Saules bateriju/paneļu/kolektoru sistēmas. Piemēri

ideala maz pv_latv

Augstāk ir attēlota saules baterijas shēma ar akumulatoru. Ar sarkanu vadu attēlots +(pozitīvais) vads, ar melnu -(negatīvais) vads, bet ar zaļu – zemējuma vads – strāvas vads, kas jāsazemē (parasti aptin ap zemē ieraktu armatūras stieni). Atceramies, ka strāva plūst no + uz -.

Tātad Kycocera 60 vatu (turpmāk: W) panelis (augšā) ražo 12 voltu (V) līdzstrāvu. No tā plūstošās srāvas stiprums maksimāli būs 60/12 = 5 ampēri(A). Vada izmēru meklē iepriekšējā rakstā “Pārvadāmās jaudas lielums atkarībā no kabeļa šķērsgriezuma. Drošinātāji”. Tātad viendzīslu vads. Lai gan man mazākais vada diametrs tabulā ir 1,5mm², šajā gadījumā te jau derētu 1mm² vads.

Pirmais elements, uz kuru iet līdzstrāva ir pelēkais četrstūris – saules paneļa atslēdzējs. Tas praktiski ir automātiskais drošinātājs, kas sastāv no 15 A drošinātājiem (ar viļņainainu līniju) un slēdžiem (bultiņa). Tā uzdevums ir ātri un droši atslēgt līdzstrāvas plūsmu no saules baterijas un nepieļaut sistēmā pārslodzes. Tālāk, pa labi atrodas uzlādes kontrolieris. Uz tā ir attēloti trīs zīmējumi. Saule, akumulators un lampiņa. Tas nozīmē, ka pie attiecīgā attēla jāpieslēdz attiecīgais elements. Pie saules + un – izvadiem jāpieslēdz saules paneļa izvadi, pie akumulatora – akumulatora izvadi, pie spuldzītes – izvadi uz āra apgaismojumu. Uz visiem šiem izvadiem joprojām plūst 12V līdzstrāva. Vēl jāpiemin, ka biezākas līnijas (pie akumulatora) nozīmē rasnākus strāvas vadus, bet plānākas (piem., saules paneļa izvadi) mazāka šķērsgriezuma strāvas vadus. Tālāk no akumulatora uz strāvas pastiprinātāju iet resnāki vadi, kas nozīmē, ka tur plūst stipra strāva. Cik? Nu parēķināsim: 300/12 = 25A. Tātad maksimāli 25A. Viendzīslu vads. Te derēs 2,5mm² vads, kas ilglaicīgi pieļaus 30A stipru strāvu. Mazāka šķērsgriezuma vadi aiziet arī iekštelpu apgaismojumu, kas “barojas” no 12V līdzstrāvas (tie aprīkoti ar drošinātājiem). Šis strāvas pastiprinātājs pārveido 12V līdzstrāvu 110V maiņstrāvā. Mūsu gadījumā būs jāiegādājas 220V 50Hz maiņstrāvas modelis. Jāatzīmē, ka šajā projektā vēl vajag sazemēt saules paneļus, arī uzlādes kontrolieri, saules paneļa atslēdzēju un slēdžu kasti uz iekštelpu apgaismojumu.

Ja Tev nav līdzstrāvas slodžu, tad pie uzlādes kontroliera, kur attēlota spuldzīte, nebūs izvadu. Tas pats attiecās uz iekštelpu apgaismojumu. Tā visa enerģija tiks veltīta maiņstrāvas slodzēm. Lai vairāk uzzinātu par akumulatoriem, palasi iepriekšējos rakstus. Gaišā dienā saules paneļi nodrošinās ēku ar nepieciešamo enerģiju, liekā enerģija lādēs akumulatoru. Apmākušās dienās vai nakts stundās enerģija nāks no akumulatora. Resnākos vadus, kas iet no akumulatora uz strāvas pastiprinātāju, vajag veidot ne garākus par 1 metru. Tas saistīts ar zudumiem.Tālāk – tāme ASV dolāros, neskaitot darbu un līdzstrāvas slodzes.

