آموزش روش کارکرد محاسبات برق خورشیدی و سیستم پنل فتوولتائیک pv
در کشورها و نقاطی که منابع انرژی متداول موجود نیست، مجهز کردن خانه ها به انرژی خورشیدی بسیار اقتصادی است. برای این افراد انرژی خورشیدی یک انرژی کمکی به حساب نمی آید بلکه منبع اصلی است.
کلکتور های فتو ولتاییک انرژی نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. "صفحات پی وی" نام معمول برای کلکتور فتوولتاییک است. ترجمه فتوولتاییک به طور عامیانه "نور-الکتریسیته" است.
فتوولتاییک یعنی "نور-الکتریسیته". این ترکیب تشکیل شده از فتو که یعنی نور و ولتیک که یعنی جریان الکتریکی یا الکتریسیته.
صفحات پی وی (solar panels) ازقطعات کوچکتری به نام پنجره های خورشیدی (solar cells)ساخته شده اند. پنجره های خورشیدی، مانند باطری ها، هر کدام دارای ولتاژ(V) مشخص و آمپراژ (A) هستند. حاصل ضرب ولتاز در آمپراژ کل نیرو بر حسب وات(W) را می دهد.
ولت×آمپر=وات
V x A = W
باطری ها را می توان به شکل موازی یا سری بر حسب نیاز دستگاه به نیروی مشخص چید.
باطری ها به شکل موازی
در باطری های موازی آمپراژ جمع شونده(additive) و ولتاژ ثابت (constant)است. اگر باطری های ما هر یک 1.5 ولت و 1.8 آمپر هستند، پس:
A total = A1 + A2
A total = 1.8 A + 1.8 A = 3.6 A and
Power = 1.5 V x 3.6 A = 5.4 Watts
باطری ها به شکل سری
در باطری های عمودی ولتاز جمع شونده و آمپراژ ثابت است.
V total = V1 + V2
V total = 1.5 V + 1.5 V = 3.0 V and
Power = = 2.25 V x 1.8 A = 4.05 Watts
اگر بخواهیم نیروی کافی برای یک رادیوی 6 ولتی فراهم کنیم چند باطری لازم است و چگونه باید آنها را چید؟
پنجره ها یا صفحات خورشیدی به صورت موازی
در ترتیب عمودی آمپراژ جمع شدنی و ولتاژ ثابت است. اگر پنجره های ما هر یک 0.5 ولت و 0.5 آمپر باشد، پس:
A total = A1 + A2
A total = 0.1 A + 0.1 A = 0.2 A and
Power = 0.5 V x 0.2 A = 0.1 Watts
پنجره ها یا صفحات خورشیدی به صورت سری
در ترتیب عمودی ولتاژ جمع شدنی و آمپراژ ثابت است.
V total = V1 + V2
V total = 0.5 V + 0.5 V = 1.0 V and
Power = 1.0 V x 0.1 A = 0.1 watts
پنجره های خورشیدی بهم متصل و کنار هم در یک کلکتور چیده می شوند. برخی ازاندازه های استاندارد کلکتور ها 12 ولت در 24 ولت هستند.
برای ساختن یک کلکتور 12 ولتی به چند پنجره نیاز است و چگونه باید آنها را بهم متصل کرد؟
اگر شما دو کلکتور که هر کدام 12 ولت باشند داشته باشید، چند تا از آنها لازم دارید و چگونه آنها را متصل می کنید تا یک سیستم 24 ولتی بدست بیاورید؟
واژه گان" کلکتور خورشیدی" و" کلکتور فتوولتاییک" برای توصیف در دستگاه مختلف بکار می روند. به این صورت: کلکتور خورشیدی انرژی گرمایی خورشید را جذب و بکار می برد.
کلکتور فتوولتاییک انرژی نور را به انرژی الکتریکی منتقل می کند.
پنجره های خورشیدی دستگاه هایی هستند که انرژی نور را مستقیم به الکتریسیته منتقل می کنند و با تاثیر فتوولتاییک عمل می کنند. فتو یعنی نور و ولتاییک یعنی جریان الکتریکی یا الکتریسیته (نور-الکتریسیته). یک پنجره خورشیدی جریان مستقیم الکتریسته دی سی (DC) که می تواند موتورهای دی سی، لامپ ها و سایر وسایل را بکار بیندازد، را فراهم می کند. پنجره های خورشیدی همچنین می توانند باطری های قابل شارژ را شارژ کنند و بنابر این نیروی الکتریسیته را می توان برای زمانی که خورشید در دسترس نیست ذخیره کرد. این باطری های شارژ شده قابل حمل هستند و در همه جا و هر زمان می توانند قابل استفاده قرار گیرند.
