Training Manual For Solar PV System

الخميس، 28 يناير 2016

التبريد والتكييف بالطاقة الشمسية

هل يمكن فعلا ان نقوم بعملية التبريد او التكييف باستخدام الطاقة الشمسية.......
سألت عدد من الناس هذا السؤال ووجدت ان معظم الناس منهم من درس العلوم الهندسية لا يعلمون انه يوجد من التطبيقات والمتوفرة بالفعل أنظمة تكييف وتبريد باستخدام الطاقة الشمسية أو بمعني أصح حرارة الشمس.
وسنحاول ان نعبر علي عدد من الأنظمة المتوفرة والتي اثبتت نجاح وأصبح لها شركات تنتجها حول العالم في موضوعنا هذا عن التبريد بالطاقة الشمسية.

التبريد بالطاقة الشمسية...
عندما يسأل أحد عن أمكانية توفير الكهرباء لمنزله بالطاقة الشمسية ثم يبدأ بالحديث عن أن لديه تكييفات يجد الرد المباشر ......
حاول أن تلغي أحمال التكييف من علي نظام الطاقة الشمسية.
وذلك ليس تعسفا ولكن لابد ان نفهم جيدا أن أحمال التكييفات كبيرة جدا لدرجة انها وحدها قد تعادل أحمال باقي الأجهزة الكهربية الموجودة بالمنزل أو قد تزيد, فأضافة حمل التكييف علي نظام توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية سيجعلنا نضاعف نظام الطاقة الشمسية والذي هو ليس رخيص التكلفة ففي هذه الحالة ننظر للتكييف علي انه من الكماليات وليس من الأساسيات فمن غير المعقول ان ازيد من سعر نظام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء الذي ساقوم بتركيبه عشرات الآلاف من الجنيهات الأضافية لمجرد انني اريد ان أجعل التكييف يعمل بالطاقة الشمسية.

ولكن ليست هذه هي النهاية مع الطاقة الشمسية والتي تعودنا منها دائما علي الحلول المباشرة فكما تحدثنا سابقا عن تسخين المياه بالطاقة الشمسية وسخانات المياه بالطاقة الشمسية والتي تقوم بتوفير المياه الساخنة بشكل مباشر من الشمس بدون كهرباء والتي تجعلنا نستغني عن سخانات المياه الكهربائية بالمنزل.

هناك أيضا طرق للتبريد والتكييف باستخدام الطاقة الشمسية بشكل مباشر وهذا هو ما سنتحدث عنه في هذا الموضوع.
1- Solar Absorption Technology
أو تكنولوجيا التبريد بالطاقة الشمسية بالأمتصاص وهذا النظام يعتمد علي مبدأ عمل أساسه اذابة الماء في محلول شديد الامتصاص للماء وفي الغالب يكون برومايد الليثيوم ( Lithium bromide ) ويرمز له بالرمز الكيميائي LiBr.
ودورة الامتصاص هذه تحدث داخل وحدة منفصلة يمكن تركيبها علي نظام التبريد العادي وتسمي وحدة Absorption Chiller
الصورة بالأسفل توضح دورة تكييف عادية لا تستخدم الطاقة الشمسية.
التبريد والتكييف بالطاقة الشمسية
هذا النظام العادي الذي نستخدمه بالأعتماد الكلي علي الكهرباء وستلاحظ في المؤشر علي اليسار ارتفاع معدل استهلاك الكهرباء
وفي الصورة بالأسفل لاحظ معدل استهلاك الكهرباء بعد اضافة وحدة الامتصاص والمجمع الشمسي .. سنتحدث عن المجمع الشمسي
التبريد والتكييف بالطاقة الشمسية
لاحظ انخفاض معدل أستهلاك الكهرباء بعد اضافة نظام التكييف او التبريد باستخدام تكنولوجيا الأمتصاص....
* سنحاول فيما بعد شرح دورة الامتصاص بدخل وحدة الامتصاص حيث أنها ستاخذ الكثير من الشرح ولكن للعلم هذه الوحدة تباع كوحدة واحدة.
المجمع الشمسي ..Solar thermal collector
المجمعات الشمسية الحرارية هي الوحدة الأساسية لأي نظام حراري يعمل بالطاقة الشمسية فهي الوحدة المسؤولة عن نقل الحرارة من الشمس الي التطبيق المراد سواء كان تبريد او تسخين او تدفئة بالطاقة الشمسية وله العديد من الأشكال والانواع وأفضلها الآن هو المجمعات من النوع الأنابيب المفرغة.........ونستكمل غدا انشاء الله
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https://web.facebook.com/omar.eng.90/posts/832854043506704?pnref=story

Solar Roof Tiles are the Future of Eco Homes and Friends to Home Budget

Solar roof tiles are new invention that can help a lot in saving energy and lowering the electricity bills. The solar energy is what can provide so much for your home heat without too many costs. There are many alternative energy solutions that are more and more attractive lately but solar energy is maybe something that is endless and easiest one.
Having a warm home and water is a big problem that needs a serious solution. With the great earth pollution and heating materials that do harm to the planet we are done. We should consider about other ways of bringing heat in our home instead of cutting trees and ruining the natural eco system.

