Солнечный контроллер

Эта статья в значительной степени или полностью основана на одном источнике . Соответствующее обсуждение можно найти на странице обсуждения . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив ссылки на дополнительные источники . Найти источники:  "Solar controller" – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( июль 2022 г. )

Солнечный контроллер — это электронное устройство, которое управляет циркуляционным насосом в солнечной системе горячего водоснабжения для сбора как можно большего количества тепла от солнечных панелей и защиты системы от перегрева. Основная задача контроллера — включить циркуляционный насос, когда в панелях есть тепло, перемещая рабочую жидкость через панели к теплообменнику в тепловом аккумуляторе . Тепло доступно, когда температура солнечной панели выше температуры воды в теплообменнике. Защита от перегрева достигается путем отключения насоса, когда аккумулятор достигает максимальной температуры, а иногда и охлаждения аккумулятора путем включения насоса, когда аккумулятор горячее панелей.

Большинство коммерческих контроллеров отображают температуру горячей воды в хранилище и предоставляют общую информацию о состоянии системы, включая общее производство энергии.

Простейшая схема солнечного контроллера использует компаратор с двумя температурными входами, один на солнечной панели и один на теплообменнике теплового аккумулятора , и выход для управления насосом. Коммерческие контроллеры используют микропроцессор , как правило, с ЖК-дисплеем и простым пользовательским интерфейсом с несколькими кнопками. Питание контроллера и насоса может осуществляться от электросети или от фотоэлектрического (PV) модуля. ^{[ необходима цитата ]}

Основная функция контроллера — включение и выключение циркуляционного насоса. Насос обычно включается, когда солнечная панель горячее воды в теплообменнике хранилища и выключается, когда панель холоднее. Включение насоса передает тепло из панели в хранилище. Выключение его, когда панели остывают, предотвращает обратный процесс и потерю тепла из хранилища. Контроллер измеряет и сравнивает температуры в панели и теплообменнике каждые несколько секунд.

Коммерческие контроллеры не включают насос до тех пор, пока разница температур между панелями и водой в теплообменнике не станет достаточной для обеспечения значительно большего количества энергии, чем потребляется насосом. Эта разница температур называется дифференциалом включения (обычно 4–15 °C). Они выключают насос, когда панели уже не настолько горячие, чтобы обеспечивать значительное тепло для хранения ( дифференциал выключения ). Чем больше разница между этими дифференциалами, тем меньше будет циклов включения-выключения насоса. Эти факторы обычно устанавливаются установщиком солнечной системы в зависимости от конкретной установки, особенно в зависимости от эффективности теплообменника и производственной мощности панелей.

Контроллеры обеспечивают время перебега для извлечения части тепловой энергии, оставшейся в соединительных трубах после охлаждения панелей. Они также могут реализовывать определенные функции безопасности, такие как охлаждение хранилища, когда оно превышает заданную температуру, например, 65 °C, отправляя избыточное тепло обратно в панели для отвода в окружающую среду.

This section needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources in this section. Unsourced material may be challenged and removed. (August 2011) (Learn how and when to remove this message)

This section possibly contains original research. Please improve it by verifying the claims made and adding inline citations. Statements consisting only of original research should be removed. (August 2011) (Learn how and when to remove this message)

Контроллер солнечной энергии на основе фотоэлектрических элементов (PV) использует солнечную электроэнергию, вырабатываемую на месте, для работы насоса, который подает нагретую солнцем теплоносителя в накопитель горячей воды.

Одним из заявленных преимуществ фотоэлектрической энергии является то, что она снижает общие выбросы углерода, связанные с работой системы, поскольку устраняет необходимость поставки этой энергии из ископаемых источников. ^{[ требуется ссылка ]} Однако энергия, необходимая для работы системы, очень мала по сравнению с энергией, вырабатываемой системой, а сокращение выбросов углерода при добавлении фотоэлектрической энергии является дробным. ^{[ требуется ссылка ]}

Наиболее практическое преимущество контроллера с питанием от фотоэлектрических систем заключается в простоте всей системы. Вместо использования сложных алгоритмов, основанных на температурах хранилища и панели, насос приводится в действие непосредственно фотоэлектрической панелью: когда светит солнце, насос работает. На практике это почти (90-99%) такой же эффективный алгоритм управления, как и большинство других, и имеет очевидные преимущества для снижения сложности системы. ^{[ оригинальное исследование? ]}

Недостатком подхода с питанием от фотоэлектрических систем является то, что насос останавливается сразу после того, как солнце загораживается. С вакуумными трубками и тепловыми трубками солнечных панелей, они могут иметь значительное количество энергии, запасенной в каждой трубке в момент, когда солнце заходит. Чтобы избежать перегрева трубок, необходимо либо накачивать контур в течение короткого времени после захода солнца, либо обеспечить большой резервуар жидкости в коллекторе над трубками. Ни один из этих вариантов на самом деле не совместим с простым подходом с прямым насосом фотоэлектрических систем, и поэтому такие системы ограничены использованием менее эффективных плоских коллекторов. ^{[ необходима цитата ]}

Контроллер с питанием от PV может содержать небольшой аккумулятор электроэнергии, чтобы контроллер оставался запитанным и отображал температуру ночью, когда нет солнечного света. Этот аккумулятор электроэнергии обычно имеет форму суперконденсаторов , поскольку они имеют гораздо более длительный срок службы, чем батареи . ^{[ необходима цитата ]}

Преимущества солнечного контроллера с питанием от PV-системы обходятся снижением производительности системы в диапазоне 1–10%. ^[1] Это происходит из-за потерь тепла в те моменты, когда панель может быть горячее, чем хранилище воды, но недостаточно солнечного света для питания насоса. Это происходит в основном в жаркие дни, когда горячая вода, скорее всего, будет в избытке, поэтому потенциальное снижение менее существенно, чем в те моменты, когда хранилище было прохладнее. ^{[ оригинальное исследование? ]}

• Martin C, Watson M (2002). "Дальнейшее тестирование систем солнечного нагрева воды" ( PDF ). Министерство торговли и промышленности Соединенного Королевства. Получено 2007-08-04.

• Ассоциация торговли солнечной энергией