Elements Kopā
Kyocera KC-60 60W panelis $335,00
Deka 12V 98Ah akumulators $150,00
Morningstar SunLight-10 uzlādes kontr. $110,00
Statpower Portawattz 300 strāvas pastipr. $90,00
Saules paneļa atslēdzējs $20,00
Kabeļi $13,00
$718

Pv plus akis_bez parv

Augstāk attēlota divu saules paneļu sistēma ar akumulatoriem, bez strāvas pastiprinātāja. Paneļi saslēgti paralēli, līdz ar to strāvas spriegums nemainās, savukārt jauda palielinās divkārši. Tātad uzlādes kontrolierim ir tie paši trīs porti: saules paneļi, akumulators, līdzstrāvas slodzes. Kad akumulatori būs pilnībā uzlādējušies, uzlādes kontrolieris atsēgs to no saules kolektoriem, t.i. ports Nr. 1 būs atslēgts no porta Nr.2, taču ne no porta Nr.3. Paneļi turpinās dot enerģiju uz līdzstrāvas slodzēm (mūsu gadījumā – ventilatoru un trim spuldzēm). Kas attiecas uz akumulatoriem, tos vēlams ievietot ventilējamā kastē, jo lādējoties tie izdala H2, un var aizdegties vadi. Tādēļ vadu šķērsgriezumu ņem lielu. Cik? Aprēķināsim, ņemot vērā uz vada uzlikto 60A drošinātāju. Te derēs 10mm² vads, kas ilglaicīgi pieļaus 80A stipru strāvu. Protams, vads necietīs, jo pirmais pārdegs drošinātājs pie 60A. Līdzīgā veidā var atrast pārējo vadu šķērsgriezumus. Akumulatori arī savienoti paralēli, strāvas ietilpība četrkāršojas, taču spriegums nemainās. Ievēro arī to, ka drošinātājus liek tikai uz + vadiem. Uz elektriskajām  spuldzēm ejošie vadi ir aprīkoti ar 2A drošinātājiem. Ekonomiskās spuldzes pie lielāka strāvas stipruma var pārdegt, tās labāk pacieš nemanīgus tīkla parametrus. Savukārt uz ventilatoru ejošais vads ir aprīkots ar lielāku – 5A drošinātāju. Tas tāpēc, ka ventilators pie paaugstināta strāvas stipruma I (lielāka padotā jauda W) liks rotoram vienkārši griezties ātrāk – tas nav tik prasīgs kā spuldzes. Ledusskapis aprīkots ar 30A drošinātāju, akumulatori – 60A. Kopējās sistēmas izmaksas sastāda aptuveni 2500 dolāru.

suknis

Augšā attēlota 5 saules bateriju shēma bez akumulatoriem, kas darbina zemūdens sūkni. Saules paneļi izvietoti virknē (+ un – poli savienoti), līdz ar to spriegums summējas – 275W un 60V (ja būtu paralēli (+ ar + un – ar -, tad 275W un 12V). Sūkņa ražība 50 l/min. Sūkni ārkārtas gadījumos var pieslēgt arī 220V 50Hz maiņstrāvas tīklam, taču ne uz ilgu laiku, jo tas bojā sūkņa motoru. Sūkņa kontrolieris nodrošina manuālu sūkņa ieslēgšanos/izslēgšanos. Arī to var uz kādu brīdi pieslēgt 220V.

Ūdens sūkņa augšpusei pievienots ūdens izvads (1½’’). Sūknis to spēj maksimāli uzspiest 14m augstumā, neņemot vērā vietējos (līkumi, paresninājumi, sašaurinājumi) un lineāros (jo garāka caurule, jo lielāki zudumi; caurules virsmas raupjums) zudumus. Sistēmu var papildinat ar vēja ģeneratoru, papildu strāvas ģeneratoru utt.

Zemāk tāme:

Elements Kopā
Saules paneļi $1500,00
Sūkņa kontrol. $70,00
Sūknis $1600,00
$3170

suknis ar baciku

Augstāk – papildināta saules paneļu sistēma ar sūkni, ūdens tvertni un sadales caurulēm. Tātad 2 saules paneļi, kopā 160W un 24V līdzstrāvas sistēma. Tālāk – saules paneļu atvienotājkārba. Un tālāk viss vienkārši – sūknis, iztušošanas krāns, uzglabāšanas tvertne un sadales caurules. Iegremdējamā sūkņa ražība 7,6 litri minūtē.

