A mindennapi életünk során gyakran használunk számos elektromos és elektronikus készüléket, például mobiltelefonokat, ventilátorokat, hűtőket, elektromos lámpákat, légkondicionálókat, számítógépeket, ipari műszereket, gépeket stb. Mindezek elektromos és elektronikus alkatrészek vagy az eszközök működésükhöz elektromos áramellátásra van szükség.

A napenergia előnyei és hátrányai

Megfelelő teljesítmény biztosítása és a terhelésigény elérése érdekében különböző módon lehet előállítani az elektromos energiát különböző energiaforrások, például napenergia, hőenergia, szélenergia, nukleáris energia felhasználásával. Ebben a cikkben a napenergiáról és annak előnyeiről és hátrányairól fogunk beszélni napenergia rendszer elektromos áramtermelésre használják.

Napenergia

A Nap sugárzó fénye és hője hasznosítja a napenergiát. Ehhez olyan fejlõdõ technológiákat használnak, mint a napenergiás villamos energia, a napelemes építészet, a napfûtés és a napelem napenergia . A napenergia megkötésének, átalakításának és elosztásának módja alapján ezeket a napenergia-technológiákat két típusba sorolják: aktív napenergia és passzív napenergia. A napenergiából előállított elektromos energiát napenergia-energiának nevezzük.

A napenergiát, amelyet közvetlenül használnak uszodákban a vízmelegítéshez, nappali villámláshoz, ruhák szárításához stb., Mindenféle köztes eszköz vagy átalakító nélkül, passzív napenergia néven említjük.

Passzív napenergia

A napenergiát, amelyet közvetetten használnak az energiafogyasztó készülékek áramellátásának biztosítására az olyan köztes eszközökön keresztüli feldolgozás után, mint a napelemek vagy a fotovoltaikus cellák a napenergia villamos energiává történő átalakítására, Aktív napenergia-nak nevezzük.

Aktív napenergia

Napenergia-átalakítási folyamat

A napenergiát elektromos energiává alakítják, amelyet napenergia-energiának neveznek, és ez az átalakítási folyamat napelemek, töltésszabályozó, akkumulátor és inverter használatával valósul meg.

Napenergia-átalakítási folyamat

Napelemek

Napelemek

“szuperpozíció -tétel példák megoldásokkal ”

A napelemeket vagy a fotovoltaikus cellákat arra használják, hogy a (napenergia) fényt a fotovoltaikus effektus segítségével elektromos árammá (DC) alakítsák. Ezt a rendszert nevezhetjük Napenergia-rendszer . A napelemek rugalmatlan modulok, amelyek szilíciumból vagy ostyalapú kristályos szilíciumból készülnek.

A fotovoltaikus cellákat két típusba sorolják: polikristályos és monokristályos cellákba. Számos fotovoltaikus cella van összekapcsolva modul alkotásával, és ezeknek a tömböknek a neve napelem.

Akkumulátor rendszer

Akkumulátor rendszer

Az akkumulátorrendszer másodlagos cellából vagy újratölthető elektromos akkumulátorból áll. Van két típusú elemeket mint például az ólomsav és a gélcellás mély ciklusú elemek.

Az akkumulátort nappali energiafogyasztásra használják, míg a napelemek energiát termelnek, éjszaka pedig inverter segítségével.

Töltésvezérlő

A töltésszabályozó a töltés és a terhelés be- vagy kikapcsolására szolgál. Elsősorban az akkumulátor túlterhelés elleni védelmére és töltési körülmények között használják.

Töltésvezérlő

Nappal a vezérlő kapcsolja az akkumulátort a napelemek által termelt energia tárolására, éjszaka pedig egy inverteren keresztül látja el a terhelést.

Inverter

Inverter

A Az invertert arra használják, hogy az egyenáramot átalakítsák váltóárammá , majd áramellátás biztosítása a terhelések számára.

Mivel sok terheléshez, amelyet gyakran használunk, váltakozó áramú áramra van szükség, az egyenáramot AC-vé kell átalakítani. Az akkumulátorban tárolt energia egyenáramban van, ezt a rendszerben lévő inverter segítségével átalakíthatjuk váltóáramúvá is.

A napenergia jelentősége

Különböző típusú energiaforrások léteznek, amelyekkel elektromos energiát tudunk előállítani, de ebben a folyamatban elektromos áramtermelés sok mindent figyelembe kell venni, például a szennyezést, a költségeket, a hatékonyságot, az energiatermeléshez felhasznált megújuló vagy megújíthatatlan energiát stb. Itt figyelembe kell vennünk a napenergia jelentőségét az áramtermelésben, és meg kell őriznünk a nem megújuló energiaforrásokat, például a szenet, a kőolajat, az egyéb fosszilis tüzelőanyagokat.

A napenergiát nem csak villamos energia előállítására használják fel, hanem az üzemek a zöld klorofill és az élelmiszerek termelésére is használják a növényekben fotoszintézis révén - a növények túlélésének elengedhetetlen kellékei. napenergia projektek Az alábbiakban ebben a cikkben tárgyalva megértjük a napenergia fontosságát.

A napenergia előnyei és hátrányai

Annak ellenére, hogy a napenergiának számos előnye van, de a napenergiának is vannak hátrányai, amelyeket az alábbiakban sorolunk fel:

Előnyök

A napenergia szabad és megújuló erőforrás az áramtermeléshez, azonban kollektorokra és néhány egyéb berendezésre van szükség a napenergia elektromos energiává történő átalakításához.

