Author Topic: Fotonaponski paneli-kako odabrati i spojiti komponente  (Read 57394 times)

0 Members and 1 Guest are viewing this topic.

Offline jazavac

  • Admiral
  • *********
  • Posts: 2838
  • Gender: Male
    • servis Frigomehaničar
Fotonaponski paneli-kako odabrati i spojiti komponente
« on: November 17, 2008, 12:50:54 AM »
Za pretvaranje Sunčeve energije u električnu, osim fotonaponskih panela (FNP) trebamo i regulator punjenja, akumulator, te ponešto kablova i aluminijskih ili inox profila za nosač.
Akumulator obično već imamo, iako je poželjno da bude neki od tzv. akumulatora sa dubokim ciklusom pražnjenja, neki ih nazivaju i solarni akumulatori, a često su konstruirani kao gel akumulatori. O njima nebih duljio, dovoljno je reć da su klasični starter akumulatori puno jeftiniji, kraćeg vijeka trajanja i podložni drastičnom smanjenju trajanja ako se često prazne preko 50% nazivnog kapaciteta. Duboko pražnjenje ih može nepovratno uništiti. Što se kapaciteta tiče, sa energetskog stajališa - što više, to bolje, veća je autonomija trošenja odn. može pohraniti više el. energije. Kapacitet se označava sa Ah - ampersati. Npr, 100Ah znači da teoretski može davati 100A u trajanju 1 sata, ili 10A deset sati, ili 2A 50sati. U praksi, to ovisi o tipu akumulatora, temperaturi, starosti.
Najvažniji element je FNP. Ima ih raznih, primjerice monokristalinskih, polikristalinskih itd., uglavnom se razlikuju po vrsti poluvodiča koji čine njihov glavni dio, te to utječe i na njihov postotak iskoristivost po jedinici površine ali i na cijenu. Najvažnije karakteristike FNPa su njegova nazivna snaga u W (wat), izlazni napon u V (volt) (za 12 voltne sisteme obično daju oko 16-22V bez opterećenja) te struja kratkog spoja u A (Amper) - tj. najjača struja punjenja koju taj panel može dati u idealnim uvijetima. Idealni uvijeti su da je nebo potpuno čisto, Sunce okomito na površinu Zemlje, te FNP okomit na Sunčeve zrake. Jasno je da je to izuzetno teško postići i na krovu kuće, a  kamoli na brodu koji je stalno u pokretu. FNP daje i puno manju stuju ako je na njega pala sjena ili dio sjene, kao i za oblačnog dana. Učinkovitost FNP također pada i sa porastom temperature poluvodiča, koji je tamne boje, ispod stakla te se  ljeti poprilično zagrije. U praksi, na brodu je dobivena struja u odnosu na deklariranu manja za oko 50-70%, što treba uzeti u obzir prilikom dimenzioniranja sustava. Ako panele montiramo na mjesto gdje cijeli dan nema sjene, učinkovitost im raste, pa možemo uzeti i nešto slabiji FNP, ali teško da možemo računati sa smanjenjem učinkvitosti manjom od 40%.
FNP obično već imaju svoj okvir od aluminija, koji se može iskoristiti za pričvršćenje na neku nosivu konstrukciju. Cijeli je panel debljine oko 3cm, i relativno su lagani, a staklo je antirefleksno i kaljeno, znači donekle mehanički otporno. Većina proizvođača tvrdi da traju oko 25 godina uz minimalno smanjenje snage tijekom godina. Osim opisanih, 'klasičnih', imamo i saviltljive (objesimo ih preko buma, ograde i sl). polufleksibilne (prate donekle zakrivljenost palube, kabine i sl), ali su uglavnom manje učinkoviti, skluplji i manje traju.
Regulator punjenja je također važan. Bez njega bi akumulatori 'zakuhali' , ili se noću ispraznili. Kod nabave je bitna jačina struje za koju je dimenzioniran, npr. 3A, 6A, 15A itd. Odabrat ćemo onaj čija je nazivna struja jača od struje kratkog spoja FNP sa kojima raspolažemo, ili namjeravamo raspolagati ako proširimo sistem. Regulatori se također razlikuju po kvaliteti i cijeni. Jeftiniji samo prekidaju punjenje kad je baterija puna, oni bolji imaju signalizaciju stanja baterije, zaštite i sl, elektroniku koja prilagođava struju i karakteristike punjenja tipu akumulatora koji je spojen, napunjenosti, temperaturi i td, više mogućnosti i kombinacija spajanja različitih FNP i akumulatora isl. Regulatori su relativno malih dimenzija i lako ih je montirati.
