Połączenie turbiny wiatrowej i panelu słonecznego

Aby wykorzystać uzupełniające się zasoby energii słonecznej i wiatrowej, system łączący turbinę wiatrową i panele słoneczne łączy się ze sobą.

Czym jest hybrydowy system wiatrowo-słoneczny?

Wiatr nie zawsze wieje, a światło nie zawsze świeci, energia słoneczna i wiatrowa są niewystarczające. Hybrydyzacja źródeł energii słonecznej i wiatrowej (minimalna prędkość wiatru 4-6 m/s) z akumulatorami magazynującymi w celu zastąpienia okresów, w których nie ma słońca ani wiatru, jest praktyczną metodą wytwarzania energii. Jest to znane jako hybrydowy system wiatrowo-słoneczny.

Hybrydowy system wiatrowo-słoneczny generuje niezależne źródło energii, które jest zarówno niezawodne, jak i stabilne. Ogólnie rzecz biorąc, te hybrydowe systemy wiatrowo-słoneczne mają ograniczone pojemności. Hybrydowe systemy wiatrowo-słoneczne mają zazwyczaj moce wytwórcze w zakresie od 1 kW do 10 kW.

Jak zainstalować kombinację turbiny wiatrowej i paneli słonecznych?

Najważniejszym działaniem, jakie możesz podjąć w celu zwiększenia efektywności swojego systemu energii odnawialnej, jest zainstalowanie systemu łączącego turbinę wiatrową i panele słoneczne.

Konfiguracja turbiny wiatrowej i systemu paneli słonecznych jest bardzo podobna do konfiguracji każdego z tych systemów osobno, z jednym kluczowym wyjątkiem: płytą zarządzania ładowaniem. Jeśli nie kupisz zestawu hybrydowego wiatrowo-słonecznego, który zawiera kompatybilny kontroler, musisz dokładnie sprawdzić jednostkę sterowania ładowaniem, aby upewnić się, że można jej używać zarówno z turbinami wiatrowymi, jak i panelami słonecznymi.

Jedną z kluczowych różnic między turbinami wiatrowymi a panelami słonecznymi jest to, że turbiny wiatrowe wymagają gniazdka, aby bezpiecznie uwolnić nadmiar energii, podczas gdy panele słoneczne nie. Gdy moc wyjściowa paneli słonecznych spełnia Twoje wymagania, niezależnie od tego, czy ładuje Twoje baterie, czy zasila Twoje urządzenia, system osiąga równowagę i odrzuca przychodzącą moc, której nie potrzebuje.

Jeśli nie jesteś podłączony do sieci, Twoje panele słoneczne będą po prostu odpoczywać, dopóki nie będą potrzebne, po czym wznowią pracę tam, gdzie ją przerwały, bez pogorszenia zużycia. Nie dotyczy to turbin wiatrowych. Generator turbiny wiatrowej zamienia energię kinetyczną na energię elektryczną i nie reaguje na stan równowagi w taki sam sposób, jak panel słoneczny. Będzie nadal wytwarzać energię, dopóki wieje wiatr i turbina jest włączona.

Nadmiar mocy generowanej przez turbinę wiatrową bez obciążenia odwrotnego może zasadniczo doprowadzić do przepalenia baterii. Jeśli bateria jest rozładowana, turbina wymaga innego obciążenia, takiego jak rezystor lub dodatkowe baterie, aby utrzymać ją w ruchu i zapobiec niekontrolowanemu obrotowi. Wiele regulatorów ładowania jest zaprojektowanych specjalnie do turbin wiatrowych lub paneli słonecznych i nie będzie działać, jeśli zostanie wyposażona w niewłaściwą infrastrukturę.

Dzięki hybrydowemu regulatorowi ładowania możesz ładować akumulatory zarówno z turbin, jak i paneli. Można również zainstalować oddzielne regulatory dla turbin i paneli; hybrydowy regulator pozwala po prostu uruchomić oba urządzenia za pomocą tego samego regulatora ładowania.

