I. A napelemes energiaellátó rendszer felépítése
A napelemes rendszer napelemcsoportból, napelemes vezérlőből és akkumulátorból (csoportból) áll. Ha a kimeneti teljesítmény AC 220V vagy 110V, és a hálózat kiegészítéseként, akkor az invertert és a hálózat intelligens kapcsolóját is konfigurálni kell.
1.Napelemes tömb, azaz napelemek
Ez a napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszer legfontosabb része, fő szerepe a napfotonok elektromos árammá alakítása, ezáltal elősegítve a terhelés működését. A napelemek monokristályos szilícium napelemekre, polikristályos szilícium napelemekre és amorf szilícium napelemekre oszthatók. A monokristályos szilícium cellák robusztusabbak, hosszú élettartamúak (általában akár 20 év) és magas fotoelektromos konverziós hatásfokkal rendelkeznek, aminek eredményeként a leggyakrabban használt akkumulátorrá váltak.
2.Napelemes töltésvezérlő
Fő feladata a teljes rendszer állapotának szabályozása, miközben védő szerepet játszik az akkumulátor túltöltése és túlmerülése ellen. Különösen alacsony hőmérsékletű helyeken hőmérséklet-kompenzációs funkcióval is rendelkezik.
3.Napelemes mélyciklusú akkumulátorcsomag
Ahogy a neve is sugallja, az akkumulátor az elektromos áram tárolására szolgál, főként napelemes átalakítással állítják elő az elektromos áramot, általában ólom-savas akkumulátorok, amelyek sokszor újrahasznosíthatók.
A teljes felügyeleti rendszerben egyes berendezéseknek 220 V-os, 110 V-os váltakozó áramot kell biztosítaniuk, és a közvetlen napenergia-kimenet általában 12 VDC, 24 VDC, 48 VDC. Tehát a 22 VAC, 11 OVAc berendezések áramellátásához a rendszert DC/AC inverterrel kell ellátni, hogy a napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszer egyenáramot váltóárammá alakítson.
Másodszor, a napenergia-termelés elve
A napenergia-termelés legegyszerűbb elve az, amit kémiai reakciónak nevezünk, vagyis a napenergia átalakítása elektromos árammá. Ez az átalakítási folyamat a napsugárzás fotonjainak félvezető anyagon keresztüli elektromos energiává alakítása, amit általában „fotovoltaikus hatásnak” neveznek, a napelemeket pedig ennek a hatásnak a felhasználásával állítják elő.
Mint tudjuk, amikor a napfény megvilágítja a félvezetőt, egyes fotonok visszaverődnek a felületéről, a többit vagy elnyeli a félvezető, vagy átengedi, amelyet aztán a fotonok elnyelnek. Természetesen néhány foton felmelegszik, más fotonok pedig ütköznek a félvezetőt alkotó atomok vegyértékelektronjaival, így elektron-lyuk párt hoznak létre. Ily módon a nap energiája elektron-lyuk párok formájában elektromos energiává alakul, majd a félvezető belső elektromos mezőjének reakcióján keresztül bizonyos áramerősség keletkezik. Ha az akkumulátor félvezetőjének egy darabját különböző módon összekapcsolják, több feszültséget generálnak, így kimeneti teljesítményt kapnak.
Harmadszor, a német lakossági napkollektoros rendszer elemzése (további képek)
A napenergia hasznosítása szempontjából általában vákuumos üvegcsöves napkollektoros vízmelegítőket szerelnek fel a tetőre. Ezt a vákuumos üvegcsöves napkollektoros vízmelegítőt alacsonyabb eladási ár és egyszerűbb szerkezet jellemzi. Azonban a víz hőátadó közegként való használata a napkollektoros vízmelegítőkben a felhasználó használati idejének növekedésével a vákuumos üvegcsőben a víztároló falának belsejében vastag vízkőréteg képződik. Ez a vízkőréteg csökkenti a vákuumos üvegcső hőhatásfokát. Ezért az ilyen gyakori vákuumcsöves napkollektoros vízmelegítőknél néhány évente el kell távolítani az üvegcsövet, és bizonyos intézkedéseket kell tenni a cső belsejében lévő vízkő eltávolítására. De erről a folyamatról a legtöbb átlagos otthoni felhasználó alapvetően nincs tudatában. A vákuumos üvegcsöves napkollektoros vízmelegítők vízkőproblémáját illetően, hosszú használat után a felhasználók túl nehézkessé válhatnak a vízkő eltávolításával, de továbbra is beérik a készülékkel.