Da bi složili jedan solarni sistem, moramo prvo odlučiti gdje montirati FNP kao najglomazniji i najzahtijevniji dio sustava. Moramo razmisliti gdje nam najmanje smeta, a da ima što manje sjene i bolji kut Sunca u plovidbi i na mrtvom vezu. Kad smo to definirali, moramo odrediti snagu. FNP nije jeftin, ako nam energetske potrebe nisu velike, šteta je stavljati na barku preveliki panel. Ako pak imamo jaka trošila, a nema mjesta za potreban broj panela, upitno je dali ćemo se upustiti u to ili ćemo biti razočarani nakon montaže. Kako to izračunati? Prvo moramo znati koja trošila imamo, koliko ih sati koristimo u jednom danu, koje su jačine, koliko 'vuku' ampera. To doznamo na više načina: natpisna pločica trošila, npr. pumpe za tuš, wc, i sl piše 12V, 3A. Ako piše samo snaga u W npr. 120w onda struju izračunamo po formuli I(A)=P(W)/U(V). Uz pretpostavku da imamo 12V instalaciju, to je 120W/12V=10A. ako nemamo nikakvih podataka, tada u strujni krug spojimo ampermetar i uključimo trošilo, te na instrumentu očitamo struju. Tako za npr. Auto radio / CD player sam izmjerio da pri nekom normalnom nivou zvuka vuče 0,75A, kod najglasnijeg podešenja čak 1,8A za CD i 1,4A za radioprijemnik. Drugi korak je da sjednemo i zapišemo koliko vremena dnevno koristimo pojedino trošilo. Treći korak je da za svako trošilo pomnožimo njegovu nazivnu struju (A) i vrijeme korištenja u satima. Dobivene rezultate zbrojimo i dobijemo našu dnevnu potrošnju u Ah. Primjer: sidreno svjetlo 5w, radi 10 sati, = 4,2Ah; radio 0,75Ax10h=7,5Ah; rasvjeta salona 60Wx3sata=15Ah; dubinomjer, ploter, ostali instrumenti sve zajedno 1A X 12h = 12Ah. Ako je to sve, onda imamo 38,7Ah. Pretpostavimo da nam je servisna baterija dubokog ciklusa 200Ah. ako je potpuno napunjena, trajat će nam oko 5 dana. Ako idemo samo na dvodnevni izlet, pa barka stoji na vezu 5 dana, treba nam: Utrošak je 2 dana x 38,7Ah = 77,4Ah. To nam FNP mora dati u 5 dana, dakle 15,5 Ah dnevno. Ako nam je vez / brod na Suncu oko 10h (ljeti), to znači da trebamo 1,55A svakih sat vremena. U idealnim uvijetima nam treba panel od oko 20w (1,55 x 12V). Rekli smo na početku da je stvarna učinkovitost manja za oko 60-70%, dio struje gubimo u kablovima, regulatoru, pretvorbi iz električne u kemijsku u akumulatoru i td. Dodajmo još pokoji oblačni dan, pa bi u ovom slučaju u praksi uzeli panel ili više njih od ukupno oko 50-60W. Ako idemo na višednevno krstarenje, a nemamo drugih izvora struje (agregat, alternator pogonskog stroja, vanjsko napajanje) računica se drastično mjenja jer moramo generirati 38,7 Ah dnevno, znači da nam FNP mora biti od oko 90-100W, i još nam ostaje rezerva za 4 dana u bateriji ako je oblačno ili uključimo povremeno još koje trošilo. Ili smanjimo potrošnju ;D
Ako imamo panele ukupne snage 100W, najjača generirana struja je oko 8,4A, iako podatak o struji kratkog spoja mora biti naveden na natpisnoj pločici. U ovom slučaju biramo regulator punjenja koji je najbliži ali jači od ukupne maksimalno moguće struje.
Kad smo sve kupili i montirali, moramo spojiti. Treba koristiti bakrene ili pokositrene kablove, dovoljne debljine da izbjegnemo pad napona na kablovima, te pokušati skratiti udaljenost među komponentama koliko god je to moguće. Za panele do 60-80W i duljinu instalacije do 6-8 m dovoljno je koristiti vodič presjeka 2,5mm2. Za jače struje i veće duljine treba računom provjeriti koliki je pad napona, te ako treba koristiti kabel debljeg presjeka. Spaja se najprije akumulator sa regulatorom, po mogućnosti ipak staviti rastalni osigurač u strujni krug, zatim se FNP (ako su jači) pokrije npr. ručnikom, te spoji na regulator i makne ručnik, da se spriječi iskrenje prilikom spajanja kablova. Ne treba ni spominjati da treba paziti na polaritet ili slučajno napraviti kratki spoj sa kablovima koji su spojeni na akumulator.
Signalne LEdiode na regulatoru će odmah pokazati status punjenja, ovisno o vrsti regulatora koji smo odabrali. I na kraju ne zaboravite povremeno sa panela očistiti pokoji ptičji suvenir i pritom budite sretni da krave ne lete ;D
Za dvadeset godina, biti ćeš više razočaran s onim što nisi napravio od onoga što jesi napravio. Zato otpusti konope. Isplovi iz sigurne luke. Uhvati vjetar u svoja jedra. Istražuj. Sanjaj. Otkrivaj.– MARK TWAIN

