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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Princípios básicos para o uso de painéis solares. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Hoje, você pode montar de forma independente um dispositivo para fornecimento alternativo de energia solar, consistindo diretamente de uma bateria solar (células solares conectadas a uma bateria), uma bateria e um dispositivo conversor de corrente (inversor) - de CC para CA; assim, ter em casa uma fonte de alimentação alternativa com tensão de rede de 220 V. Na fig. 1.1 mostra um diagrama de blocos de um dispositivo de fonte de energia solar.
Conforme a ilustração apresentada, a potência útil (e seu significado) para o consumidor depende da potência de cada elemento do aparelho. O principal fator de preço da bateria solar e seus elementos individuais também é a energia útil (tensão e corrente de saída). Por exemplo, hoje o custo de uma bateria solar acabada do tipo TSM-180 (12) com uma tensão nominal de 12 V e uma potência útil de 180 W será de 27...29 mil rublos. Para garantir o funcionamento de uma chaleira elétrica moderna, seriam necessários cerca de 2 kW, ou seja, pelo menos 11 dessas baterias; portanto, além das fontes de energia baseadas em painéis solares, outras fontes alternativas são usadas ativamente hoje, por exemplo, aquelas que convertem a energia cinética do vento em corrente elétrica - geradores eólicos que serão discutidos no capítulo 2. Os painéis solares com capacidade de 1 kW, hoje custam cerca de 180 mil rublos. Para comparação, um gerador de energia a diesel exigirá até 1 litros de óleo diesel para gerar 0,33 kWh de eletricidade. Com um custo de combustível de 18 rublos/litro, os custos de combustível serão de aproximadamente 6 rublos/kWh. Você pode comprar esse gerador com um tamanho comparável a uma unidade de sistema de PC por 15 rublos. Tire suas próprias conclusões. A maioria das células solares é feita de silício caro. Como resultado, o alto custo da eletricidade produzida por painéis solares. No entanto, as coisas podem mudar no futuro. Supõe-se que em 10 anos - os recursos energéticos extraídos com a ajuda do sol serão vendidos a um preço 50% inferior ao produzido com a ajuda do carvão, gás natural e combustível nuclear. Durante o ano, os painéis solares perdem até 1,5% de sua capacidade original devido ao envelhecimento do silício. Se um defeito foi feito durante a fabricação da bateria solar, ele pode aparecer em alguns meses ou até anos. É por isso que você não deve comprar painéis solares "baratos", porque eles podem ser muito caros (o avarento paga duas ou três vezes). No entanto, existem muitas opiniões e considerações de oponentes e defensores dos painéis solares, e talvez a única coisa em que todas as partes em conflito sejam solidárias é que o uso de energia solar para fontes alternativas de energia para dispositivos é muito justificado e muito promissor. Considerando a potência de saída relativamente baixa, uma fonte baseada em apenas uma célula solar não pode ser considerada satisfatória. Portanto, os consumidores que possuem um recurso financeiro sério conectam painéis solares em módulos, complementam-nos com dispositivos de controle de carga da bateria, poderosos conversores de energia e, dessa forma, o sistema já pode fornecer energia ininterrupta a uma casa (casa de campo), embora o final o custo é proporcional a várias centenas de milhares de rublos. Na fig. 1.2 mostra uma vista do módulo solar de uma poderosa fonte de energia doméstica.
Acredito que as fontes de energia alternativas, claro, são o futuro. De ano para ano, as células solares ficarão "mais baratas" e sua potência útil, para deleite do consumidor, aumentará. Hoje, os painéis solares são amplamente utilizados como carregadores de baixa potência - para telefones celulares e outros eletrodomésticos. A principal desvantagem de usar uma bateria solar é geralmente chamada de dependência de sua fonte de alimentação - o sol. É por isso que (ver Fig. 1.1) é fornecida uma bateria potente no sistema de fonte de energia alternativa, que "fornece" corrente à carga no momento em que a energia solar está enfraquecendo, por exemplo, à noite. Um fator importante é o fato de que o máximo benefício (eficiência) dos painéis solares é obtido quando os raios solares incidem sobre a superfície das células fotovoltaicas (PVC) em um ângulo de 90°, ou seja, perpendicular. Em outros casos (a terra, como você sabe, gira constantemente em torno do sol), quando o ângulo de incidência dos raios solares e sua reflexão mudam, a eficiência da bateria diminui um pouco, mesmo com tempo ensolarado. Com tempo claro, 1 W de energia de luz solar caem em média em 2 m1000 da superfície da Terra. Dependendo da localização do terreno, a energia solar é fornecida de forma desigual devido à nebulosidade em tempo nublado, há lugares onde o sol brilha 320-350 dias por ano e há lugares onde não há sol. Com base nisso, é necessário calcular a eficácia de sua aplicação em cada caso específico. Para ajudar, Tabela 1.1 fornece informações sobre o recebimento da radiação solar para algumas cidades da Rússia. A tabela é baseada em dados de satélites da NASA. Na latitude de Moscou, durante um dia claro e ensolarado, são fornecidos cerca de 3 kW / h de energia solar por 1 m2. Na tabela. 1.2 fornece informações sobre a radiação solar total em relação às latitudes (pode ser usado para calcular aproximadamente a energia solar em outras cidades). Tabela 1.1. Radiação solar recebida, para algumas cidades
* K - coeficiente de radiação solar total em relação a Moscou. Tabela 1.2. Radiação solar total em diferentes latitudes
Autor: Kashkarov A.P.
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