Автономная солнечная энергосистема для нагрева, охлаждения и кондиционирования воздуха

avtonomnaya-sistema_1Автономная солнечная энергосистема на основе инновационного инвертора с двумя выходами обеспечивает гибкость в работе различных потребителей переменного тока как с аккумуляторными батареями, так и без них.

В связи с быстрым расширением возобновляемых источников энергии, некоторые участки электросети больше не могут вместить дополнительную солнечную электроэнергию. Гавайи завершили свою программу развития солнечной энергетики в 2015 году, и электроэнергетические компании ввели ограничения, чтобы избежать нагрузок солнечной электроэнергии на сеть. В апреле ISO Калифорнии потребовала временно закрыть некоторые крупные солнечные электростанции, чтобы избежать нестабильности сети. Автономная солнечная энергосистема все больше становится хорошим вариантом для таких рынков как подготовка горячей воды и питание систем охлаждения.

Нагрев воды, охлаждение и кондиционирование воздуха имеют важное значение в повседневной жизни. Мы часто не понимаем, что на них приходится до 50% электроэнергии, потребляемой в домашнем хозяйстве. Используя автономную солнечную электроэнергию для этих аспектов, можно компенсировать большую часть затрат по электрообеспечению домохозяйства.

 Традиционный дизайн автономной системы

Традиционная автономная система производства и подачи солнечной электроэнергии, как показано на рисунке 1, включает в себя несколько солнечных батарей, соединенных последовательно и / или параллельно для подачи постоянного тока на контроллер заряда, который затем заряжает аккумуляторную батарею. Инвертор забирает постоянный ток из батареи и подает напряжение переменного тока потребителям. Аккумуляторная батарея является центральной частью этой системы и всегда в работе, даже когда светит солнце. Она должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить подачу электроэнергии потребителям в течение дня и ночи. Такая постоянная работа приводит к износу, который сокращает срок службы батареи.avtonomnaya-solnechnaya-energosistema_2

Хранение солнечной электроэнергии без аккумуляторных батарей

Вместо того чтобы хранить электроэнергию в аккумуляторных батареях, есть еще один вариант для хранения солнечной электроэнергии в виде горячей воды. На рисунке 2 показан автономный солнечный инвертор на 1,2 кВт, соединенный с нижним нагревательным элементом водонагревателя, при этом солнечная электроэнергия подается для нагрева горячей воды непосредственно от солнечных батарей. Для такой системы аккумуляторные батареи не требуются. Температура для нижнего нагревательного элемента может быть установлена значительно выше, чем для верхнего. Это не даст возможности включиться верхнему элементу, который питается от сети, до тех пор, пока большое количество горячей воды не будет использовано в течение короткого времени. Горячая вода всегда будет в наличие, так как электроэнергия, поступающая из сети, сможет быстро нагреть воду через верхний нагревательный элемент.avtonomnaya-solnechnaya-energosistema_4

Кроме того, уникальная конструкция инвертора CyboInverter, как показано на рисунке, позволяет непосредственно подключаться к четырем солнечным батареям на 250 — 320 Вт, в то время как традиционный микроинвертор устанавливается только на одной батарее. Таким образом, один инвертор CyboInverter на 1,2 кВт может обеспечить достаточным количеством горячей воды семью из двух человек. Кроме того, два инвертора CyboInverter, соединённые последовательно, можно подключить к восьми солнечным батареям и обеспечивать достаточным количеством горячей воды семью их четырех-пяти человек.

Это самый простой способ хранения солнечной электроэнергии в виде горячей воды без использования аккумуляторных батарей. Он позволит уменьшить счета за электричество и решить проблему нестабильности сети. Такая система, кроме того, более рентабельная, чем установка солнечных термоколлекторов на крыше, так как в ней нет движущихся частей, и она подходит для холодных климатических условий, где вода в коллекторах может замерзнуть.

Один инвертор как для нагрева воды, так и для системы охлаждения

Поскольку нагревательный элемент является резистивной нагрузкой, а холодильный компрессор требует много электроэнергии для запуска, то автономному инвертору очень трудно эффективно и продуктивно работать с этими обоими типами нагрузки. На рисунке 3 показан автономный инвертор с двумя выходами, который может подавать питание переменного тока через автономный выходной порт 1 или 2 для нагрева воды или охлаждения соответственно.avtonomnaya-solnechnaya-energosistema_0

Автономная солнечная электростанция для нагрева и охлаждения, показанная на рисунке 4, оснащена двумя инверторами с двойными выходами, где основной инвертор последовательно связан с подчиненным устройством и образовывает систему на 2,4 кВт. Четыре солнечные батареи на 300 Вт подключаются к четырем входным каналам двух инверторов. Аккумуляторная батарея на 48 вольт подключается к остальным четырем входным каналам параллельно, чтобы обеспечить достаточную ударную мощность для запуска компрессора кондиционера воздуха или холодильника. Аккумуляторная батарея может также обеспечивать питание всей системы в ночное время. Для переключения между двумя режимами автономной работы система может быть дополнительно оснащена переключателями автоматическими, ручными или дистанционно управляемыми в системе контроля оборудования через Интернет IoT.avtonomnaya-sistema_4

В первом автономном режиме система собирает электроэнергию от солнечных батарей и подает питание через выходной порт 1 (левая сторона) инвертора на одноэлементный или двухэлементный электрический водонагреватель или комнатный обогреватель. Мощность солнечной электроэнергии не обязательно должна соответствовать потребляемой мощности всех потребителей, так как инверторы не пытаются регулировать выходное напряжение. В этом случае автономные инверторы всегда будут работать с MPPT поддержкой для каждой солнечной батареи для получения максимальной выработки. Подключенные аккумуляторные батареи, как правило, находятся в режиме ожидания, так как нет необходимости подавать электроэнергию аккумуляторной батареи на электрический водонагреватель.

Во втором автономной режиме система может питать лампы, вентиляторы, ПК, зарядные устройства для телефонов и холодильник через выходной порт 2 (правая сторона) инвертора. В этом режиме аккумуляторная батарея на 48 вольт играет важную роль, поскольку она обеспечивает необходимую мощность постоянного тока для инверторов, чтобы сгенерировать ударную мощность для запуска компрессора холодильника. После запуска холодильника требуемая мощность переменного тока значительно снизится. Если солнечная электростанция обеспечивает достаточную мощность, чтобы инверторы могли запустить холодильник, то инверторам будет уже не нужно тянуть питание от аккумуляторной батареи. Тем самым обеспечивается более длительный срок службы батареи. Также система может работать с новыми тиками кондиционеров, которым требуется гораздо меньшая ударная мощность, чем для традиционных кондиционеров.

По сравнению с традиционными автономными солнечными электросистемами, описанная автономная солнечная энергетическая система с двумя выходами имеет много возможностей и преимуществ, включая:

  • Не требует аккумуляторные батареи для нормальной работы,
  • Два выхода переменного тока обеспечивают автономное отопление, охлаждение и кондиционирование воздуха,
  • MPPT на уровне солнечной батареи обеспечивает максимальное производство солнечной электроэнергии,
  • Нет высокого напряжения или высокого постоянного тока, что обеспечивает искробезопасность системы,
  • Гибкость при создании больших микросетей с помощью нескольких инверторов,
  • Экономическая эффективность и простота при монтаже и обслуживании.

Источник: http://www.solarpowerworldonline.com/2016/10/off-grid-solar-power-system-heating-cooling-refrigeration/

Купить солнечные батареи Николаев – Херсон – Одесса – Киев

Написать нам