Как использовать солнечную панель напрямую без батареи?

Вы когда-нибудь задумывались, можете ли вы подключить свои нагрузки напрямую к солнечным панелям, не имея аккумуляторной батареи? Узнайте ответ на этот и другие вопросы здесь.

Опубликовано: 29 марта 2022 г.
Последнее обновление: 29 марта 2022 г.
Рассмотрено

Инженер-электрик с опытом проектирования солнечных фотоэлектрических систем для жилых и коммерческих проектов, а также разработки энергосистем. Поклонник тем и проектов в области возобновляемых источников энергии. Технический писатель для статей, статей и исследований по темам, связанным с устойчивостью и особенно с солнечной энергией.

Руководство

Солнечные панели требуют эталона частоты и напряжения для обеспечения стабильного источника питания, этот эталон обычно обеспечивается батареей или сетью. Хотя это не распространено, можно использовать солнечную панель напрямую без батареи или сети в качестве эталона, но вам необходимо использовать электронный преобразователь постоянного тока в постоянный, который стабилизирует напряжение на определенном уровне..

Если вам интересно, как вы можете использовать солнечную панель напрямую без батарей и как это работает, то вам следует продолжить чтение этой статьи.Здесь мы объясняем, как питать нагрузку напрямую от солнечной панели, зачем нужны батареи, а также плюсы и минусы использования солнечной панели напрямую без батареи.

Могу ли я подключить солнечную панель напрямую к нагрузке?

Наилучшая выходная мощность для одной солнечной панели определяется несколькими аспектами, такими как эффективность солнечной панели, технология, используемая для различных типов солнечных панелей, но, что наиболее важно, точка максимальной мощности (MPP) относительно кривой IV (рисунок ниже). ).

Как видите, есть определенное напряжение и ток, которые позволяют солнечной панели добраться до МЭС, но фотоэлектрические (PV) модули могут работать в широком диапазоне напряжений и токов. Фотоэлектрический модуль может подавать электроэнергию по запросу, пока напряжения и тока достаточно для ее подачи, но в течение всего процесса значения тока и напряжения не являются фиксированными. Эта нестабильность напряжения и тока делает питание нагрузки постоянного тока, такой как электроника или бытовая техника, практически невозможным.

Поиск правильного решения

Таким образом, вы не можете подключить нагрузку напрямую к солнечной панели без опорного напряжения, такого как батарея глубокого цикла или сеть, что вы можете сделать? Существует одно простое решение, которое работает для питания небольшой или средней нагрузки с помощью солнечной панели без батарей или сети. Для этого вам понадобится электронный преобразователь постоянного тока в постоянный.

Питание нагрузки с помощью солнечной панели без батарей с использованием преобразователя постоянного тока может быть немного сложным. Этот преобразователь предназначен для работы при определенном стабильном напряжении, а это означает, что вам необходимо настроить преобразователь постоянного тока в постоянный для работы при максимальном напряжении, которое панель может производить, и надеяться, что солнечная панель будет работать при этом напряжении как можно дольше. Пока панель работает при указанном напряжении, преобразователь постоянного тока в постоянный будет выполнять свою работу и обеспечивать стабильное выходное напряжение.

Чем преобразователь постоянного тока в постоянный отличается от контроллера заряда?

Контроллер заряда — это тип преобразователя постоянного тока в постоянный, поэтому он может создать некоторую путаницу, но это устройство не может преобразовывать энергию от солнечной панели без батареи. Контроллер солнечной зарядки работает, регулируя поток энергии от солнечных модулей к батареям, заряжая их и, наконец, отправляя оставшуюся мощность непосредственно на инвертор. Контроллер заряда предназначен для использования аккумуляторов в качестве источника опорного напряжения, поэтому к нему необходимо подключить аккумулятор.

