care e curentul optim de încărcare și oprește încărcarea în momentul în care bateriile sunt complet încărcate.

Zona de stocare a energiei electrice. Această zonă este alcătuită din grupul de baterii (3) și sistemul de protecție (TD1). Grupul de baterii este alcătuit din 3 perechi de baterii cu gel (baterii cu regimuri de încărcare-descărcare foarte lente). Fiecare baterie este de 12V cu o capacitate de 200Ah. Bateriile sunt înseriate câte 2 pentru a realiza tensiunea nominală a sistemului de 24V. Cele trei perechi în paralel pot înmagazina 600Ah (cam 10 aparate de sudură puternice). De aceea a fost introdus grupul de protecție (TD1) compus din trei siguranțe cu mare putere de rupere de 160A. Bateriile sunt garantate cam la 15 ani de funcționare la descărcare de până la 90%. Dacă bateriile sunt descărcate complet de fiecare dată durata de viața poate scădea și la 1 an. De aceea încerc să țin bateriile Ia o încărcare de 80-90% și mă aștept la o durată de funcționare de ~12 ani. O dată pe lună este recomandat să fie încărcate până la 100%. Vestea proastă este că prețul bateriilor tinde să crească iar vestea bună este ca apar noi modalități de a stoca energia electrică, cum ar fi pilele cu hidrogen acestea însă au un preț prohibitiv.

Zona de producere a curentului alternativ. Consumatorii obișnuiți din Europa sunt alimentați cu curent alternativ la o tensiune între 220V- 240V 50 Hz în funcție de cât de departe sunt de transformatorul de joasă tensiune ce alimentează imobilul respectiv. De aceea sunt dimensionați pentru o tensiune de 230V la o frecvență de 50Hz. Pentru aceasta folosim invertorul (4) de 3000VA la 24Vcc care produce o tensiune de 230V la 50Hz sinusoidă pură (acest tip de invertor deși mai scump favorizează randamente maxime pentru consumatori, foarte util în perioadele mai sărace în energie fotovoltaică).

Zona auxiliară de energie. Pentru situațiile în care soarele lipsește mai mult timp sistemul a fost prevăzut cu un modul (TD3) prin care sistemul poate prelua energie din surse externe cum ar fi un generator standard (6) sau orice alta sursa de curent de 220V 50 Hz. (7). Această energie poate fi folosită pentru a încărca bateriile prin intermediul încărcătorului (5) cu max 30A (24V) respectiv ~800W (220V) . Funcționarea în două faze este utilă în cazul în care energia este luată de la un generator pentru a nu cupla sarcina maximă. Încărcătorul are rolul și de regulator de încărcare acesta reglează curentul pe toată perioada încărcării. Curentul este mai mare la începutul încărcării și scade spre 0 în momentul în care bateriile sunt încărcate. Sistemul poate fi cuplat și direct la sursa auxiliară de energie prin intermediul comutatorului (11) din tabloul (TD4).

Imaginile echipamentelor folosite

Anunt

Vrei să-ți crești afacerea și să-ți păstrezi clienții alege: "Biroul Viitorului" de la DynamiXRM Dynamics 365 CRM + Office 365