1) Как работают солнечные батареи?
Электричество — это просто электроны, протекающие по цепи. Но как солнечный свет заставляет электроны течь?
Эта короткая анимация показывает, как солнечный свет генерирует электричество внутри солнечной батареи:
Ботаники вроде меня знают это явление как «PV (фотогальваническое) эффект». Солнечная батарея представляет собой кремниевую пластину черного или синего цвета размером с подставку под пиво 🍺
💥слабые горизонтальные линии — это металлические «пальцы», которые собирают движущиеся электроны. Затем они доставляют их к более толстым вертикальным металлическим линиям, называемым «шинами». Шины собирают все электроны и соединяются со следующим солнечным элементом.
Стандартная солнечная панель для индивидуального пользования имеет около 60 ячеек мощностью примерно 6 Вт каждая, расположенных в виде матрицы 6 на 10. Каждая ячейка производит около 0,6 вольта и 10 ампер в ясную погоду.
💥Ячейки электрически соединены последовательно. Если одна ячейка становится грязной, то это ограничивает ток в каждой ячейке. Вот почему нужно содержать панели в чистоте.
В наши дни большинство панелей имеют конфигурацию «половина» (где ячейки, очевидно, разрезаны пополам). Сравните «стандартную» панель с половинчатой:
Пиковая мощность наиболее часто устанавливаемой панели в наши дни составляет 60 x 6,16 Вт = 370 Вт.
Если вы соедините 18 таких панелей вместе, у вас будет достаточно для солнечной системы мощностью 6,6 кВт (18 x 370 Вт = 6600 Вт = 6,6 кВт). Солнечные системы мощностью 6,6 кВт в настоящее время являются наиболее часто устанавливаемыми в частном доме.
2) Анатомия солнечной энергетической системы
Вот основные компоненты солнечной энергосистемы:
1️⃣ Солнечные фотоэлектрические (PV) панели Солнечные панели поглощают солнечный свет и генерируют электричество постоянного тока. Они делают это с помощью «фотогальванического эффекта», описанного выше.
2️⃣ Изолятор постоянного тока на крыше
Это переключатель, который может отключать панели от инвертора. Это был необходимый комплект в соответствии с австралийским стандартом (AS5033) — подробнее о «было» ниже. Это обычный выключатель.
Он нужен, чтобы пожарные могли отключить солнечную батарею от крыши. По иронии судьбы, изоляторы постоянного тока на крышах вызвали больше пожаров, чем что-либо еще. Это потому, что они как правило, устанавливаются на крыше. Если в них попадает вода, он может стать источником возгорания. К счастью, их наличие не обязательно и строго не регламентируется.
3️⃣ Изолятор постоянного тока инвертора
Это переключатель, который может отключать панели от инвертора, он находится рядом с инвертором. Удобно, если электрику нужно починить инвертор или обесточить систему по любой другой причине. Хорошие современные инверторы теперь поставляются со встроенным изолятором постоянного тока, который намного компактнее, подвергается меньшему риску плохого соединения или попадания воды.
4️⃣ Солнечный инвертор Это устройство берет «сырое» электричество постоянного тока с панелей и выдает электричество 220 В переменного тока;
По сути, это электронный преобразователь частоты и напряжения которые необходимы для освещения и бытовых приборов
5️⃣ Изолятор переменного тока
Этот переключатель может отключать 230 В переменного тока от инвертора, обесточивая и изолируя инвертор от сети. Если вам нужно выключить вашу солнечную систему, вы всегда должны сначала отключить изолятор переменного тока.
Ботанический факт: если ваш инвертор находится на расстоянии 3 метров от вашего распределительного щита, то вам не нужен изолятор переменного тока. В этом случае, инвертор можно безопасно обесточить с помощью автоматического выключателя на распределительном щите.
6️⃣ Коммутатор
Распределительный щит содержит выключатели для каждой цепи в доме. Это место, где сеть и ваш солнечный инвертор подключаются к вашему дому.
Нужно будет будет добавить здесь автоматический выключатель для инвертора. В идеале желательно установить и «монитор потребления».
Если ваш распределительный щит небольшой или старый, для установки системы солнечной энергии также может потребоваться новый распределительный щит.
7️⃣ Монитор потребления (необязательно, но настоятельно рекомендуется)
Солнечные инверторы, как правило имеют только «производственный мониторинг». Это показывает, сколько электроэнергии ваша система произвела в данный день. Монитор потребления — это небольшая коробка с электроникой, которая подключается к вашему распределительному щиту. Это дает вам полный «мониторинг потребления». Это означает, что вы сможете увидеть не только то, что произвела ваша солнечная система, но и то, что использовал ваш дом. Поверьте мне, вам нужен один из них, чтобы вы могли понять, насколько хорошо работает ваша система. Это также позволяет легко максимизировать экономию с помощью солнечной энергии, информируя вас о вашем индивидуальном графике потребления электроэнергии.
На этой анимации вверху максимально доходчиво показано как подсчитывается электроэнергия в единицах кВт/ч.