Преобразователь постоянного тока в постоянный работает по-другому. Это устройство не требует батарей и не использует их для опорного напряжения. Вместо этого преобразователь постоянного тока в постоянный имеет опорное входное напряжение в постоянном токе и обеспечивает выходное напряжение в постоянном токе. Это означает, что если солнечная панель имеет напряжение в пределах входного диапазона напряжения преобразователя постоянного тока в постоянный, то устройство сможет обеспечить фиксированный выход постоянного тока.

Можно ли использовать сетевой или гибридный инвертор без преобразователя постоянного тока в постоянный?

Вам может быть интересно, можете ли вы использовать гибридный или сетевой инвертор для прямого подключения панелей к нагрузке? Ответ на это большое нет. Сетевые инверторы используют сеть в качестве эталона, чего нельзя сказать о гибридных инверторах. Эти инверторы будут иметь проблемы с переменным напряжением, вызывая проблемы с регулированием частоты и выходным напряжением. Инверторы — это деликатная электроника, которая не может иметь такие переменные входы без источника опорного напряжения.

Можно ли запитать нагрузку переменного тока, используя преобразователь постоянного тока в постоянный и инвертор?

Да, этот можно сделать, но только для небольших нагрузок. Вы можете питать нагрузку переменного тока, используя преобразователь постоянного тока в постоянный, который обеспечивает постоянное напряжение постоянного тока для входа инвертора, однако вы должны иметь в виду, что инвертор должен быть инверторным зарядным устройством или аккумуляторным инвертором.В этом случае солнечные панели должны получать полный солнечный свет для обеспечения стабильного напряжения, преобразователь постоянного тока в постоянный будет работать при номинальном напряжении преобразования, а инвертор будет производить инвертор с чистой синусоидой переменного тока для питания малой или средней нагрузки.

Автономные фотоэлектрические системы: почему батареи так необходимы?

Автономные фотоэлектрические системы требуют аккумуляторов по двум основным причинам: стабильность напряжения и частоты и накопление энергии. В этом разделе мы объясним, почему они так важны и почему вы не можете просто использовать солнечные панели для питания нагрузки в автономных фотоэлектрических системах.

Стабильность напряжения и частоты

Основной причиной, по которой установщики солнечных панелей считают необходимым использование накопления солнечной энергии в автономных фотоэлектрических системах, является стабильность напряжения и частоты. Когда нагрузка переменного тока требует питания, это происходит за миллисекунды, и требуемая мощность может дестабилизировать напряжение или частоту сети, в данном случае дома.

Чтобы избежать потери стабильности напряжения и частоты, солнечный инвертор имеет ряд устройств управления, которые дают ему возможность увеличивать или уменьшать выходную мощность при сохранении стабильного напряжения и частоты. Для достижения этой цели к солнечному инвертору требуется только одно требование: иметь стабильный источник напряжения на входе, поэтому батареи крайне необходимы для автономной солнечной системы.

Хранилище энергии

Вторая причина, по которой батареи так необходимы для автономной установки солнечных панелей, заключается в хранении энергии. Автономные дома производят электроэнергию только в солнечные часы, а это означает, что в вечерние часы, когда солнце начинает скрываться, и ночью солнечные панели не будут производить энергию, в результате чего автономный дом останется полностью без электричества.

Чтобы семья чувствовала себя комфортно и имела бесперебойное питание 24/7, необходимо иметь систему накопления энергии, что равнозначно: аккумуляторы.Аккумуляторы позволяют дому достичь собственного потребления солнечной энергии, гарантируя, что семья будет иметь электричество дома в дневное и ночное время и даже в пасмурные дни, когда фотоэлектрические системы могут быть не в состоянии генерировать достаточно энергии для питания нагрузки.

Емкость резервной системы хранения энергии зависит от энергопотребления дома и желаемой автономности. Домовладелец, которому нужна более высокая автономия, может установить вдвое или втрое больше требуемой емкости, чтобы обеспечить питание в течение нескольких дней, когда панели не вырабатывают достаточно энергии.

