خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم! قسمت سوم

خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم

 در مورد سیستم های خانه هوشمند با انرژی خورشیدی و مزایای استفاده از این سیستم ها در مطالب قبلی صحبت کردیم. در ادامه این مطالب در این قسمت سعی داریم در مورد اجزای هوشمندسازی ساختمان با  سیستم خورشیدی جزییات بیش تری توضیح می دهیم. به طور کلی یک سیستم خورشیدی از چند قسمت اصلی تشکیل می شود. سلول خورشیدی، اینورتر یا مبدل، کنترل کننده شارژ و باتری. در ادامه در مورد هر کدام به تفصیل صحبت می کنیم.

 

سلول های خورشیدی

سلول های خورشیدی با دریافت نور خورشید و تبدیل این انرژی به انرژی الکتریکی برای ما برق تولید می کند. این سلول ها در ابعاد مختلفی ساخته شده و از جنس نیمه هادی هایی مثل سیلیکون هستند.

 

اینورتر (مبدل )

وسیله ایست که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) برای مصرف، تبدیل می کند. همانطور که پیشتر گفته شد، اینورترهای خورشیدی به دو نوع منفصل از شبکه و متصل به شبکه تقسیم می‌شوند. در نوع متصل به شبکه، برق تولیدی از پنل خورشیدی به طور مستقیم به اینورتر وارد می‌شود. بنابراین این اینورتر با اینورترهای معمولی متفاوت است. زیرا برق تولید شده از پنل به دلیل تاثیرات شرایط محیطی مانند تغییرات تابش نور خورشید همیشه در حال تغییر است. پس اینورتر با یک توان ورودی یکنواخت روبرو نیست و در نتیجه باید الگوی خاصی برای تبدیل برق مستقیم به برق متناوب داشته باشد. در نتیجه قیمت اینورتر خورشیدی نسبت به اینورتر معمولی بالاتر است.

در نوع منفصل از شبکه، اینورتر برق ذخیره شده در باتری را از ۱۲ ولت مستقیم به ۲۲۰ ولت متناوب تبدیل می‌کند تا مناسب برای استفاده در وسایل برقی خانه و هوشمندسازی ساختمان شود. اینورترها هرچه قدر شکل تبدیلشان سینوسی تر باشد، بهتر خواهند بود. این اینورترها مانند اینورتر متصل از شبکه نیستند زیرا برق یکنواخت باتری را تبدیل خواهند کرد.

برای انتخاب اینورتر دو پارامتر بسیار مهم را باید در نظر گرفت:

۱- ولتاژ ورودی به اینورتر

۲-  توان خروجی از اینورتر

ولتاژ ورودی به اینورتر منفصل از شبکه مربوط به ولتاژ باتری و در نوع متصل به شبکه مربوط به ولتاژ پنل است. توان خروجی از اینورتر هم مربوط است به حداکثر توانی که سیستم برای آن طراحی شده است. این توان برای سیستم‌های منفصل معمولا در اینورترها از ۲۰۰ وات تا ۳۰۰۰ وات می‌باشد.

شارژ کنترلر:

شارژ کنترلر وظیفه شارژ باتری ها را از منبع پنل خورشیدی بر عهده دارد. در حقیقت شارژ کنترلر همان شارژر باتری است اما شارژ کنترلر خورشیدی غیر از اینکه باید الگوی شارژ یک باتری را رعایت نماید ( شایان ذکر است که شارژ کنترلر باتری سرب اسیدی با باتری لیتیمی متفاوت است و این به دلیل تفاوت الگوی شارژ شدن این دو باتری است) باید خود را با توان متغیر یک پنل خورشیدی نیز وفق دهد. از این منظر شارژ کنترلر خورشیدی نیز نسبت به یک شارژ کنترلر معمولی گرانتر است. برای انتخاب شارژ کنترلرها نیز باید دو پارامتر ولتاژ باتری و توان پنل را لحاظ  نمود.

شارژ کنترلرها انواع مختلفی بر اساس ولتاژ ( معمولا ورودی ۱۲ یا ۲۴ ولت مستقیم) و توان  یا جریان خروجی  ( از ۵ آمپر تا ۴۰ آمپر) دارند اما به طور کلی می‌توان آنها را به دو دسته PWM و MPPT تقسیم نمود. در مدل MPPT شارژ کنترلر با اتخاذ الگویی همیشه با تغییر در ولتاژ و جریان تولید شده از پنل خورشیدی، در توان ماکزیموم کار خواهد کرد. بنابراین مدل MPPT گرانتر از مدل PWM می باشد.

 

باتری:

آخرین جز یک سامانه خورشیدی منفصل از شبکه، منبع ذخیره سازی توان تولیدی توسط پنل خورشیدی است که همان باتری‌های قابل شارژ می‌باشد. باتری مناسب سیستم خورشیدی به دو نوع لیتیمی و سرب اسیدی تقسیم می‌شوند. البته برای یک سامانه خورشیدی مورد نیاز در یک خانه هوشمند از باتری‌های اسیدی استفاده می‌شود. باتری‌های اسیدی متداول در حال حاضر از نوع ژله‌ای می‌باشند.

 

انرژی خورشیدی و خانه هوشمند

 

محاسبه هزینه تامین برق خانه با استفاده از سامانه خورشیدی

مرحله بعدی محاسبه مقدار توان سلولهای خورشیدی است که در این مرحله محل جغرافیایی که قرار است پنلهای فتوولتاییک در آن محل نصب شوند از اهمیت قابل توجهی برخوردار است چراکه در موقعیت های جغرافیایی مختلف پارامترهایی همچون زاویه تابش آفتاب، متوسط تابش روزانه آفتاب، مقدار ابری بودن روزها در طول سال و سایر عوامل جوی و محیطی تاثیر زیادی بر طراحی پانلها از لحاظ ظرفیتی خواهد داشت. مهمترین پارامتری که در شرایط جغرافیایی مختلف  بر روی ظرفیت پانلها تاثیر می‌گذارد متوسط تابش روزانه آفتاب در یک منطقه بر حسب ساعت است. خوشبختانه از این لحاظ ایران کشوری است که بیشتر روزهای سال را آفتابی می‌گذراند و متوسط سالانه روزهای آفتابی در ایران به خصوص مناطق مرکزی بسیار بالاست.

برای محاسبه توان مورد نیاز ابتدا باید میزان مصرف خانه را بدست آورد. این میزان بر روی قبوض برق درج شده است و هر کاربر می‌تواند از طریق قبض برق خود میانگین مصرف ماهانه خود را بدست آورد. اما به طور میانگین برای یک خانه ۹۰ متری این مقدار به طور متوسط سالانه در حدود ۱۶۵ کیلووات ساعت در ماه یا به عبارتی در حدود ۵/۵ کیلووات ساعت در روز می‌باشد. البته در روزهای تابستان که کولر روشن خواهد شد این مقدار بیشتر می‌شود و نوع کولر آبی یا گازی توان متفاوتی را مصرف می‌کنند. حال اگر کاربری بخواهد از نیروی خورشیدی برای خانه خود استفاده نماید با توجه به لوازم برقی می بایست توان مصرفی روزانه خود را بدست آورد. در ادامه جدولی توان مصرفی وسایل برقی معمول در یک خانه ۹۰ متری آورده شده است.

موارد ذکر شده نیازهای اصلی در یک ویلا یا خانه می‌باشند و به طور تقریبی محاسبه شده است. برای برآورد هزینه سامانه خورشیدی مورد نیاز این خانه بر اساس ۳۸۰۰ وات ساعت به شرح ذیل عمل می‌شود:

طبق داده های تجربی بدست آمده از یک نیروگاه خورشیدی در تهران یک پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی در می‌تواند بین ۱۲۰۰ تا ۹۵۰ وات ساعت در روز برق تولید نماید. بنابراین برای اینکه بتوان حداقل برق مورد نیاز یک خانه را تامین نمود باید از ۴ پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی یا به عبارتی یک کیلووات پنل استفاده نمود. در این حالت در روز تقریبا بین ۳۸۰۰ تا ۴۸۰۰ وات ساعت برق تولید خواهد شد.

برای شارژ کردن این برق در باتری نیاز به شارژ کنترلر مدل ۱۲ ولت – ۴۰ آمپر می‌باشد. همچنین برای تبدیل برق ۱۲ ولتی به ۲۲۰ ولت متناوب نیاز به اینورتر یک کیلوواتی است. میزان باتری مورد نیاز برای ذخیره شدن این میزان انرژی در باتری ۱۲ ولتی، نیاز به باتری با ظرفیت ۴۰۰ آمپر ساعت است. بنابراین می‌توان از ۴ باتری ۱۰۰ آمپر ساعتی استفاده نمود.

همچنین با توجه به شرایط ممکن است نیاز باشد تا پنل‌ها بر روی استندهای فلزی قرار بگیرند. قیمت این استندها برای چهار عدد پنل ۲۵۰ واتی تقریبا ۵۰۰۰۰۰ تومان می‌شود. هزینه نصب سیستم نیز توسط یک شرکت تقریبا ۱۰ درصد قیمت سامانه می‌شود که تقریبا برابر ۷۰۰ تا ۸۰۰ هزار تومان خواهد بود.

2 پاسخ ها
    • خانه هوشمند فناوران انرژی سبز
      خانه هوشمند فناوران انرژی سبز می گوید:

      از اینکه همراه ما هستید و مقالات رو مطالعه میکنید متشکریم ، با درج نظرات مفیدتون ما رو در ارائه مقالات بهتر یاری کنید.

      پاسخ دادن

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
در صورت تمایل از راهنمایی رایگان ما استفاده کنید!!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *