Φωτοβολταικά: Ο απόλυτος DIY οδηγός!

Αν διαβάζετε αυτήν εδώ την γραμμή τότε είστε αποφασισμένοι να φτιάξετε το δικό σας αυτόνομο φωτοβολταικό σύστημα (“αυτόνομο” σημαίνει ότι έχει μπαταρίες στις οποίες αποθηκεύει ενέργεια για χρήση ακόμα και σε ώρες που δεν έχει ήλιο) για να τροφοδοτήσετε κάποιο μέρος του σπιτιού σας με δωρεάν ηλεκτρικό ρεύμα. Είσαστε στο κατάλληλο μέρος για να ξεκαθαρίσετε επιτέλους πως ακριβώς θα το κάνετε αυτό χωρίς να ψάξετε πουθενά αλλού. Εδώ θα βρείτε ότι ακριβώς χρειάζεστε: Τίποτα λιγότερο και τίποτα περισσότερο! Ας ξεκινήσουμε λοιπόν απλοικά και ξεκάθαρα.

Από τι αποτελείται ένα Αυτόνομο Φωτοβολταικό Σύστημα

Ένα φωτοβολταικό σύστημα αποτελείται από:
α) Φωτοβολταικό Πάνελ
β) Ρυθμιστή Φόρτισης
γ) Μπαταρία/ες
δ) Inverter

Τι σκοπό ύπαρξης έχει κάθε ένα από αυτά τα μέρη:

α) Φωτοβολταικό Πανελ(Solar Panel): Ο σκοπός ύπαρξης του Φωτοβολταικού Πάνελ για ένα αυτόνομο φωτοβολταικό σύστημα είναι η φόρτιση των μπαταριών και τίποτα άλλο Μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική και αποτελείται από τα φωτοβολταικά στοιχεία (solar cells). Το φωτοβολταικό στοιχείο  χαρακτηρίζεται από την Τάση και από την Ισχύ που παράγει. Για παράδειγμα ένα στοιχείο μπορεί να είναι 0,5Volts και 5Watt, αυτό σημαίνει ότι όταν βρίσκεται σε τέλειες συνθήκες φωτισμού μπορεί να δώσει 0,5V και 5Watt, σε λιγότερο φως η ισχύς πέφτει.

Υπάρχουν δύο τρόποι διασύνδεσης των στοιχείων: Σε σειρά και παράλληλα. Αν συνδέσουμε δύο στοιχεία 0,5V, 5W  (10 Αμπερ ρεύμα) σε σειρά τότε θα έχουμε στα άκρα του συστήματος 1V και ισχύ 10W (Πάλι 10 Αμπέρ ρεύμα). Αν θέλουμε το ρεύμα να είναι μεγαλύτερο τότε χρησιμοποιούμε την παράλληλη συνδεσμολογία που θα μας δώσει τάση 0,5V και ισχύ 10W (Ρεύμα 20Aμπερ). Ο τρόπος σύνδεσης εξαρτάται από την τάση φόρτισης των μπαταριών που θέλουμε να φορτίσουμε. Αν θέλουμε να φορτίσουμε μια μπαταρία 12V τότε η τάση που θα δίνει το panel θα πρέπει να είναι 18V. Για να το πετύχουμε αυτό με τις κυψέλες των 0,5V – 5W τότε θα πρέπει να συνδέσουμε σε σειρά 36 από αυτές οι οποίες θα δώσουν 18V – 180W (10Ampere). Aν θέλουμε στα 18V διπλάσια ισχύ τότε πρέπει να κάνουμε συνδυασμό των δύο συνδεσμολογιών πάνω στο πανελ ή να φτιάξουμε δύο ξεχωριστά πανελ τα οποία συνδεόμενα παράλληλα θα δίνουν 18V -360W.

β) Ρυθμιστής Φόρτισης (Charge Controller): Σκοπός του είναι να ελέγχει την σωστή φόρτιση της μπαταρίας από το ρεύμα του πανελ. Πάνω του συνδέονται το/τα πανελ, οι μπαταρίες και το φορτίο(το inverter δηλαδή πάνω στο οποίο βάζουμε μια συσκευή). Ο ρόλος του ρυθμιστή είναι πολύ σημαντικός γιατί χάρη σε αυτόν οι μπαταρίες φορτίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε η διάρκεια ζωής τους να είναι μεγάλη. Το χαρακτηριστικό του ρυθμιστη φόρτισης είναι το Ρεύμα Φόρτισης. Αν για παράδειγμα το πανελ ή ο συνδυασμός πανελ δίνουν 10Α ρεύμα τότε ο ρυθμιστής φόρτισης θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 20Α.

