أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية

الألواح الشمسية لنظام الطاقة الشمسية السكنية

الألواح الشمسية هي الجزء الأساسي من توليد نظام الطاقة الشمسية المنزلية. يتمثل دور الألواح الشمسية في تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى كهرباء ثم تخزين التيار المباشر الناتج في البطارية الشمسية.

تعتبر الألواح الشمسية أحد أهم المكونات في توليد الطاقة بنظام الطاقة الشمسية المنزلي. يعد معدل التحويل وعمر الخدمة من العوامل المهمة لتحديد ما إذا كانت الخلية الشمسية لها قيمة استخدام.

تصميم الوحدة: تم تصميمها وفقًا للجنة الكهروتقنية الدولية IEC:1215:1993، يتم توصيل 36 أو 72 خلية شمسية من البولي سيليكون في سلسلة لتشكيل وحدات 12 فولت و24 فولت من أنواع مختلفة،  يمكن استخدام وحدة نظام الطاقة الشمسية في مختلف الأنظمة الكهروضوئية المنزلية ومحطات الطاقة الكهروضوئية المستقلة ومحطات الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة.

مميزات خامات نظام الطاقة الشمسية المنزلية:

البطارية: كفاءة عالية (16.5% أو أكثر) لحزمة الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة، لضمان توليد الطاقة الكافية للألواح الشمسية.

مخطط الألواح الشمسية لنظام الطاقة الشمسية المنزلي

الزجاج: زجاج مقوى منخفض الحديد (يُعرف أيضًا باسم الزجاج الأبيض)، بسمك 3.2 ملم، وله نفاذية ضوء تزيد عن 91% ضمن نطاق الطول الموجي للاستجابة الطيفية للخلايا الشمسية (320-1100 نانومتر)، وله انعكاس عالي للأشعة تحت الحمراء أكبر من 1200 نانومتر.

في الوقت نفسه، يمكن للزجاج أن يتحمل إشعاع الأشعة فوق البنفسجية من الشمس، ولا ينخفض ​​​​نفاذيةها.

EVA: يتم استخدام طبقة EVA عالية الجودة بسمك 0.78 مم مضاف إليها عامل مضاد للأشعة فوق البنفسجية ومضاد للأكسدة وعامل معالجة كمادة مانعة للتسرب للخلايا الشمسية وعامل توصيل بين الزجاج وTPT  لديها نفاذية عالية وقدرة مضادة للشيخوخة.

TPT: الغطاء الخلفي للخلية الشمسية، وهو عبارة عن طبقة بلاستيكية مفلورة، بيضاء اللون وتعكس ضوء الشمس، وبالتالي يتم تحسين كفاءة المكونات قليلاً. نظرًا لانبعاث الأشعة تحت الحمراء العالية، فإنه يمكنه أيضًا تقليل درجة حرارة العمل للمكونات، وهو ما يؤدي أيضًا إلى تحسين كفاءة المكونات.

وبطبيعة الحال، فإن الفيلم البلاستيكي المفلور لديه المتطلبات الأساسية لمقاومة الشيخوخة، ومقاومة التآكل ونفاذية الهواء كما هو مطلوب من قبل مواد تعبئة الخلايا الشمسية.

الإطار: يتمتع إطار سبائك الألومنيوم بقوة عالية ومقاومة قوية للتأثيرات الميكانيكية.

وهو أيضًا الجزء الأكثر قيمة من الطاقة الشمسية المنزلية.

ويتمثل دورها في تحويل قدرة إشعاع الشمس إلى طاقة كهربائية، أو إرسالها إلى بطاريات التخزين، أو لتعزيز العمل التحميل.

جهاز تحكم لنظام الطاقة الشمسية المنزلي

يتكون جهاز التحكم بالطاقة الشمسية لنظام الطاقة الشمسية المنزلي من وحدة معالجة مركزية مخصصة للمعالج، ومكونات إلكترونية، وشاشة عرض، وأنبوب طاقة تبديل، وما إلى ذلك.

الملامح الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية المنزلية

1. استخدام حاسوب صغير ذو شريحة واحدة وبرامج خاصة لتحقيق التحكم الذكي؛

2. التحكم الدقيق في التفريغ باستخدام تصحيح خصائص معدل تفريغ البطارية.