Zemāk galveno elementu tāme:

Elements Kopā
Saules paneļi $570
PVC caurules $200
Sūknis $500
Uzglabāšanas tvertne $100

Tātad kopā sanāk $1370.

kolektors ar vannu

Attēlā augstāk attēlota ļoti vienkārša saules kolektora shēma, kas silda ūdens toveri. Caur plakano saules kolektoru sasilst ienākošais ūdens no tovera. Automātika darbina sūkni un vārstu vienlaicīgi. Ja temperatūra pie kolektora izejas Tk (augšā) ir lielāka par temperatūru ūdens toverī Tt (Tk>Tt + 3°C jeb Tk-Tt>3°C), tad automātika atver vārstu un ieslēdz sūkni. Kad temperatūra izlīdzinās (Tk~Tt), automātika aizver vārstu un izslēdz sūkni. Vārstu var arī regulēt manuāli, piemēram, kad nepieciešams izlaist ūdeni no sistēmas. Kolektoru un caurules vajag ierīkot ar nelielu slīpumu, lai pa iztukšošanas krānu varētu izlaist ūdeni gan no tovera, gan no kolektora.

Izmaksas šim projektam:

Saules kolektors $300, sūknis $300, caurules, savienojumi $200, automātika $150. Kopā $950.

1

Attēlā augstāk – vienkārša sistēma, kas darbojas uz 12V līdzstrāvas. Projekta izmaksas: Siemens panelis $300, akumulators $115, kompaktās fluroscences lampas $63, 10A uzlādes kontrolieris $42, saules paneļu rāmis uz jumta $26, kabeļi u.c $54. Kopā $600

5

Attēlā augstāk – saules kolektora sistēma, kas nodrošina mājai silto ūdeni. Visi veidgabali ir norādīti. Tvertnē šķidrumi (gan aukstais ienākošais, gan kolektora uzsildītais) ir savienoti (sajaucas), nav iespējams ziemas apstākļos no kolektora izliet ūdeni. Šī ūdens sildīšanas shēma atrodama siltajās valstīs – Itālijā, Grieķijā, Turcijā, Spānijā, Portugālē u.c. Sistēmas izmaksas: Kolektors $990, Tvertne $560, Sūknis $490, Kontrolieris $220, Caurules u.c. $60. Kopā $2320

Latvijas apstākļiem šāda shēma nav derīga, jo, labākajā gadījumā, kolektors nevajadzīgi dzesēs ienākošo auksto ūdeni vēl vairāk, taču sliktākajā – gan kolektors, gan tvertne, gan sūknis, gan arī caurules vienkārši saplīsīs. Tas draud rudenī-pavasarī jau pie maziem mīnusiem. Ūdens sasalstot izplešas un saplēš visu. Attēlā zemāk – šī pati, tikai nedaudz pārveidota sistēma, kas piemērota Latvijas apstākļiem.

5b

Pieminēšu tikai to, ka šķidrums, kas plūst caur kolektoru nesavienojas ar ienākošo auksto ūdeni. 180 litru tvertnē ir siltummainis – spirālē savīta caurule. Sķidrums, kas plūst pa kolektoru visbiežāk Latvijas apstākļos ir kāds neaizsalstošs šķidrums, piemēram, etilēnglikols.

7

Attēlā augstāk, saules baterijas sistēma, kas nodrošina ūdeni mājsaimniecības vajadzībām. 90 litru tvertni novieto augstāk, lai ūdens uz māju tecētu gravitātes iespaidā. Kā shēmā redzams, lai darbinātu sūkni, nav nekas vairāk nepieciešams kā saules baterija. Saules baterija maksā $530, sūknis $240.

8

Attēlā augstāk saules baterijas un vēja ģeneratora apvienojums vienā sistēmā. Sistēmā ir tikai 12V līdzstrāvas slodzes. Šuntus jeb paralēlslēgumus liek, lai noteiktu strāvas parametrus. Akumulatorus vēlams izvietot noslēgtās, ventilējamās kastēs. Svarīgi būtu sazemēt gan saules bateriju, gan vēja ģeneratoru. Šīs sistēmas izmaksas:

Vēja ģenerators $500
Saules baterija $265
Akumulatori $208
Kabeļi un aparatūra $100
Atslēdzēji $72
Saules bateriju statīvs $45
Sadales kārbas $61
KOPĀ $1323

11

Attēlā augstāk – nu jau reālāka shēma Latvijas apstākļiem, kur pārveidotājs pārveido no saules paneļiem un akumulatoriem nākošos 12V līdzstrāvas  uz 230V 50Hz maiņstrāvu. Materiālu izmaksas:

Akumulatori $630
Saules baterijas $615
Inverters $600
Uzlādes kontrolieris $198
Lampas $162
Kabeļi, slēdzis u.c. $130
KOPĀ $2335

Attēlā – arī vienkārša 3 saules paneļu sistēma. Sistēmā izvēlēti 70Ah akumulatori, bez strāvas pārveidotāja/pastiprinātāja. Visi elektriskās ķēdes elementi darbosies uz 12V līdzstrāvas. Šis cipars parasti ir atkarīgs no tā, kā saslēgti saules paneļi:

  • Saules paneļi ir saslēgti virknē

Pirmkārt jau atgādināšu, ka, visbiežāk, no viena saules paneļa izejošās strāvas spriegums ir 12V.

Saules paneļus saslēdz virknē pa 2, paralēli nākošajiem diviem un nākošajiem, un nākošajiem, utt. Strāvas izejas spriegums būs divreiz lielāks – 24V līdzstrāva. Ja sistēmā ir akumulatori, tad arī to strāvas spriegumam jābūt 24V. Tiek veidotas kā līdzstrāvas, tā maiņstrāvas sistēmas.

  1. Izvēloties līdzstrāvas sistēmas, jāiegādājas patērētāji, kas darbojas uz 24V līdzstrāvas.
  2. Izvēloties maiņstrāvas sistēmu, jāiegādājas strāvas pastiprinātājs, kas pārveido 24V līdzstrāvas uz 220V maiņstrāvu.

Ja ir daudz saules paneļu, ir iespējams tos visus saslēgt vienā virknē. Tad, piemēram, no 12 paneļiem izies 12*12 = 144V līdzstrāva. Tādā gadījumā, visbiežāk, izvēlas speciālu strāvas pārveidotāju. Iemesls, kāpēc izvēlas šādu virknes slēgumu, ir mazāki zudumi, pārveidojot, apstrādājot strāvu.

  • Saules paneļi ir saslēgti paralēli

Tad ir skaidrs, ka būs 12V sistēma. Ja sistēmā ir strāvas pastiprinātājs, tad aiz tā būs maiņstrāvas, bet, pirms tā – līdzstrāvas slodzes.

Pārveidojot līdzstrāvu uz maiņstrāvu, pārveidotājā zudumos aiziet aptuveni 30%. Jo vairāk paneļu tiek pieslēgti, jo nemainīgāks būs strāvas spriegums. Praktiski visiem patērētājiem “nepatīk” mainīgs elektriskais tīkls. Tie ātrāk nolietojas, spuldzītēm kvēldiegs vienkārši pārdeg. Piemērā 225W raksturo maksimālo saules paneļu sistēmas saražoto jaudu. Uzskatu, ka šāds cipars reāli nav iespējams. Laika apstākļu un zudumu (vados) dēļ. Sistēmā ar akumulatoriem, saules paneļu galvenais uzdevums ir “uzkačāt” akumulatorus. “Aķi” arī būs galvenie strāvas devēji, tamdēļ sistēmā vajag sabalansēt kā uzstādīto saules paneļu, tā arī akumulatoru skaitu.

Vēl viens piemērs (2005.  gads), kur pamielot acis.