پنجره های خورشیدی الکتریسیته دی سی را همانند باطری ها تهیه می کنند، گر چه باطری ها متفاوت عمل می کنند. عمکرد باطری ها بوسیله واکنش های الکتروشیمی است. این عمل بوسیله یک واکنش شیمیایی که درون باطری رخ می- دهد، جریان الکتریکی بوجود می آورد. وقتی شما یک دستگاه را به باطری وصل می کنید، عملیات آغاز می شود و الکترون ها به جریان می افتند که " گردش باطری" نامیده می شود. جریان مستقیم دی سی DC با جریان جایگزین ای سی ACکه در مصرف لوازم خانگی مانند یخچال، تلویزیون و دیگر وسایل استفاده می شود، متفاوت است اما بهرحال، دی سی DC می تواند در موقع نیاز به ای سی ACتبدیل شود.
پنجره های خورشیدی از نور، الکتریسیته دی سی تهیه می کنند. نور خورشید شامل ذرات انرژی است که فتون نامیده می شود و می تواند به انرژی الکتریسیته تبدیل شود. شما نمی توانید فتون ها را ببینید اما آنها به پنجره های خورشیدی تابیده و الکترون های آزاد تولید می کنند که درون سیم ها حرکت کرده و باعث جریان الکتریکی می شوند. در تصویر این جریان نشان داده شده: " گردش (مدار) کلکتور خورشیدی" . جریان الکتریکی، نیروی الکتریسیته است که نیروی گردش موتور را تامین می کند. اگرچه شما فتون ها را نمی بینید ولی نور را می بینید و می توانید تصور کنید که میزان تابش نور به کلکتورهای خورشیدی شما رابطه مستقیم با میزان فتونی که به آن تابیده می شود، دارد. هر چه میزان نور بیشتر است میزان فتون هایی که وارد کلکتورهای خورشیدی می شوند بیشتر و بنابراین نیروی حاصله بیشر است.
گردش مدار کلکتور خورشیدی
کلکتورهای خورشیدی انرژی گرما را از خورشید جذب می کنند. ما این گرما را انرژی گرمایی خورشیدی می نامیم. مثال ساده از یک کلکتور مانند یک جعبه است با دری شفاف مانند یک شیشه یا پلاستیک.
خورشید به شیشه می تابد و درون جعبه را گرم می کند. این نوع گرما مانند گرمایی که وارد یک ماشین پارک شده زیر نور آفتاب است. در بعضی مواقع درون جعبه را سیاه می کنند تا نور بیشتری جذب کند. گرمایی که درون جعبه جمع شده سپس می تواند به مصارف مختلفی برسد. بیشترین استفاده معمول از کلکتور های خورشیدی گرم کردن هوا و آب است.
سیستمی که از انرژی گرمایی خورشید برای گرم کردن هوا بکار می رود پیچیده نیست. یک در شیشه ای به جعبه نصب می شود. جعبه یک لوله وارد کننده هوای خنک دارد. هوای خنک می تواند بوسیله یک پروانه fan به درون جعبه فشرده شود. هوای خنک میان لوله وروی حرکت می کند. درون جعبه هوا در اثرانرژی خورشیدی که از تابش خورشید ناشی شده، گرم می شود. هر چه هوای خنک بیشتری به داخل جعبه وارد می شود، هوای گرم از طرف دیگر جعبه بوسیله لوله خروجی خارج می شود. این هوای گرم حالا می تواند فضایی مانند خانه شما را گرم کند. چندین سیستم بزرگ با استفاده از کلکتورهای خورشیدی روی سقف خانه نصب و یک اتاق را گرما می دهند. این هوای گرم در اتاق حالا بوسیله پنکه به دیگر نقاط خانه فرستاده و همه فضا را گرما می بخشد.
کلکتور هایی که برای گرم کردن آب طراحی می شوند بسیار شبیه به سیستم اولی گرمای هوا هستند. در یک مثال ساده، یک لوله در میان جعبه نصب می شود.
تابش خورشید هوای جعبه را گرم می کند. این گرما به لوله ها منتقل می شود و همینطور گرمای لوله ها به آب انتقال می شود. همزمان با وارد شدن آب گرم از طریق لوله ورودی به داخل جعبه، آب گرم از سوی دیگر توسط لوله خروجی خارج می شود. حالا ما می توانیم از این آب گرم برای حمام کردن یا دوش گرفتن استفاده کنیم.
این تصاویر تنها نمایش ساده ای از عملکرد ابتدایی این سیستم است. اما در عمل، آب درون کلکتور خورشیدی و گرم کننده های هوا می توانند بسیار پیچیده شوند.
کلیک کنید: فیلم آموزش طراحی سیستم برق خورشیدی
دانلود مستقیم :