جهد التفريغ النهائي هو نقطة التحكم المعدلة بواسطة منحنى معدل التفريغ، مما يزيل عدم دقة التفريغ الزائد للتحكم في الجهد البسيط ويتوافق مع الخصائص المتأصلة للبطارية، أي أن معدلات التفريغ المختلفة لها جهد نهائي مختلف.

3. مع الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، والدائرة القصيرة الإلكترونية، وحماية التحميل الزائد، والتحكم الآلي الفريد في حماية الاتصال العكسي؛  الحماية المذكورة أعلاه لا تلحق الضرر بأي أجزاء، ولا تحرق التأمين؛

4. من خلال اعتماد الدائرة الرئيسية لشحن PWM التسلسلي، يتم تقليل فقدان الجهد لدائرة الشحن بمقدار النصف تقريبًا مقارنة بدائرة شحن الصمام الثنائي، وتكون كفاءة الشحن أعلى بنسبة 3%-6% من تلك الموجودة في غير PWM، وبالتالي زيادة وقت استهلاك الطاقة.  استرداد التفريغ الزائد لرفع الشحن، والشحن المباشر العادي، ووضع التحكم التلقائي في الشحن العائم لجعل النظام أطول عمر الخدمة؛ كما أن لديها تعويضًا عالي الدقة لدرجة الحرارة.

5. يشير أنبوب انبعاث ضوء LED البديهي إلى حالة البطارية الحالية، حتى يتمكن المستخدمون من فهم حالة الاستخدام؛

6. جميع عناصر التحكم عبارة عن شرائح من الدرجة الصناعية (فقط لوحدات التحكم من الدرجة الصناعية الأولى)، والتي يمكن أن تعمل بحرية في البيئة الباردة ودرجات الحرارة العالية والرطبة.

وفي الوقت نفسه، يتم استخدام التحكم في التوقيت البلوري، ويكون التحكم في التوقيت دقيقًا.

7. يتم إلغاء نقطة ضبط التحكم في ضبط مقياس الجهد، ويتم استخدام الذاكرة الإلكترونية لتسجيل جميع نقاط التحكم العاملة، وذلك لرقمنة الإعداد وإزالة العوامل مثل انحراف اهتزاز مقياس الجهد وانحراف درجة الحرارة التي تجعل نقاط التحكم ظهور أخطاء وتقليل الدقة والموثوقية؛

8. باستخدام شاشة LED الرقمية والإعدادات، يمكن للتشغيل بزر واحد إكمال جميع الإعدادات من  نظام الطاقة الشمسية المنزلي ، إن استخدام الدور المريح والبديهي للغاية هو التحكم في حالة عمل النظام بأكمله، وقد لعبت البطارية حماية الشحن، وحماية التفريغ الزائد.

في المكان الذي يوجد به اختلاف كبير في درجة الحرارة، يجب أن يكون لوحدة التحكم المؤهلة أيضًا وظيفة تعويض درجة الحرارة.

يجب أن تكون الوظائف الإضافية الأخرى مثل مفتاح التحكم في الضوء ومفتاح التحكم في الوقت اختيارية لوحدة التحكم.

بطارية الليثيوم الشمسية لنظام الطاقة الشمسية المنزلية

ويتمثل دور البطاريات في تخزين الكهرباء التي تولدها الألواح الشمسية عندما يكون هناك ضوء، وإطلاقها عند الحاجة.

شمسي   الليثيوم  البطارية هي تطبيق "بطارية" في توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، تستخدم بشكل أساسي بطارية الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة، وبطارية الرصاص الحمضية العادية، والبطارية الغروانية، وبطارية النيكل والكادميوم القلوية.

البطاريات الشمسية المحلية المستخدمة على نطاق واسع هي بشكل رئيسي: بطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة والبطاريات الغروية، وهذان النوعان من البطاريات، بسبب خصائصهما المتأصلة "صيانة مجانية" الخصائص وتلوث أقل للبيئة، ومناسبة جدًا للأداء الموثوق لأنظمة الطاقة الشمسية، وخاصة محطات العمل غير المراقبة.

العاكس  من  نظام الطاقة الشمسية المنزلي

عادة ما يكون الإخراج المباشر للطاقة الشمسية 12VDC، 24VDC و48VDC  من أجل توفير الطاقة الكهربائية لأجهزة 220VAC، من الضروري تحويل طاقة التيار المباشر الناتجة عن توليد الطاقة الشمسية المنزلية إلى طاقة كهربائية تعمل بالتيار المتردد. ولذلك، هناك حاجة إلى العاكس DC-AC.