Jak zwiększyć wydajność tej kombinacji?

Instalacja systemu hybrydowego jest prosta. Aby zwiększyć wydajność, kombinacje turbin wiatrowych i paneli słonecznych powinny być strategicznie rozmieszczone. Panele słoneczne połączone z timerem umożliwiają maksymalną ekspozycję na słońce w ciągu dnia.

Turbiny wiatrowe działają lepiej, im wyżej są zainstalowane nad ziemią. Przed zainstalowaniem turbiny upewnij się, że sprawdziłeś wszelkie obowiązujące wymogi strefowe i zezwolenia, ponieważ mogą one określać maksymalną wysokość turbin.

Oprócz tych ogólnych zaleceń, pamiętaj, że indywidualna topografia i naturalne cechy Twojej nieruchomości mogą generować obszary cienia lub nieoczekiwane osłony przed wiatrem. Podczas konfigurowania systemu weź pod uwagę szczegóły dotyczące Twojej nieruchomości.

Czym są komponenty hybrydowego systemu wiatrowo-słonecznego?

Energia elektryczna (prąd stały) generowana przez panele słoneczne może być magazynowana w bateriach, wykorzystywana do zasilania obciążeń DC lub przesyłana do falownika w celu zasilania obciążeń AC. Energia słoneczna jest dostępna tylko w ciągu dnia, jednak energia wiatrowa jest dostępna przez cały dzień, w zależności od warunków atmosferycznych.

Ponieważ energia wiatru i słońca uzupełniają się wzajemnie, system może dostarczać energię elektryczną niemal przez cały rok. Główne komponenty hybrydowego systemu wiatrowo-słonecznego obejmują turbinę wiatrową i wieżę, panele fotowoltaiczne, baterie, przewody, regulator ładowania i falownik. 

System hybrydowy wiatrowo-słoneczny wytwarza energię elektryczną, która może być używana do ładowania akumulatorów i zasilania urządzeń AC za pośrednictwem falownika. Turbiny wiatrowe są montowane na wieżach o minimalnej wysokości 18 metrów nad ziemią. Ze względu na swoją wysokość aerogenerator otrzymuje szybszy przepływ powietrza, a zatem generuje więcej energii.

Jaka jest zasada działania połączenia turbiny wiatrowej i panelu słonecznego?

Zasada działania hybrydowego systemu wiatrowo-słonecznego jest opisana w następujących krokach:

Krok 1:Hybrydowy generator turbiny wiatrowej łączy panele słoneczne, które zbierają światło i przetwarzają je na energię, z turbinami wiatrowymi, które zbierają energię wiatru wykorzystując podstawową zasadę konwersji energii wiatru.

Krok 2:Zamiast używać dwóch inwerterów, inwerter energii słonecznej z rdzeniem kompozytowym ma wejścia dla obu źródeł i zawiera niezbędny transformator prądu przemiennego na prąd stały do ​​ładowania akumulatorów z generatorów prądu przemiennego.

Krok 3:Dzięki temu energia generowana przez panele słoneczne i turbinę wiatrową jest filtrowana i magazynowana w banku akumulatorów.

Krok 4:Gdy ani wiatr, ani układ słoneczny nie wytwarzają energii, większość systemów hybrydowych generuje energię za pomocą baterii i/lub silnika-generatora napędzanego konwencjonalnymi paliwami, takimi jak olej napędowy. Jeśli baterie wyczerpią się, silnik-generator może dostarczyć energię i je uzupełnić.

Krok 5:Dodanie silnika-generatora komplikuje system; jednak obecne sterowniki elektroniczne mogą obsługiwać te systemy automatycznie. Silnik generatora może również pomóc w zmniejszeniu rozmiaru innych komponentów systemu.

Krok 6: Należy pamiętać, że pojemność magazynowania musi być wystarczająca, aby sprostać wymaganiom elektrycznym w okresach bez ładowania. Banki baterii są zazwyczaj wielkości zapewniającej zasilanie przez jeden do trzech dni.