  • Elektriskais skūteris EVT 4000E – $1999. Maksimālais ātrums 55 km/h, masa 150 kg
  • Uzlādes kontrolieris Xantex C-40 pārveido 48V līdzstrāvas -> 12V līdzstrāvas, reizē pasargā akumulatorus no pārlādēšanās
  • Darbs, materiāli – $1300
  • Ar vienu pilnu uzlādi var nobraukt 46 – 65 kilometrus
  • Darbs ilga 2 mēnešus, atvēlot 2-4 stundas nedēļā
  • Skūteris, salīdzinot ar iepriekš lietoto iekšdedzes auto, ietaupa aptuveni 4,5 litrus degvielas dienā. Dienā īpašnieks nobrauc ~18 kilometru

Mēnesī 20 darbadienas, ietaupījums 20 dienas * 4,5 litri * 0,7 Ls/litrā = 63 Ls/mēnesī. Projekta izmaksas (1999 + 1300) * 0,5 Ls/dolārā = 1650 Ls. Atmaksājas 26 mēnešos = 2 gados un 2 mēnešos. Aprēķins veikts pēc mūsu dienu degvielas cenām. Nav ņemti vērā laikapstākļi, mūsdienu materiālu, darba izmaksas.

Dažas sistēmas bez komentāriem:

Tajos plūstošās strāvas stiprums A atšķiras.

13 Atbildes to “Saules bateriju/paneļu/kolektoru sistēmas. Piemēri”

  1. Arvix Says:

    “Augšā attēlota 5 saules bateriju shēma bez akumulatoriem, kas darbina zemūdens sūkni. Saules paneļi izvietoti virknē (+ un – poli savienoti), līdz ar to spriegums summējas – 275W un 60V (ja būtu paralēli (+ ar + un – ar -, tad 275W un 12V).”

    Vai tad Jauda arī summējas, ja ir virknē slēgti? Man domāt, ka spriegums ir 60V, bet jauda saglabājas vien nieka 55W. Savādāk jau būta dikti kruta🙂 Es varētu saslēgt ap 183 lādējamās pirkstiņu baterijas (1.2V) strīpā un man būtu kolosālākā jauda ar nepieciešamajiem 220V manai sētas lampiņai🙂

    Domāju, ka tur ir kļūda, ja nav, tad tiešām ļoti atvainojos😉

  2. Arvix Says:

    Es laikam pats biki sapinos🙂 Cik minos tad Jauda(W) = Volts* Ampērs.

    Tā kā volti pieauga, bet Ampēri ne, tad arī auga Jauda. Pareizi jau laikam ir🙂

    Vai atkal kau tko pinos, laikam būs jāsāk atkal mācīties :S

  3. andzja Says:

    🙂 Ļoti labi, ka seko līdzi. Tad nu klausies: pirmkārt jau, baterijas ražo līdzstrāvu, bet Tavas sētas lampiņa, visdrīzāk, darbosies uz maiņstrāvas. Tamdēļ jau ir tie strāvas pastiprinātāji-pārveidotāji, vai kā viņus tur sauc. Bieži pieejami ir tie, kas pārveido no 12V->120V vai 220V (no līdzstrāvas->maiņstrāvu). 12V tāpēc, ka tik lielu spriegumu saules panelis ražo visbiežāk. 120V, jo amīšiem tāds elektrotīkls. Ir jau tirgū arī spuldzītes, kas darbojas uz līdzstrāvas, taču jāmeklē.
    Otrkārt, palasi rakstu par akumulatoriem, tur kur baterijas savienotas virknē un paralēli. Ja nav dukas, pastāstīšu: virkē->V summējas, A kas vienai baterijai, paralēli->V kas vienai, A summējas.
    Ar formulu W=V*A viss ok. Jauda pieaug, ja reizinājums pieaug.
    Starp citu, ja man vaicātu, kādu saules enerģijas sistēmu ir labāk uzstādīt, es atbildētu, ka siltā ūdens. 100W saules panelis apmākušā dienā ražo zem 10W, pie tam 100W jaudu te Latvijā tas nekad nesasniegs. Es teiktu – zem 90-85W + vēl zudumos. Protams, arī siltā ūdens sistēma nav nekāda labā, bet labāka tomēr ir. Vienīgais ko varu šobrīd ieteikt ir “neizlekt citu acīs”, nebūt “pionierim”, bet KĀRTĪGI pārdomāt savas finanses. Galvenais taupīt enerģiju. Varbūt vēlāk to visu būs izdevīgi uzstādīt.
    Cerams, ka palīdzēju. Lai veicas!

