ソーラーパネルの使用に関する基本原則。スキーム、説明

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ソーラーパネルの使用に関する基本原則。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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現在、太陽電池（バッテリーに接続された太陽電池）、バッテリー、およびDCからACへの電流変換器（インバーター）デバイスから直接構成される、代替太陽エネルギー供給用のデバイスを独立して組み立てることができます。したがって、家庭に主電源電圧 220 V の代替電源を用意する必要があります。１．１に太陽光電源装置のブロック図を示す。

ソーラーパネルアプリケーションの基本原則
図1.1。太陽光発電装置のブロック図。

提示された図によると、消費者にとって有効な電力 (およびその意味) は、デバイスの各要素の電力に依存します。

太陽電池とその個々の要素の主な価格決定要因も、有効電力 (電圧と出力電流) です。たとえば、今日、公称電圧180 V、有効電力12 WのTSM-12（180）タイプの完成した太陽電池のコストは、27...29千ルーブルになります。最新の電気ケトルを確実に動作させるには、約 2 kW、つまり少なくとも 11 個のバッテリーが必要となるため、現在では、ソーラーパネルに基づく電源に加えて、他の代替電源が積極的に使用されています。風の運動エネルギーを電流に変換する風力発電機については、第 2 章で説明します。

1 kWの容量を持つソーラーパネルは、今日の価格は約180万ルーブルです。

比較のために、ディーゼル発電機が 1 kWh の電力を生成するには、最大 0,33 リットルのディーゼル燃料が必要です。燃料費が 18 ルーブル/リットルの場合、燃料費は約 6 ルーブル/kWh になります。 PCシステムユニットに匹敵するサイズのこのような発電機は15ルーブルで購入できます。あなた自身の結論を導き出してください。

ほとんどの太陽電池は高価なシリコンから作られています。その結果、太陽光パネルで生成される電気のコストが高くなります。ただし、将来的には状況が変わる可能性があります。 10年後には、太陽の助けを借りて抽出されたエネルギー資源が、石炭、天然ガス、核燃料の助けを借りて生産されたエネルギー資源よりも50％低い価格で販売されると想定されています。

シリコンの経年劣化により、太陽電池パネルは年間で元の容量の最大 1,5% を失います。太陽電池の製造時に欠陥があった場合、数か月、場合によっては数年後に欠陥が現れることもあります。そのため、「安い」ソーラーパネルを購入すべきではありません。結果的に非常に高価になる可能性があるからです（守銭奴は二度、三度支払うことになります）。それにもかかわらず、太陽光パネルの反対者と支持者には多くの意見や考慮事項があり、おそらくすべての紛争当事者が団結している唯一のことは、デバイスの代替電源として太陽エネルギーを使用することが非常に正当であり、非常に重要であるということです。有望な。

比較的低い出力電力を考慮すると、XNUMX つの太陽電池のみをベースにした電源は満足のいくものとは言えません。したがって、十分な経済的余裕のある消費者は、ソーラーパネルをモジュールに接続し、バッテリー充電制御装置や強力なエネルギーコンバーターでそれらを補います。この形式では、システムはすでに家（コテージ）に無停電電源を提供できますが、最終的には費用は数十万ルーブルに相当します。

図上。 1.2 は、家庭用の強力な電源の太陽電池モジュールの図を示しています。

ソーラーパネルアプリケーションの基本原則
図1.2。家庭用の強力な電源の太陽電池モジュールのビュー

もちろん代替エネルギー源は未来だと信じています。太陽電池は年々「安く」なり、消費者にとって嬉しいことに、その有用な電力は増加します。現在、ソーラーパネルは、携帯電話やその他の家庭用電化製品の低電力充電器として広く使用されています。

太陽電池を使用する主な欠点は、通常、その電源である太陽への依存と呼ばれます。そのため (図 1.1 を参照)、代替電源システムには強力なバッテリーが備えられており、夜間など太陽エネルギーが弱まるときに負荷に電流を「供給」します。

重要な要素は、太陽光が太陽電池 (PVC) の表面に 90 °、つまり垂直に当たるときに、ソーラーパネルの最大の利点 (効率) が得られるという事実です。他の場合（ご存知のとおり、地球は常に太陽の周りを回っています）、太陽光線の入射角とその反射が変化すると、晴天時でもバッテリー効率が多少低下します。

晴天時には、平均 1 W の太陽光エネルギーが地表 2 平方メートルに降り注ぎます。土地の位置によっては、曇天時の曇りにより太陽エネルギーの供給が偏り、年間1000～320日太陽が当たる場所もあれば、全く太陽が当たらない場所もあります。これに基づいて、それぞれの具体的なケースにおけるそれらの適用の有効性を計算する必要があります。

これを助けるために、テーブル1.1 は、ロシアの一部の都市の日射量の受信に関する情報を提供します。この表は NASA 衛星からのデータに基づいています。

モスクワの緯度では、晴れた日には、3平方メートルあたり約1kW/hの太陽エネルギーが供給されます。テーブル内。 2 は、緯度に関連した総日射量に関する情報を提供します (他の都市の太陽エネルギーを近似的に計算するために使用できます)。

表 1.1. 一部の都市での太陽放射の入射

ソーラーパネルアプリケーションの基本原則

*K-モスクワに関連する全日射係数。

表 1.2. 異なる緯度における総日射量

ソーラーパネルアプリケーションの基本原則

著者：カシュカロフA.P.

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