γ) Μπαταρία: Στην μπαταρία αποθηκεύεται η ενέργεια από τον ήλιο. Έτσι μπορούμε να την χρησιμοποιήσουμε όποτε θέλουμε χωρίς να είναι απαραίτητος ο ήλιος εκείνη την στιγμή. Τα χαρακτηριστικά μιας μπαταρίας είναι η τάση και τα Αμπερώρια. Για παράδειγμα, μια μπαταρία μπορεί να είναι 12V 100Ah. Αυτό σημαίνει με πολύ απλά λόγια ότι μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια 1200Watt τα οποία μπορούν να διαρκέσουν μία ώρα. Δηλαδή αν έχουμε να τροφοδοτήσουμε μια λάμπα οικονομία 10W η μπαταρία θα διαρκέσει 120 ώρες.
Ο χρόνος που απαιτείται για την φόρτιση μιας μπαταρίας των παραπάνω στοιχείων εξαρτάται από την ισχύ του πανελ. Αν το πανελ βγάζει ισχύ 120W τότε για να “γεμίσει” η μπαταρία απαιτούνται 10 ώρες πλήρους ηλιοφάνειας. Φυσικά μπορεί να φορτίσει και με 20 ώρες λιγότερης ηλιοφάνειας κοκ.
Εν κατακλείδι: Αν θέλουμε πολλές ώρες αυτονομίας για ακόμα πιο ενεργοβόρες συσκευές θα πρέπει να έχουμε “μεγάλες” μπαταρίες. Αν θέλουμε η φόρτιση να γίνεται γρηγορότερα τότε χρειαζόμαστε και μεγαλύτερης ισχύος ή περισσότερα φωτοβολταικά panels.

δ) Inverter: Ο inverter συνδέεται στην ειδική έξοδο του ρυθμιστή φόρτισης και μετατρέπει την τάση της μπαταρίας σε 220V AC, όσο δηλαδή χρησιμοποιούν οι οικιακές συσκευές και οι λάμπες. Τα χαρακτηριστικά του είναι τρία: Η τάση εισόδου (πχ 12V), η τάση εξόδου (220V για Ελλάδα) και η ισχύς που μπορούν να σηκώσουν (πχ 300W). Η ισχύς φυσικά είναι αυτή που παίζει σημαντικό ρόλο αφού ανάλογα επιλέγουμε τον inverter. Αν οι συσκευές που θέλουμε να τροφοδοτήσουμε καταναλώνουν συνολικά ανα ώρα 500W τότε ο inverter πρεπει να ξεπερνάει αυτή την τιμή. Συνήθως οι inverters αναφέρουν και την μέγιστη στιγμιαία ισχύ που μπορούν να δεχθούν και είναι διπλάσια της ισχύς λειτουργίας. Ο λόγος ύπαρξης της στιγμιαίας μέγιστης ισχύος είναι η τρόφοδότηση συσκευών που απαιτούν υψηλό ρεύμα έναρξης λειτουργίας.

Οι inverters όμως έχουν ακόμα μια κατηγοριοποίηση. Χωρίζονται σε inverters πραγματικού ημιτόνου (pure sine wave) και σε όχι πραγματικού ημιτόνου. Αυτό σημαίνει ότι το ημίτονο της τάσης του εναλασσόμενου ρεύματος είναι τέλειο ενώ της δεύτερης κατηγορίας όχι. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι πολύ σημαντικό γιατί η χρήση Pure Sine Wave σχεδόν επιβάλλεται για την τροφοδότηση συσκευών με ευαίσθητα ηλεκτρονικά κυκλώματα (τηλεοράσεις, υπολογιστές κλπ.). Φυσικά οι inverters πραγματικού ημιτόνου είναι πολύ ακριβότερη από αυτούς μη πραγματικού ημιτόνου.

 

(το άρθρο θα εμπλουτιστεί προσεχώς)

Related Articles

2 ΣχόλιαΣχολιάστε

Leave a Reply

Η διεύθυνση σας δεν θα αναρτηθεί. Τα απαιτούμενα πεδία σημειώνονται με *