Ezenkívül télen az ilyen típusú vákuumos üvegcsöves napkollektoros vízmelegítők, mivel a felhasználók félnek a téli hidegtől, ami a rendszer befagyásához vezethet, a legtöbb család alapvetően a napkollektoros vízmelegítőt használja víztározásra, előre kiürítve a vizet, télen pedig már nem használja a napkollektoros vízmelegítőt. Továbbá, ha az ég sokáig nem világos, az szintén befolyásolja ennek a vákuumos üvegcsöves napkollektoros vízmelegítőnek a normál használatát. Sok európai országban viszonylag ritka az ilyen típusú, vizet hőátadó közegként használó napkollektoros vízmelegítő. A legtöbb európai országban a napkollektorok belső hőátadó közege alacsony toxicitású propilénglikol fagyálló. Ezért az ilyen típusú napkollektoros vízmelegítő nem használ vizet, télen, amíg süt a nap, használható, nincs téli fagyveszély. Természetesen, ellentétben a háztartási egyszerű napkollektorokkal, ahol a rendszerben lévő víz közvetlenül a felmelegítés után felhasználható, az európai országokban a napkollektoros vízmelegítőkhöz egy hőcserélő tartály beépítése szükséges a beltéri gépházban, amely kompatibilis a tetőre szerelt napkollektorokkal. A hőcserélő tárolótartályban propilénglikol hővezető folyadékot használnak arra, hogy a tetőre szerelt napkollektorok által elnyelt napsugárzás hőjét a spirális korong alakú rézcső radiátoron keresztül a tárolótartályban lévő víztestbe juttassa, így biztosítva a felhasználók számára a használati meleg vizet, illetve a beltéri alacsony hőmérsékletű melegvizes sugárzó fűtési rendszerhez, azaz padlófűtéshez szükséges meleg vizet. Ezenkívül az európai országokban a napkollektoros vízmelegítőket gyakran más fűtési rendszerekkel, például gázbojlerekkel, olajkazánokkal, talajszondás hőszivattyúkkal stb. kombinálva is használják, hogy biztosítsák az otthoni felhasználók napi melegvíz-ellátását és -felhasználását.
Német magánlakóházak napenergia-hasznosítása – síkkollektoros képrészlet
2 síkkollektor telepítése a kültéri tetőre
2 sík napkollektor kültéri tetőre telepítése (szintén látható, parabolikus, pillangó alakú műholdas TV-jel vevőantenna a tetőn)
12 síkkollektor telepítése a kültéri tetőre
2 síkkollektor telepítése a kültéri tetőre
2 sík napkollektor kültéri tetőre történő telepítése (szintén látható, a tető felett, tetőablakkal)
Két sík napkollektor kültéri tetőre telepítése (látható, a tetőre szerelt parabolikus pillangó műholdas TV jel vevőantennája is; a tető felett egy tetőablak található)
Kilenc síkkollektor kültéri tetőre telepítése (szintén látható, a tetőn elhelyezett parabolikus pillangó műholdas TV-jel vevőantenna; a tető felett hat tetőablak található)
Hat sík napkollektor kültéri tetőre telepítése (a tető felett 40 napelemes fotovoltaikus áramtermelő rendszer paneljének telepítése is látható)
Két sík napkollektor kültéri tetőre telepítése (a tetőn parabolikus pillangó műholdas TV jel vevőantennája is látható; a tető felett tetőablak található; a tető felett 20 napelemes fotovoltaikus áramtermelő rendszer panel telepítése)
Kültéri tető, síklemezes napkollektorok telepítése, építési terület.
Kültéri tető, síklemezes napkollektorok telepítése, építési terület.
Kültéri tető, síklemezes napkollektorok telepítése, építési terület.
Kültéri tető, síklemezes napkollektor, részleges közeli kép.
Kültéri tető, síklemezes napkollektor, részleges közeli kép.
A ház tetején síkkollektorok és napelemek találhatók a napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszerekhez; a ház alsó részének alagsorában található gépészeti helyiségben gáztüzelésű melegvíz-kazánok és integrált hőcserélő melegvíz-tároló tartályok, valamint „inverterek” a napelemes energiatermelő rendszerek egyen- és váltóáramának cseréjéhez, valamint egy vezérlőszekrény a kültéri közüzemi elektromos hálózathoz való csatlakozáshoz stb.
A beltéri melegvíz-igény a következők: használati melegvíz a mosdónál; padlófűtés - padlófűtés és hőátadó víz az alacsony hőmérsékletű melegvizes felületfűtési rendszerben.
A tetőn 2 síkkollektor található; beltérben egy falra szerelt gáztüzelésű melegvíz-kazán; egy átfogó hőcserélő melegvíz-tároló tartály; valamint a síkkollektor-rendszerben a melegvíz-csövek (piros), a visszatérő vízcsövek (kék), a hőátadó közeg áramlásszabályozó berendezései, továbbá egy tágulási tartály.
A tetőn 2 síkkollektor-csoport található; beltéren falra szerelt gáztüzelésű melegvíz-kazán; beépített hőcserélő melegvíz-tároló tartály; valamint a síkkollektor-rendszerben elhelyezett melegvíz-csövek (piros), visszatérő vízcsövek (kék), és hőátadó közeg áramlásszabályozó berendezések stb. Melegvíz-felhasználás: használati melegvíz-ellátás; fűtési melegvíz-ellátás.
8 síkkollektor található a tetőn; egy gázkazán az alagsorban; egy átfogó hőcserélő melegvíztároló; valamint a támogató melegvíz-csövek (piros) és visszatérő vízcsövek (kék). Melegvíz-felhasználás: fürdőszoba, arcmosó, fürdő használati meleg víz; konyhai használati meleg víz; fűtési hőátadás meleg víz.
A tetőn 2 síkkollektor található; beltérben egy integrált hőcserélő melegvíz-tároló; valamint a melegvíz-csövek (piros) és a visszatérő vízcsövek (kék). Melegvíz-felhasználás: fürdőszobai használati melegvíz; konyhai használati melegvíz.