Az áramtermeléshez használt napelemek nem okoznak zajt. mivel más módszerekkel működő generátorok vagy turbinák zajszennyezést okoznak.
Nem okoz nagy szennyezést más energiatermelő módszerekhez, például hőerőműhöz, atomerőműhöz stb.

A napelemek nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, ezért működésükhöz kevés karbantartásra van szükség.

Használható távoli területeken áramtermelésre és -hasznosításra azon a helyen, ahol a villamos energia szállítása túl drága.

A napenergia energiabiztonságot kínál azáltal, hogy elkerüli az általános energiarendszert, amelyben fennáll az áramlopás lehetősége.

Általánosságban elmondható, hogy a számológépeket és néhány alacsony energiafogyasztású elektronikus eszközt energiával lehet ellátni a napenergia hatékony felhasználásával.

A napenergia a napelemek telepítésével képes előállítani a házhoz szükséges energia 50% -át.

Hosszú távú napenergia-felhasználás esetén a napenergia-beruházás maximális szinten visszanyerhető, mivel a napenergia költségmentes.

Ez egy örökké tartó végtelen megújuló energiaforrás, összehasonlítva más korlátozott energiaforrásokkal, mint például a nukleáris energia, a szén stb., Amelyek becslések szerint 30 vagy 40 évig fognak tartani.

Munkahelyteremtő erőműnek tekinthető, ha a naperőművek telepítésének vagy építésének megkezdése után több mérnöki hallgató számára több munkalehetőséget kínál.

Napenergia előnyei

A fenti ábra azt mutatja, hogy a ház tetejének napelemjeiből előállított napenergia háztartási célokra felhasználható, például mosógéphez stb., És a fennmaradó energiát el lehet adni a hálózatnak, hogy pénzt kapjanak az áram exportálásáért.

Hátrányok

A napelemek beépítési költségei a napenergia felhasználásához nagyon drágák, és a kezdeti beruházások csak hosszú távú (sok éves) hasznosítás után fedezhetők.

A napenergia-termelés teljes mértékben a napelemeken bekövetkező napfénytől függ, amely viszont az éghajlati viszonyoktól függ.
A napenergiát korlátozott ideig lehet hasznosítani, mivel a napfény csak nappali és napsütéses napokban érhető el, így csak korlátozott ideig lehet energiát előállítani, és az energiát akkumulátorokban kell megtakarítani későbbi felhasználás céljából.
A napenergia tárolására használt akkumulátorok nagyon költségesek, hatalmas méretűek, és időnként ki kell cserélni őket.
A napenergia-rendszer hatékonysága (a napenergia villamos energiává alakítása) körülbelül 22%, ennek javításához nagy területekre van szükség több napfény befogására és a megfelelő villamos energia előállítására.

Napenergia projektek

Sok napenergia alapú elektromos és elektronikus projektek mint egy egyszerű szolár vízmelegítő és az alábbiakban felsorolunk néhány projektet, azok céljaival együtt. Az egyének és intézmények körében a napenergia előnyeivel és hátrányaival kapcsolatos hatalmas tudatosság elindította őket új fejlett napenergia-projektek tervezésébe és kidolgozásába. A új, fejlett, innovatív projektek tartalmazza Napkövető napelem , Raspberry Pi alapú napelemes utcai fény, napelemes töltésvezérlő, napenergia-mérőrendszer és sok más napelemes mikrokontroller projektek .

Raspberry Pi alapú Solar Street Light

A projekt fő célja LED alapú utcai lámpák megtervezése automatikus fényerő-szabályozással napenergia vagy napenergia felhasználásával, fotovoltaikus cellák segítségével Raspberry Pi tábla . A napelemeket arra használják, hogy a napenergiát elektromos energiává alakítsák, és ezt az elektromos energiát az akkumulátorok töltésszabályozó áramkörrel történő feltöltésére használják.

Raspberry Pi alapú Solar Street Light, az Edgefxkits.com

A fény intenzitását az energiatakarékosság érdekében szabályozzák az alacsony forgalmi sűrűségben (általában késő éjszaka). A PWM technika be van ágyazva a Raspberry Pi táblába, amint azt a blokkdiagram mutatja, hogy a napenergiát különböző intenzitásokkal, különböző időpontokban biztosítsák.

Napelemes töltésvezérlő

A fő szándék a Napelemes töltésvezérlő A projekt az elektromos energiát akkumulátorokban tárolja, amelyet a napenergia napenergia energiává vagy elektromos energia fotovoltaikus cellák felhasználásával, nappal, és ennek a tárolt energiának az éjszakai felhasználására. Egy készlet Az op-ampereket komparátorokként használják a panel feszültségének és terhelési áramának a blokkdiagramon látható figyelemmel kísérésére.

Solar Power Charge Controller by Edgefxkits.com

Különböző típusú LED-ek töltés, túlterhelés és mélykisülés esetén jelzik. A MOSFET-et félvezető kapcsolóként használják a terhelés levágására alacsony akkumulátorról vagy túlterhelésről. Ha az akkumulátor teljesen fel van töltve, akkor a napenergiát egy tranzisztor segítségével megkerülik a dummy terhelésig.

Sok tudós, intézmény, magánszemély kutat a napenergia energiarendszerének hatékonyságának javítása érdekében. A megújuló napenergia használatának ösztönzése érdekében megoszthat még néhány napenergia-előnyt és hátrányt, amelyeket ismer a megjegyzés részben. A napenergia és a napenergia alapú projektekkel kapcsolatos további technikai segítségért kérjük, tegye fel kérdéseit, észrevételeit és napenergia projekt ötletek a mikrokontroller használatával megvalósítani.

Fotók: