Група іспанських учених з Університету Кордови розробила фотоелектричну систему гарячого водопостачання, яка, відрізняється мінімальними втратами, використовуючи близько 95% енергії, що згенерувала сонячними панелями.
Система складається з 300-літрового резервуару для води з електричним теном, підключеного до масиву сонячних модулів потужністю 1,6 кВт за допомогою недорогого електронного експериментального пристрою перетворення.
«Це універсальна, стійка та економічна модель, яка знижує втрати енергії лише до 5%», - пояснює глава дослідження Луїс Камара-Діас.
Нова установка оснащена системою відстеження точки максимальної потужності (MPPT), оскільки вона має працювати з максимальною продуктивністю.
«Без використання інверторів або батарей, які є більш поширеними у традиційних фотоелектричних установках, ми розробили недорогу електронну систему, здатну діяти як пристрій MPPT, - пояснили дослідники. Підтримка фіксованої опорної напруги - використаний метод відстеження MPPT».
Плата мікроконтролера підтримує опорну напругу на необхідних рівнях, а польовий транзистор метал-оксид-напівпровідник (MOSFET)
проводить або відсікає струм залежно від напруги. «Опорна напруга, яка визначається системою управління, еквівалентна максимальній напрузі точки живлення, отриманій в результаті групування фотоелектричних модулів», - кажуть вчені.
Пропонований підхід протестували на фотоелектричній системі, побудованій з п'яти сонячних модулів JinkoSolar JKM330PP з вихідною потужністю 330 Вт кожен. Електричний нагрівач для гарячої води має номінальну потужність 3 кВт. Панелі підключені послідовно для досягнення номінальної робочої напруги, близької до напруги електричної мережі.
Було встановлено, що система може нагрівати воду до температури вище 70 градусів за Цельсієм та покривати близько 85% річного споживання гарячої води для побутових потреб домогосподарства із шести осіб. «Інноваційність цієї недорогої електронної системи полягає в тому, що можна перетворювати наявну фотоелектричну енергію на тепло незалежно від того, високий чи низький рівень сонячної радіації», - заявив Камара-Діас.
Нове рішення також включає систему рециркуляції води, що дозволяє вводити холодну воду в бак ГВП,
а також моделювати споживання води та її оновлення всередині бака. Робота вчених була опублікована у статті журналу «Sustainability».
Дані, отримані в ході дослідження, показують, що виробництво гарячої води за допомогою фотоелектричної системи є дуже економічним. Переваги системи полягають у її простоті, оскільки для неї не потрібні батареї або інвертори. Кількість електронних компонентів невелика, а елементи керування базуються на недорогих системах та з відкритим вихідним кодом. Для електричної установки потрібно лише двожильний кабель від фотоелектричних модулів до резервуара, на відміну від дорогих традиційних сонячних теплових установок. Адаптованість до існуючого сонячного випромінювання та робота без підключення до електромережі завершують перелік переваг.
Джерело ecotechnica.com.ua
