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Panels Photovoltaische Solarenergie

Isolierte Photovoltaikanlagen

Isolierte Photovoltaikanlagen

Autonome Photovoltaikanlagen sind Anlagen, die vom Stromnetz getrennt sind. Die gesamte von Sonnenkollektoren erzeugte elektrische Energie wird direkt verbraucht.

Diese Arten von Photovoltaikanlagen sind für Fälle konzipiert, in denen die Kosten für Wartung und Installation von Stromleitungen nicht rentabel sind. Dies wäre beispielsweise bei Bergschutz der Fall.

Welche Anwendungen haben autonome Photovoltaikanlagen?

Die Hauptanwendungen isolierter Systeme sind:

  • Elektrifizierung von Häusern und Gebäuden, hauptsächlich für Beleuchtungs- und Stromversorgungsgeräte.
  • Straßenbeleuchtung.
  • Landwirtschaftliche und tierische Anwendungen.
  • Pumpen und Wasseraufbereitung.
  • Vom Netzwerk isolierte Telefonantennen.
  • Signalisierung und Kommunikation.

Photovoltaik-Solarenergieanlage in einem isolierten Unterstand

Diese Anlagen werden hauptsächlich dort eingesetzt, wo kein Zugang zum Stromnetz besteht und die Installation einer Photovoltaikanlage billiger ist als die Verlegung einer Linie zwischen Netz und Verbrauchsstelle. Der erzeugte Strom wird zum Eigenverbrauch verwendet.

Welche Vor- und Nachteile haben autonome Solaranlagen?

Die isolierten Photovoltaik-Solaranlagen haben den Vorteil, dass sie nicht auf externe Elemente zur Energieversorgung angewiesen sind und die direkten Kosten der Kilowattstunde Energie Null sind.

Andererseits hat es bestimmte Nachteile. Der Hauptnachteil dieser Art von erneuerbarer Energiequelle ist die Abhängigkeit von der Variation der empfangenen Sonnenstrahlung. Die Sonnenstrahlung, die das Photovoltaik-Modul erhält, hängt vom Sonnenplan, der Neigung der Sonne zu verschiedenen Tageszeiten und zu verschiedenen Jahreszeiten sowie vom Wetter ab. Sonnenstrahlungsstunden können berechnet werden. Was nicht berechnet werden kann, ist die Anzahl der Stunden und bewölkten Tage, die genau haben werden (statistisch kann es erhalten werden).

Im Gegensatz zu den an das Netz angeschlossenen Photovoltaik-Solaranlagen ist es erforderlich, ein Energiespeichersystem bereitzustellen, um es in den Stunden nutzen zu können, in denen die Photovoltaik-Module keinen Strom erzeugen, weil sie keine Strahlung empfangen. An das Netzwerk angeschlossene Anlagen weisen diesen Nachteil nicht auf, da der Energieüberschuss in das erzeugte und bei Bedarf mit Strom versorgte Stromnetz eingespeist werden kann.

Welche Elemente bilden eine vom Stromnetz isolierte Photovoltaik-Solaranlage?

Zusätzlich zu den gemeinsamen Elementen von Photovoltaik-Solaranlagen gibt es eine Reihe von Elementen, die für den Betrieb dieser Art von Anlagen vollständig erforderlich sind:

Was sind Energiespeicher?

Die elektrischen Energiespeicher, die für die Speicherung der von den Photovoltaikmodulen erzeugten Energie bei geringem Verbrauch verantwortlich sind, damit sie bei Zeiten des Energiebedarfs genutzt werden können. Im Allgemeinen handelt es sich um Batterien, obwohl es einige Einrichtungen gibt, in denen Sonnenenergie mit hydraulischer Energie gemischt wird und die in Sonnenkollektoren erzeugte Energie zum Antreiben einer Pumpe und zum Anheben von Wasser in einer bestimmten Höhe verwendet wird. Wasser in einer bestimmten Höhe hat potentielle Energie, die durch den Betrieb der Turbinen wieder in elektrische Energie umgewandelt werden kann.

Was sind Laderegler?

Laderegler sind sowohl für den Ladevorgang als auch für die Entladung der Akkus (in diesem Fall der Batterien) verantwortlich. Sie befinden sich immer unter den richtigen Betriebsbedingungen.

Was sind Lastwechselrichter?

Die Wechselrichter sind dafür verantwortlich, die Energie in Form von Gleichstrom, der im Solarpanel gewonnen wird, in Wechselstrom umzuwandeln. Da die Photovoltaik-Solarmodule Strom in Gleichstrom erzeugen und die meisten Elektrogeräte, die wir verwenden werden, einen Wechselstromeingang benötigen, müssen wir den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln.

Mögliche Einstellungen

Die Grundkonfiguration der isolierten Anlagen des Stromnetzes besteht aus dem Photovoltaikgenerator, einem Laderegler und einer Batterie. Die Batterie ist das Element, das für die Akkumulation der von den Paneelen während der Stunden der größten Strahlung gelieferten Energie verantwortlich ist, um sie während der Stunden mit geringem oder keinem Hitzschlag zu verwenden. Der Laderegler steuert die Batterieladung und verhindert so übermäßige Über- oder Entladungen, die die Lebensdauer verkürzen. Bei dieser Konfiguration erfolgt der Verbrauch im Gleichstrom.

Eine weitere Grundkonfiguration ist das Solarpumpen, bestehend aus Paneelen, kleinen Geräten und der Pumpe, in die bei Sonnenschein Wasser gepumpt wird, ohne dass Batterien benötigt werden.

Die in Privathaushalten am häufigsten verwendete Konfiguration besteht aus einem Photovoltaikgenerator, einem Laderegler, Batterien und einem Wechselrichter. Letzterer wandelt die in den Batterien akkumulierte Energie in Wechselstrom um, der für die meisten Anwendungen verwendet wird.

Für die Berechnung dieser Art von Einrichtungen unterscheiden sich die Entwurfskriterien. In den an das Netzwerk angeschlossenen Einrichtungen versuchen wir, die jährliche Produktion nach Süden und mit der günstigsten Neigung zu maximieren. Andererseits muss bei isolierten Anlagen das Kriterium darin bestehen, das Maximum im ungünstigsten Monat, dem Dezember, zu erzeugen, und daher wird der Rest des Jahres mindestens die für den schlechtesten Monat berechnete Energie haben, wobei immer der Bedarf gedeckt wird.

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Referenzen

  • www.peigenesis.com Custom connector & cable solutions for harsh environments. hop electronic components to find your custom connector solutions. Built-to-order engineered solutions.
  • eaton.com Diversified power management company and global technology leader in electrical systems for power quality, distribution and control; hydraulics components, systems and services for industrial and mobile equipment; aerospace fuel, hydraulics and pneumatic systems for commercial and military use; and truck and automotive drivetrain and powertrain systems for performance, fuel economy and safety.

Geändert am: 11. März 2020