In the past this solar systems were so expensive and not everyone could afford it to buy and install it for their home. But, trough the years it became not so expensive and people can install it to their homes using it trough every season of the year. It is important to have a sunny day so the water of the system will be hotter. If not, there is always an alternative way to heat the water or the home interior.

This solar photovoltaic tiles are very nice looking and are way better than the old panels on the roof of the houses. Those panels can go and retired because this is new innovative solution that works fabulous! The tiles are made of natural clay or slate slabs that have small solar panels inserted on the flat surface that should be exposed to the sun. Installing of those panels is very easy because of their shape and double function – tiles. They have so high energy yield although they are so small and flexible.

There are also transparent solar tiles with highest aesthetical look. Those tiles are also very resistant to all weather conditions although are made of Plexiglas or PMMA. This material is even way better because it allows the sun come in trough the roof. They allow 90% of the natural light to come in your home.

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architectureadmirers.com

الثلاثاء، 26 يناير 2016

Câblage et sécurité d'une installation photovoltaïque en site isolé

Choisir son câblage solaire

En site isolé, on produit de l’énergie sous forme de courants électriques continus basse tension (12, 24, 48V). Cette énergie étant relativement coûteuse au regard de l’investissement nécessaire pour la produire, il y a lieu de minimiser les pertes dans l’installation, de la production jusqu’à la consommation. Outre les pertes inévitables dues à l’électronique (régulation, et surtout conversion cc-ca) et au stockage (facteur de Peukert = taux de restitution de l’énergie stockée, il est d’environ 0,9 pour une batterie neuve de bonne qualité, et diminue avec le temps et l’usure), le plus souvent des pertes d’énergies importantes sont dues à un mauvais câblage (notamment des sections de câbles insuffisantes), et/ou une qualité de connexions insuffisante.

COMMENT CHOISIR ?

D’une manière générale, les câbles recommandés côté CC sont en cuivre souple (multibrin), le cuivre présentant le meilleur rapport prix/conductivité, et la caractéristique multibrin permet d’assurer des connexions de qualité optimale, donc de minimiser les pertes d’énergie par chute de tension.

On recherchera, en principe, à maintenir la chute de tension entre les panneaux solaires (ou l’éolienne) et les batteries à un niveau inférieur à 5%.

Il existe une relation mathématique entre :

* La chute de tension, notée « dU », exprimée en %

* La section de câble utilisée, notée « S », exprimée en mm²

* La distance à parcourir, notée « D », exprimée en m

* L’intensité circulant dans le câble, notée « I », exprimée en A

* La tension du courant, notée « U », exprimée en V :

S = (3,4 x D x I) / (dU x U)

On peut donc facilement calculer la section de câble minimale devant être respectée entre le générateur (solaire ou éolien) et les batteries, pour une chute de tension donnée. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-joint.

Il est facile de se rendre compte, à partir de la formule ou du tableau, que la même quantité d’énergie peut être transportée, sans augmentation des pertes, avec un câble de section inférieure (donc moins cher), tout simplement en augmentant la tension. C’est ce qui explique que, pour des puissances d’installations élevées, on opte pour une tension de 24V, voire 48V.

TABLEAU DONNANT LA SECTION RECOMMANDEE DE CÂBLE

LES DIFFÉRENTS TYPES DE CÂBLES

Nous proposons en standard des câbles solaires de section 4 et 6 mm², adaptés à pratiquement tous les cas de figure. Pour les cas particuliers, notamment l’éolien (où les distances sont plus longues), et en vous aidant du tableau, nous vous proposons des longueurs de câbles H07V-K NFC 32-201 en différentes sections (de 10 à 35mm²).

La mise en série et en parallèle des batteries s’effectue avec des câbles à cosses prémontées de section 16mm², 25mm² et 35mm².

