Solární regulátor - Solar controller

A solární regulátor je elektronické zařízení, které ovládá oběhové čerpadlo v solární horká voda systém, aby získal co nejvíce tepla ze solárních panelů a chránil systém před přehřátím. Základní úlohou regulátoru je zapnout oběhové čerpadlo, když je v panelech k dispozici teplo, pohybující se pracovní tekutinou přes panely do výměník tepla na tepelný sklad. Teplo je k dispozici, kdykoli je teplota solárního panelu vyšší než teplota vody ve výměníku tepla. Ochrana proti přehřátí je dosažena vypnutím čerpadla, když zásobník dosáhne maximální teploty, a někdy chlazení zásobníku zapnutím čerpadla, když je zásobník teplejší než panely.

Většina komerčních regulátorů zobrazuje teplotu teplé vody v skladu a poskytuje obecné informace o stavu systému, včetně celkové výroby energie.

Součásti

Nejjednodušší okruh solárního regulátoru používá komparátor se dvěma teplotními vstupy, jeden na solárním panelu a jeden na tepelný sklad výměník tepla a výstup pro ovládání čerpadla. Obchodní kontroloři používají a mikroprocesor obvykle s LCD displejem a jednoduchým uživatelským rozhraním s několika tlačítky. Napájení regulátoru a čerpadla může pocházet z elektrické sítě nebo z fotovoltaické (PV) modul.[Citace je zapotřebí ]

Funkce

Hlavní funkcí regulátoru je zapnutí nebo vypnutí oběhového čerpadla. Čerpadlo se obvykle zapne, když je solární panel teplejší než voda ve výměníku tepla v obchodě, a vypne se, když je panel chladnější. Zapnutím čerpadla se teplo z panelu přenese do skladu. Vypnutí, když panely vychladnou, zabrání obrácení procesu a ztrátě tepla ze skladu. Regulátor měří a porovnává teploty v panelu a výměníku tepla každých několik sekund.

Komerční regulátory nezapnou čerpadlo, dokud není rozdíl teplot mezi panely a vodou ve výměníku tepla dostatečný k zajištění podstatně většího množství energie, než je čerpadlo spotřebováno. Tento teplotní rozdíl se nazývá na diferenciálu (obvykle 4–15 ° C. Vypnou čerpadlo, když panely již nejsou dostatečně horké, aby zásobovaly značné množství tepla ( vypnutý diferenciál). Čím větší je rozdíl mezi těmito diferenciály, tím méně cyklů zapnutí a vypnutí bude probíhat. Tyto faktory stanoví solární instalátor obvykle ve vztahu ke konkrétní instalaci, zejména v závislosti na účinnosti tepelného výměníku a výrobní kapacitě panelů.

Regulátory poskytují dobu doběhu k získání části tepelné energie, která zbyla v propojovacích trubkách po vychladnutí panelů. Mohou také implementovat určité bezpečnostní prvky, jako je chlazení skladu, když překročí přednastavenou teplotu, například 65 ° C, odesláním přebytečného tepla zpět do panelů, které mají být vydány do okolí.

Fotovoltaický solární regulátor

A fotovoltaické (PV) napájený solární regulátor využívá solární elektřinu vyrobenou na místě k provozu čerpadla, které dodává solárně ohřátou přenosovou kapalinu do zásobníku teplé vody.

Jednou z výhod fotovoltaické energie je, že snižuje celkové emise uhlíku spojené s provozem systému, protože se vyhýbá potřebě dodávat tuto energii z fosilních zdrojů.[Citace je zapotřebí ] Energie potřebná k provozu systému je však ve srovnání s energií produkovanou systémem a snížením emisí uhlíku přidáním frakční FV energie velmi malá.[Citace je zapotřebí ]

Nejpraktičtější výhodou FV pohonu je výsledná jednoduchost celého systému. Spíše než používat složité algoritmy založené na teplotách skladu a panelu je čerpadlo poháněno přímo z FV panelu: když svítí slunce, čerpadlo běží. V praxi je to téměř (90–99%) tak efektivní a praktický řídicí algoritmus, jaký dosahuje většina ostatních, a má zjevné výhody pro sníženou složitost systému.[původní výzkum? ]

Nevýhodou přístupu poháněného FV je to, že čerpadlo se zastaví okamžitě po uzavření slunce. U vakuových trubic a solárních panelů s tepelnými trubicemi mohou tyto mít značné množství energie uložené v každé trubici v okamžiku, kdy slunce vstoupí. Aby se zabránilo přehřátí trubek, je nutné buď krátce po slunci čerpadlo načerpat, nebo jinak zajistit velký zásobník tekutiny v sběrači nad trubkami. Ani jedna z těchto možností není ve skutečnosti kompatibilní s jednoduchým přístupem k přímému FV čerpadlu, a proto jsou tyto systémy omezeny na používání méně účinných plochých kolektorů.[Citace je zapotřebí ]

Řídicí jednotka napájená FV může obsahovat malý zásobník elektřiny, který jí umožňuje zůstat napájen a zobrazovat teploty v noci, když není sluneční světlo. Tento obchod s elektřinou má obvykle formu superkondenzátory, protože tyto mají mnohem delší životnost než baterie.[Citace je zapotřebí ]

Výhody solárního regulátoru napájeného FV spočívají v ceně sníženého výkonu systému v rozmezí 1-10%.[1] Je to způsobeno tepelnými ztrátami v době, kdy může být panel teplejší než zásobník vody, ale na napájení čerpadla není dostatek slunečního světla. K tomu dochází hlavně v horkých dnech, kdy je pravděpodobné, že bude horká voda přebytečná, takže potenciální snížení je méně významné, než by tomu bylo v dobách, kdy byl obchod chladnější.[původní výzkum? ]

Reference

  1. ^ Martin C; Watson M (2001). „Souběžné testování osmi solárních systémů ohřevu vody“ (PDF). Ministerstvo obchodu a průmyslu Spojeného království. Archivovány od originál (PDF) dne 30. června 2007. Citováno 2007-08-04. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)

Další čtení

externí odkazy