Detalhes sobre o princípio de funcionamento do sistema de fornecimento de energia solar fotovoltaica e do sistema coletor solar

I. Composição do sistema de fornecimento de energia solar

O sistema de energia solar é composto por um conjunto de células solares, um controlador solar e uma bateria (grupo). Se a potência de saída for CA 220 V ou 110 V e para complementar a rede elétrica, também é necessário configurar o inversor e o comutador inteligente da rede elétrica.

1.Conjunto de células solares que são painéis solares

Esta é a parte mais central do sistema de geração de energia solar fotovoltaica. Sua principal função é converter fótons solares em eletricidade, promovendo o funcionamento da carga. As células solares são divididas em células de silício monocristalino, células solares de silício policristalino e células solares de silício amorfo. As células de silício monocristalino, em comparação com os outros dois tipos, são robustas, têm longa vida útil (geralmente até 20 anos) e alta eficiência de conversão fotoelétrica, tornando-se a bateria mais utilizada.

2.Controlador de carga solar

Sua principal função é controlar o estado de todo o sistema, protegendo a bateria contra sobrecarga e descarga excessiva. Em locais com temperaturas particularmente baixas, ele também possui uma função de compensação de temperatura.

3.Pacote de bateria solar de ciclo profundo

Bateria, como o nome indica, é o armazenamento de eletricidade, que é armazenada principalmente pela conversão de eletricidade do painel solar, geralmente baterias de chumbo-ácido, que podem ser recicladas muitas vezes.

Em todo o sistema de monitoramento, alguns equipamentos precisam fornecer energia de 220 V e 110 V CA, e a saída direta de energia solar é geralmente de 12 VCC, 24 VCC e 48 VCC. Portanto, para fornecer energia aos equipamentos de 22 VCA e 110 VCA, o sistema deve ser alimentado por um inversor CC/CA, e o sistema de geração de energia solar fotovoltaica converterá a energia CC em CA.

Em segundo lugar, o princípio da geração de energia solar

O princípio mais simples da geração de energia solar é o que chamamos de reação química, ou seja, a conversão da energia solar em eletricidade. Esse processo de conversão consiste na passagem dos fótons da radiação solar através do material semicondutor para energia elétrica, geralmente chamado de "efeito fotovoltaico". As células solares são fabricadas utilizando esse efeito.

Como sabemos, quando a luz solar incide sobre um semicondutor, alguns fótons são refletidos na superfície, enquanto o restante é absorvido pelo semicondutor ou transmitido por ele, sendo absorvido pelos fótons. Naturalmente, alguns fótons se aquecem e outros colidem com os elétrons de valência atômicos que compõem o semicondutor, produzindo assim um par elétron-buraco. Dessa forma, a energia solar, que produz pares elétron-buraco, é transformada em energia elétrica e, em seguida, através da reação do campo elétrico interno do semicondutor, produz uma determinada corrente. Se um pedaço da bateria semicondutora for conectado de várias maneiras, ele forma múltiplas tensões de corrente, gerando assim potência.

Terceiro, a análise do sistema coletor solar residencial alemão (mais fotos)

Em termos de utilização de energia solar, é geralmente comum instalar um aquecedor solar de água com tubo de vidro a vácuo no telhado. Este aquecedor solar de água com tubo de vidro a vácuo é caracterizado por um preço de venda mais baixo e uma estrutura mais simples. No entanto, este uso de água como meio de transferência de calor de aquecedores solares de água, com o aumento do uso do tempo do usuário, no tubo de vidro a vácuo na parte interna da parede de armazenamento de água, será uma camada espessa de incrustação, a geração desta camada de incrustação, reduzirá a eficiência térmica do tubo de vidro a vácuo, portanto, este aquecedor solar de água com tubo de vácuo comum, a cada poucos anos de tempo de uso, a necessidade de remover o tubo de vidro, tomar certas medidas para realizar a incrustação dentro do tubo. Mas este processo, a maioria dos usuários domésticos comuns basicamente não está ciente desta situação. Em relação ao problema de incrustação no aquecedor solar de água com tubo de vidro a vácuo, após um longo período de uso, os usuários também podem ser muito problemáticos para fazer o trabalho de remoção de incrustação, mas continuam a se contentar com o uso.

Além disso, no inverno, este tipo de aquecedor solar de água com tubo de vidro a vácuo, devido ao medo do frio do inverno, pode congelar o sistema. A maioria das famílias também utiliza o aquecedor solar de água para armazenar água, esvaziando-a com antecedência. No inverno, não é mais necessário o uso do aquecedor solar de água. Além disso, se o céu não estiver bem iluminado por um longo período, isso também afetará o uso normal deste aquecedor solar de água com tubo de vidro a vácuo. Em muitos países europeus, este tipo de aquecedor solar de água com água como meio de transferência de calor é relativamente raro. Na maioria dos países europeus, o uso interno de anticongelante de propilenoglicol de baixa toxicidade é usado como meio de transferência de calor. Portanto, este tipo de aquecedor solar de água não utiliza água. No inverno, desde que haja sol no céu, ele pode ser usado, sem o risco de congelamento. É claro que, ao contrário dos aquecedores solares de água domésticos simples, onde a água do sistema pode ser usada diretamente após o aquecimento, os aquecedores solares de água nos países europeus exigem a instalação de um tanque de armazenamento de troca de calor dentro da sala de equipamentos internos, compatível com os coletores solares de telhado. No reservatório de troca de calor, o líquido condutor de calor propilenoglicol é utilizado para deslocar o calor da radiação solar absorvido pelos coletores solares de telhado para o corpo d'água no reservatório através do radiador de tubo de cobre em forma de disco espiral, fornecendo aos usuários água quente doméstica ou água quente para o sistema de aquecimento radiante de água quente de baixa temperatura interno, ou seja, aquecimento de piso, respectivamente. Além disso, aquecedores solares de água em países europeus são frequentemente combinados com outros sistemas de aquecimento, como aquecedores de água a gás, caldeiras a óleo, bombas de calor geotérmicas, etc., para garantir o fornecimento e o uso diário de água quente para os usuários domésticos.

Utilização de energia solar residencial privada na Alemanha – seção de imagem do coletor de placa plana

 

Instalação de 2 painéis solares planos no telhado externo

Instalação de 2 painéis solares coletores de placa plana no telhado externo (também visível, antena parabólica em forma de borboleta para recepção de sinal de TV via satélite instalada no telhado)

Instalação de 12 painéis solares planos no telhado externo

Instalação de 2 painéis solares planos no telhado externo

Instalação de 2 painéis solares planos no telhado externo (também visíveis, acima do telhado, com uma claraboia)

Instalação de dois painéis solares planos no telhado externo (também visível, antena parabólica borboleta receptora de sinal de TV via satélite instalada no telhado; acima do telhado, há uma claraboia)

Instalação de nove painéis solares coletores de placa plana no telhado externo (também visível, antena parabólica de recepção de sinal de TV via satélite em formato de borboleta instalada no telhado; acima do telhado, há seis claraboias)

Instalação de seis painéis solares planos no telhado (também visível, acima do telhado, a instalação de 40 painéis do sistema de geração de energia solar fotovoltaica)

Instalação de dois painéis solares de placa plana no telhado externo (também é visível, no telhado, uma antena parabólica de recepção de sinal de TV via satélite; acima do telhado, há uma claraboia; acima do telhado, a instalação de 20 painéis do sistema de geração de energia solar fotovoltaica)

Cobertura externa, instalação de painéis coletores solares tipo placa plana, canteiro de obras.

Cobertura externa, instalação de painéis coletores solares tipo placa plana, canteiro de obras.

Cobertura externa, instalação de painéis coletores solares tipo placa plana, canteiro de obras.

Telhado externo, coletor solar de placa plana, close-up parcial.

Telhado externo, coletor solar de placa plana, close-up parcial.

No telhado da casa, coletores solares de placa plana e painéis para sistemas de geração de energia solar fotovoltaica são instalados no topo do telhado; dentro da sala de equipamentos no porão da parte inferior da casa, caldeiras de água quente a gás e tanques de armazenamento de água quente com troca de calor integrados são instalados, bem como "inversores" para troca de energia CC e CA em sistemas de geração de energia solar, e um gabinete de controle para conexão à rede elétrica pública externa, etc.

As necessidades de água quente interna são: água quente sanitária no local do lavatório; aquecimento do piso - aquecimento sob o piso e água de transferência de calor no sistema de aquecimento radiante de água quente de baixa temperatura.

Há dois painéis coletores solares de placa plana instalados no telhado; uma caldeira de água quente a gás montada na parede instalada internamente; um tanque de armazenamento de água quente abrangente para troca de calor instalado; e tubulação de suporte de água quente (vermelha), tubulação de retorno de água (azul) e instalações de controle de fluxo de meio de transferência de calor no sistema coletor solar de placa plana, bem como um tanque de expansão.

Há dois grupos de painéis coletores solares de placa plana instalados no telhado; uma caldeira de água quente a gás montada na parede instalada internamente; um tanque de armazenamento de água quente de troca de calor integrado instalado; e tubulação de água quente de suporte (vermelha), tubulação de retorno de água (azul) e instalações de controle de fluxo do meio de transferência de calor no sistema coletor solar de placa plana, etc. Uso de água quente: fornecimento de água quente doméstica; fornecimento de água quente para aquecimento.

Há 8 painéis solares planos instalados no telhado; uma caldeira de água quente a gás instalada no subsolo; um tanque de armazenamento de água quente com troca de calor; e tubulação de suporte para água quente (vermelha) e tubulação de retorno (azul). Uso de água quente: banheiro, lavatório, banheira, água quente sanitária; cozinha, água quente sanitária; aquecimento, transferência de calor.

Há dois painéis coletores solares planos instalados no telhado; um tanque de armazenamento de água quente com troca de calor integrado instalado internamente; e tubulação de suporte para água quente (vermelha) e tubulação de retorno (azul). Uso de água quente: água quente sanitária do banheiro; água quente sanitária da cozinha.

Painéis coletores solares planos instalados no telhado; reservatório de água quente com troca de calor integrado instalado no interior; e tubulação de água quente (vermelha) e de retorno (azul) correspondentes. Consumo de água quente: água quente doméstica para banhos.

Há dois painéis coletores solares planos instalados no telhado; uma caldeira de água quente instalada internamente com um tanque de armazenamento de água quente com troca de calor integrado; e tubulação de suporte para água quente (vermelha), tubulação de retorno de água (azul) e uma bomba de controle de fluxo para fluidos líquidos de transferência de calor. Uso de água quente: água quente sanitária; aquecimento de água quente.

O telhado é equipado com painéis coletores solares planos com tratamento de construção de isolamento térmico na periferia; um tanque de armazenamento de água quente com troca de calor integrado está instalado e, dentro do tanque, é visível um dispositivo de troca de calor em espiral de duas partes; o tanque de armazenamento de água quente com troca de calor integrado é abastecido com água da torneira, que é aquecida para fornecer água quente. Há também linhas de suporte de água quente (vermelha), linhas de retorno de água (azul) e uma bomba de controle de fluxo de fluido líquido para transferência de calor. Uso de água quente: Lavagem do rosto, chuveiro e água quente doméstica.

 

 

 

 

 


Horário da publicação: 11/04/2023