Cas particulier du câblage des convertisseurs. Etant donné que les courants d’entrée (côté CC) peuvent être très élevés (jusqu’à 250A pour un convertisseur de 3000VA en 12V !), il y a lieu, d’une part, de raccourcir au maximum la distance entre la batterie et le convertisseur, et de s’assurer d’autre part que, même avec cette distance très courte, la chute de tension soit minimale. Nous proposons pour notre gamme de convertisseurs VICTRON PHOENIX 2000VA, 3000VA et 5000VA des longueurs de câbles à cosses M8 pré-montées de 1,5m en 25mm², 35mm² et 50mm². Tous nos autres convertisseurs sont livrés avec leurs câbles DC.

Pour les installations de pompage, nous conseillons le câble immergeable en cuivre souple à 4 conducteurs (3+T) en section 4mm², 6mm² et 10mm² (sur commande uniquement).

Pour assurer des connexions parfaites, nous vous recommandons les câbles solaires avec connecteurs MC4, les connecteurs vendus séparément, les manchons et cosses à sertir en cuivre étamé norme NF C 20130.

IMPORTANT : par convention internationale, le conducteur positif est toujours ROUGE, le conducteur négatif est BLEU ou NOIR. Exceptionnellement, le conducteur positif peut être NOIR, à la condition expresse d’être clairement identifié par des bagues ROUGES et que le conducteur négatif soit de couleur BLEUE. Le conducteur de terre est toujours VERT-JAUNE.

Choisir son régulateur solaire

Le régulateur solaire (appelé aussi régulateur de charge ou contrôleur de charge), régule le niveau d'énergie stockée par les batteries afin d’éviter les surcharges ou les décharges trop profondes des batteries :

- il limite, voir stoppe, la charge de la batterie solaire par le module solaire quand la batterie est complètement chargée ;

- il ralentit la décharge par délestage de l'utilisation, voir même l’arrêt total, afin d’éviter les décharges profondes risquant d'endommager les batteries.

Le régulateur solaire affiche en permanence l'état de fonctionnement du module photovoltaique et l'état de charge de la batterie solaire. Cette affichage se fait soit via des LEDs, soit via un écran digital.

C'est un appareil complètement autonome, qui réalise toutes les opérations de mesure et correction de la charge de manière automatique.

Les fonctionnalités classiques des régulateurs solaires sont :

- affichage du niveau de charge

- affichage des incidents (surcharge, décharge profonde, court-circuit)

- protection contre la surcharge

- protection contre la décharge profonde

- protection contre les courts-circuits

- protection des panneaux solaires photovoltaiques (contre les retours de charges électriques)

- protection thermique (sonde des batteries)

Certains régulateurs solaires plus performants proposent des "fonctions avancées" intégrées ou en option :

- Compensation de la température ambiante pour mesurer la charge de la batterie

- Ecran d'information digital (à la place de leds de signalisation)

- Connexion par fil ou à distance (WIFI par exemple) à un PC ou un réseau informatique

- Déclenchement d'alarmes programmées de façon automatique (signal sonor, e-mail, SMS)

- Enregistrement pour analyse de données issues du régulateur

- Possibilité de plusieurs modes de charges : charge rapide, état de veille, etc ...

- Déclenchement automatique de sources d'énergie complémentaires aux panneaux solaires photovoltaiques (groupe électrogène ou réseau électrique EDF notamment)

Enfin, il faut noter la présence de plus en plus importante des régulateurs solaires MPPT (pour Maximum Power Point Tracking, ce qui signifie recherche du point de puissance maximum). Cette nouvelle technologie permet de tirer les meilleures performances des panneaux solaires photovoltaiques : de 10% à 25% d'énergie en plus.

Un régulateur solaire MPPT a une fonction de balayage, qui parcourt la tension du panneau solaire toutes les deux heures pour trouver le point de sortie de puissance maximum : ainsi il peut adapter la tension délivrée par le panneau à celle que les batteries solaires peuvent absorber.

Ces régulateurs permettent non seulement d'augmenter la production d'énergie d'une installation photovoltaique, mais en optimisant le charge des batteries, ils prolongent aussi significativement la durée de vie de ces batteries.

LES CRITÈRES POUR CHOISIR SON RÉGULATEUR SOLAIRE

Pour choisir votre régulateur solaire, il faut prendre en considération 2 éléments principaux :

- la tension entre les panneaux et les batteries : le régulateur doit pouvoir accepter cette tension (en général 12V, 24V ou 48V). Les régulateurs acceptent des plages de tension plus ou moins larges ;

- l'intensité maximale du régulateur : l'intensité du régulateur (exprimée en ampères) doit être supérieure à l'intensité de court circuit du ou des panneaux solaire auquel il est relié. Cette donnée est indiquée sur la notice de chaque panneau. Nous vous recommandons de prendre en plus une marge de sécurité de 10% à 20%.

LES FONCTIONS DU RÉGULATEUR SOLAIRE