Плюсы и минусы использования солнечной панели напрямую без батареи

В то время как питание нагрузки может осуществляться без батареи, с этим связано несколько минусов, но также и несколько плюсов:

Плюсы

• Вам не придется тратить деньги на аккумуляторы.
• Солнечные панели с правильным инвертором могут питать несколько малых и средних нагрузок во время отключения электроэнергии, используя этот метод.

Минусы

• Нет возможности питать нагрузку ночью.
• Преобразователь постоянного тока в постоянный обеспечивает только выходную мощность, в то время как напряжение остается относительно стабильным.
• Не будет резервного питания для использования в пасмурные дни с уменьшенным солнечным светом.
• Нагрузка, которая требует большей мощности, чем генерируют панели, не будет питаться.
• Еще есть риск компрометации нагрузки без стабильного напряжения от аккумулятора

Вывод: когда можно использовать солнечную панель без батареи и стоит ли?

Питание нагрузки с солнечными панелями без батареи может быть достигнуто с помощью инвертора постоянного тока в постоянный и дополнительного солнечного инвертора постоянного тока в переменный, если мы имеем дело с нагрузкой переменного тока. Выполнение этого может быть довольно сложным, поскольку солнечные панели должны иметь напряжение, для которого рассчитан вход преобразователя постоянного тока (обычно максимальное напряжение), чтобы преобразователь работал и выдавал выходную мощность, в противном случае преобразователь отключится. полностью.

В большинстве случаев этого делать не стоит, поскольку лучше и безопаснее иметь батарею или, по крайней мере, использовать сеть в качестве эталона напряжения и частоты, как это делают фотоэлектрические системы с сеткой. Даже небольшие солнечные устройства, такие как блок питания на солнечных батареях и им подобные, содержат батарею из соображений стабильности напряжения.

Использование солнечных батарей в качестве одного из лучших альтернативных источников энергии может быть замечательным, но важно учитывать все необходимые компоненты, такие как батареи. Использование солнечных батарей без аккумуляторов не обеспечивает стабильности, ненадежно и может потребовать технических навыков, поэтому мы не рекомендуем его.

Часто задаваемые вопросы (F.A.Q)

Почему я не могу получить солнечную энергию во время отключения электроэнергии с помощью сетевых фотоэлектрических систем?

Сетевые системы являются наиболее распространенным типом фотоэлектрических систем, для работы которых не требуется система хранения солнечной энергии. Причина этого в том, что солнечный инвертор с сетевым подключением использует сеть в качестве эталона напряжения и частоты, доставляя то же напряжение и частоту в дом. Во время отключения электроэнергии сетевая фотоэлектрическая система не будет работать из соображений безопасности и потому, что инвертору не хватает опорного сигнала для обеспечения стабильной выходной мощности в отношении напряжения и частоты.

Почему я не могу использовать инвертор, связанный с сетью, в своем автономном доме?

Инвертор, связанный с сетью, предназначен для работы только при наличии опорного напряжения и частоты, этим опорным значением обычно является сеть. Эти типы солнечных инверторов не предназначены для работы от батарей и не могут заряжать их от солнечной энергии, поэтому они не совместимы с автономными домами. Для автономных установок вам понадобится инверторное зарядное устройство или гибридный инвертор.

Что происходит с избыточной генерируемой энергией в моей системе солнечных батарей без батареи?

Автономные дома без батареи не могут полностью питаться от преобразователя постоянного тока в постоянный, поскольку он работает только для малых и средних нагрузок.В этом случае большая фотоэлектрическая система не будет в полной мере использовать генерируемую энергию, в результате чего вся эта избыточная энергия будет потрачена впустую. С другой стороны, в домах, подключенных к сети, есть система чистого измерения, которая учитывает избыточную вырабатываемую энергию и предоставляет вам кредиты, которые можно использовать в будущих месяцах для компенсации счетов за электроэнергию.

Зарегистрируйтесь сейчас, чтобы получать уведомления о наших последних розыгрышах, скидках и руководствах.