Offline dag

  • Barba
  • *****
  • Posts: 799
  • Gender: Male
    • fotograf
Re: Fotonaponski paneli-kako odabrati i spojiti komponente
« Reply #1 on: November 17, 2008, 09:21:06 AM »
Uuu, hvala ti za ovaj iscrpni izvještaj/uputu. To će biti vrlo korisno.
Na jednom sam brodu vidio FNP kako visi na ogradici kada nije u funkciji, a kada jest ima jednu polugu koja ga zadrži u vodoravnom položaju tako da se podboči na rubnu letvu. Činilo mi se dosta zgodnim rješenjem, ali naravno, onda stvarno radi samo tada kada je podignut.
Tvoje rješenje za smještaj panela je odlično. Može li se stati na njega punom težinom? Ako slučajno staklo pukne, može li se zamijeniti?

Offline denister

  • Barba
  • *****
  • Posts: 889
  • Gender: Male
  • još plutam :)
Re: Fotonaponski paneli-kako odabrati i spojiti komponente
« Reply #2 on: November 17, 2008, 10:36:02 AM »
jako korisno i puno hvala na posvećenom vremenu za objašnjavanje, evo nek bude sticky....

Offline jazavac

  • Admiral
  • *********
  • Posts: 2838
  • Gender: Male
    • servis Frigomehaničar
Re: Fotonaponski paneli-kako odabrati i spojiti komponente
« Reply #3 on: November 18, 2008, 12:07:09 AM »
Uuu, hvala ti za ovaj iscrpni izvještaj/uputu. To će biti vrlo korisno.
Na jednom sam brodu vidio FNP kako visi na ogradici kada nije u funkciji, a kada jest ima jednu polugu koja ga zadrži u vodoravnom položaju tako da se podboči na rubnu letvu. Činilo mi se dosta zgodnim rješenjem, ali naravno, onda stvarno radi samo tada kada je podignut.
Tvoje rješenje za smještaj panela je odlično. Može li se stati na njega punom težinom? Ako slučajno staklo pukne, može li se zamijeniti?
Može biti u funkciji i kada visi, ako je sunce na toj strani, iako pod možda malo nepovoljnijem kutu. Ako je Sunce pod npr. 45° iznad horizonta, onda je isto kao i da je FNP horizontalan, samo je manja šansa da je sunce baš na toj srtani broda ili krme, ako je riječ o krmenoj ogradi. A kako se brod još okreće smanjuje se ili povećava i horizontalni kut, čega nema ako je FNP horizontalan. Zapravo, FNP je u funkciji kad god je kabelima spojen na sustav i kad ima svjetla (čak i po oblačnom danu 20w panel daje oko 0,1-0,2A. Neka je 7 dana oblačno, ipak će skupiti barem 5-10Ah, nije puno, ali se barem akumulator ne prazni, što je izuzetno štetno za klasične startere, koliki na proljeće dođu na brod i konstatiraju da im je bateriju 2-3 godine staru tokom zime ubilo samopražnjenje?). Po meni, idealna pozicija za montažu je kao na Bradinoj Tici, ali ako je brod manji ili lakši, jači vjetar može malo praviti problma prilikom pristajanja i sl. Motornjaci sa natkabinom su tu u odličnoj poziciji, imaju mjesta gore za instalaciju od 150-250w bez problema i da je cijeli dan na suncu, dok nama jarboli u nekom razdoblju rade sjenu. Zato je možda bolje imati više manjih nego jedan veći FNP...
Stati na staklo? mislim da bi puklo, relativno je tanko za takvu težinu. Mene je zapravo najviše strah tuče (krupa, grad...). Posljednja mi je stukla pokazivač smjera vjetra na jarbolu. U dokumentaciji panela negdje piše koliko opterećenje može izdržati staklo, koliko velika zrna tuče, jačinu vjetra ako je okomito na vjetar...ako to iskopam, šaljem...
Ako pukne, mislim da se nemože zamijeniti bez rastavljanja okvira, a mislim da bi to mogao biti problem. Ali ako pukne, vjerojatno je da će oštetiti poluvodič. Ako kojim slučajem preživi, možda se može pokušati pažljivo odstraniti slomljene komade, te kod staklara uzeti antirefleksno stasklo dimenzija vanjskih mjera okvira i zalijepiti ga sikafleksom odozgo na okvir.
Za dvadeset godina, biti ćeš više razočaran s onim što nisi napravio od onoga što jesi napravio. Zato otpusti konope. Isplovi iz sigurne luke. Uhvati vjetar u svoja jedra. Istražuj. Sanjaj. Otkrivaj.– MARK TWAIN