  4. Arvix Says:

    Paldies par atbildi, bet es biju domājis parastāko kvēlspuldzi. Cik zinu, tā darbojas arī no līdzstrāvas, jo kabatas baterijās, tak arī izmanto kvēlspuldzes, maziņas tiesa🙂

    Bet Tu arī tāds interesants🙂 Rādi un stāsti par zaļajiem un skaistajiem projektiem, bet neiesaki tos lietot.
    Man nekad nav bijusi vēlme būt no kāda atkarīgam, tāpēc vēja elektrostacija, mazais HES, vai saules paneļu sistēmas, vai visu sistēmu miksējums vienmēr ir bijis mans mazais sapnis🙂
    Un par baterijām jau lasīju un pat aizrādīju, ka parādās jauni skaitļi😉

    Veiksmi un izturību, jo ļoti interesanti ir lasīt. Visas tēmas tieši, kas mani interesē🙂

    • andzja Says:

      Nu es arī esmu par neatkarīgu elektrību. Bet tie atmaksas termiņi ir galīgi neiepriecinoši. Nu tas ir tāds variants vietām, kurās nav tās elektrības. Šodien jau “pievilkšana” maksā dārgi.
      Skatos, ka interesē, ielikšu vēl kādu piemēru🙂

  5. arucis Says:

    Es arī esmu par neatkarīgu siltumu un elektrību, ‘taču ir jāsaka bet cenas kož. saules kolektors , tā protams ir laba lieta, bet (atkal bet ) ņemot vērā šodienas cenas iekārtām, pagaidām viņš (saules kolektors ) neatmaksājas. Taču ja ir nauda, tad var uzstādīt un rādīt draugiem. jo… kāds brauc ar vecu žiguli, kāds cits ar jaunu mersi

  6. Ixy Says:

    Forši būtu, ja tiktu izmanoti dati uz šodienu un tie pamazām atjaunoti ar noteiktu intervālu. Baigi interesē saules paneļi šobrīd, kad Kwh izmaksas un saules paneļu izmaksas (arī lietderības koef) aug.

    • andzja Says:

      Jā, būtu gan forši…
      Mans uzdevums ir dot priekšstatu. Otrkārt, ja vēlies, lai Tev nebūtu nekādu ķibeļu ar sistēmas darbību, vajag pašam visu izprast līdz detaļām. Vai algot cilvēku, kas precīzi visu izskaidros un aprēķinās. Un treškārt, vai tad 19.10.2010 ir sen?

  7. Ixy Says:

    Tfu, labojums – “un saules paneļu izmaksas samzinās, bet liet. koef. palielinās”

  8. Aigars Says:

    tad man ir komentars ar jautajumu,cik saules bateriju vajag un ka tos salikt ta lai varetu darboties velasmasina,TV,leduskapis utt,sadzives tehnika,un cik man tas izmaksatu,prieks mājas protams,paldies🙂

    • andzja Says:

      Ar to vien ko esi minējis, nepietiek. Uzraksti man uz e-pastu pēc iespējas detalizētāk to, ko vēlies, cik maciņš atļauj iztērēt sistēmai un man….🙂 sūti uz andris181@inbox.lv
      ________________
      Nopietni, nopietni – ja ir kādi jautājumi, nekautrējies, jautā – atbildēšu!!

  9. Roberts Says:

    Interesants materiāls, ar aizrautību lasu tikai vada šķērsgriezumu tu neesi minējis arī iepriekšējos rakstos….. minēji tikai tabulu . Vai apgaismosi ?

    • andzja Says:

      Apskaties sadaļā “Elektrība”. Tur ir raksts par drošinātājiem, vada šķērsgriezumu. Ņemot vērā strāvas plūsmu vados, pēc tās var aprēķināt minimālos vadu izmērus

Komentēt

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Mainīt )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Mainīt )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Mainīt )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Mainīt )

Connecting to %s


%d bloggers like this: