Αυτόνομα Συστήματα (Με Μπαταρίες)

[fruitful_tabs type=”vertical” width=”100%” fit=”true”]

[fruitful_tab title=”Εισαγωγικά”]

Σήμερα, εν μέσω μιας βαθειάς και δύσκολα διαχειρίσιμης κρίσης, η ενεργειακή αυτάρκεια είναι πιο επίκαιρη από ποτέ.
Οι αυτόνομες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις έρχονται να δώσουν άμεσες και εύκολες λύσεις σε πολλές περιπτώσεις που η σύνδεση μιας οικίας με το δίκτυο της ΑΗΚ είναι ανέφικτη ή καθίσταται ασύμφορη.
Ο σκοπός ενός τέτοιου αυτόνομου συστήματος είναι να παρέχει ηλεκτρικό ρεύμα σε μια οποιαδήποτε εγκατάσταση ή συσκευή, χρησιμοποιώντας ενέργεια από τον ήλιο, χωρίς να εξαρτάται από οποιοδήποτε δίκτυο παροχής ρεύματος. Τέτοιες εγκαταστάσεις πραγματοποιούνται κατά κύριο λόγο σε οικίες, εξοχικά, αποθήκες, σκάφη κλπ., και η ενέργεια που παράγουν χρησιμοποιείται άμεσα (άντληση νερού με τη χρήση ειδικής αντλίας) ή αποθηκεύεται σε μπαταρίες. Ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να καλύψει οποιεσδήποτε ανάγκες. Ο περιορισμός συνήθως είναι το διαθέσιμο κεφάλαιο και όχι η διαθέσιμη τεχνολογία.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Μέγεθος & Δύναμη Συστήματος”]
Το ιδανικό μέγεθος ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος, εξαρτάται από τις ενεργειακές ανάγκες που θα κληθεί να καλύψει και από την ποιότητα των υλικών που θα χρησιμοποιηθούν. Ο μόνος «σοβαρός» τρόπος για να ορισθεί το μέγεθος, άρα και το κόστος, ενός τέτοιου συστήματος είναι να καταγραφούν αναλυτικά οι απαιτήσεις σε ενέργεια και να εκπονηθεί η απαραίτητη μελέτη.

Ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα (stand alone pv system) αποτελούμενο από με φωτοβολταικά πλαίσια δύναται να συνδυαστεί και με ανεμογεννήτρια (δημιουργώντας ένα υβριδικό σύστημα). Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί ικανοποιητικά να καλύψει ανάγκες σε ηλεκτρισμό σε μία εξοχική ή μόνιμη κατοικία, ένα γραφείο μια αποθήκη ή ένα σκάφος. Η ενέργεια αποθηκεύεται σε συσσωρευτές βαθιάς εκφορτίσεως και τάσεως που κυμαίνεται στα 12 ,24 Volt ή 48V ενώ μπορεί να παράσχει αυτονομία από 1 έως και 5 ημέρες!

Το αυτόνομο σύστημα περιλαμβάνει επίσης ένα αντιστροφέας (inverter) για την μετατροπή του ρεύματος από 12 Volt/ 24V ή 48V DC στα 220 Volt AC ώστε να χρησιμοποιηθεί για όλες τις ηλεκτρικές συσκευές όπως ψυγείο , τηλεόραση , λαμπτήρες φωτισμού, υπολογιστές, modem internet, συναγερμό, κάμερες ασφαλείας κ.α.)
Η διαστασιολόγηση γίνεται αντίστροφα από την κλασσικό τρόπο για τα διασυνδεδεμένα συστήματα. Πρώτα υπολογίζουμε τις ενεργειακές ανάγκες που απαιτείται να καλυφθούν και στην συνέχεια γίνεται ο υπολογισμός του συστήματος.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Επάρκεια Συστήματος”]
Για επαρκή υπολογισμό κατάλληλου αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος είναι απαραίτητο ο μελετητής να γνωρίζει:

1.Τις καταναλώσεις σε WATT της κάθε συσκευής που χρησιμοποιείτε ( ψυγείο, ΤV, φωτισμός, κλιματισμός… )

2.Τις ώρες λειτουργίας τους σε ένα 24ωρο ( πχ. 4 ώρες TV, 5 ώρες φωτισμός κλπ)

3.Τις μέρες λειτουργίας ( πχ. μόνο Σαββατοκύριακο ή μόνο 5 μέρες της εβδομάδα, κλπ )

4.Την εποχή που τα χρησιμοποιείτε ( πχ μόνο το καλοκαίρι ή μόνο το χειμώνα σε καθημερινή βάση )

5.Την ακριβή περιοχή τοποθέτησης για να υπολογισθεί το ενεργειακό φορτίο της περιοχής

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την αποθηκευμένη ενέργεια απ’ευθείας από τις μπαταρίες. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει οι συσκευές μας να είναι σχεδιασμένες για λειτουργία με συνεχές ρεύμα(DC) σε τάση ίδια με αυτή της μπαταρίας. Αυτό είναι αρκετά εύκολο εάν θέλουμε να τροφοδοτήσουμε μόνο φωτισμό, καθώς υπάρχει διαθεσιμότητα λαμπτήρων σε 12/24/48V DC. Για τις υπόλοιπες συσκευές δεν είναι τόσο εύκολο και οικονομικό, έτσι τα περισσότερα αυτόνομα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούν μετατροπείς (inverters), συσκευές οι οποίες μετατρέπουν το συνεχές ρεύμα της μπαταρίας σε εναλλασσόμενο (220V AC), το οποίο μπορεί να τροφοδοτήσει κάθε οικιακή συσκευή.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Φωτοβολταϊκά πάνελ”]
Αποτελούν τη μονάδα παραγωγής της ενέργειας. Παράγουν ενέργεια όταν εκτίθενται στον ήλιο, με τη μεγαλύτερη παραγωγή όταν οι ακτίνες του πέφτουν κάθετα στην επιφάνειά τους. Αυτός είναι και ο λόγος που η ισχύς των φωτοβολταϊκών αναφέρετει σε Wp, όπου p σημαίνει peak(κορυφή ή “μέγιστο” στα αγγλικά). Η ισχύς εξόδου εξαρτάται από τη διαθέσιμη ηλιοφάνεια, από τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων στην επιφάνεια του πάνελ και άλλες παραμέτρους (θερμοκρασία, καθαρότητα επιφάνειας, ποιότητα κλπ) και κυμαίνεται από 0 έως και τη μέγιστη (peak). Σε περίπτωση εσφαλμένης εγκατάταστασης, υπάρχει ακόμη και η πιθανότητα κατανάλωσης ρεύματος από τη μπαταρία!
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Μονο- ή πολυ-κρυσταλλικά πάνελ;”]
Σε αυτόνομα συστήματα, η επιλογή ανάμεσα σε μονο και πολυκρυσταλλικά πάνελ δέν έχει ιδιαίτερη σημασία. Η διαφορά στην επιφάνεια που απαιτείται και στην ετήσια παραγωγή είναι αμελητέα.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Η απόδοση και η …”απόδοση””]
Ώς απόδοση ενός φωτοβολταϊκού ορίζεται ο λόγος της μέγιστης ισχύος εξόδου του προς την ισχύ της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας πάνω στην επιφάνειά του σε κανονικές συνθήκες, οι οποίες για τα πάνελ ονομάζονται STC ή Standard Test Conditions. Σε κανονικές συνθήκες, η ισχύς της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας λαμβάνεται ώς 1000W ανά τετραγωνικό μέτρο. Εάν λοιπόν η μέγιστη ισχύς εξόδου ενός πάνελ με επιφάνεια 1τ.μ. είναι 150Wp, η απόδοσή του είναι 150/1000=15%
Αν το συγκρίνουμε με ένα πάνελ με επιφάνεια 1,2 τ.μ. και την ίδια μέγιστη ισχύ εξόδου (150Wp) τότε στη δεύτερη περίπτωση η απόδοση θα είναι 150/1200=12,5%.
Ποιό από τα δύο πάνελ θα μας δώσει περισσότερη ενέργεια; Κανένα. Θεωρητικά, θα έχουν ακριβώς την ίδια παραγωγή. Απλώς το δεύτερο πάνελ απαιτεί 1,2 τετραγωνικά μέτρα για την εγκατάσταση, ενώ το πρώτο 1 τετραγωνικό. Δυστυχώς σε παραπλανητικό σχεδόν βαθμό, η απόδοση παρουσιάζεται με τρόπο ασαφή σε πολλές περιπτώσεις, έτσι ώστε ο πελάτης να αγοράζει κάτι το οποίο θεωρεί ότι θα παράγει περισσότερη ενέργεια και το πληρώνει ακριβότερα, με μοναδικό πλεονέκτημα την απαίτηση μικρότερης επιφάνειας για την εγκατάσταση. Γιατί ένα πάνελ των 150Wp είναι…150Wp.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Ρυθμιστές Φόρτισης”]
Συνήθως αναφέρονται ώς η “καρδιά” ή ο “εγκέφαλος” του συστήματος και είναι ένα βασικότατο στοιχείο σχεδόν κάθε αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος. Η ιδανική επιλογή δεν είναι πάντα προφανής, και απαιτεί ένα βαθμό ανάλυσης.
Οι δύο πιο διαδεδομένοι τύπoι ρυθμιστών φόρτισης σε χρήση σήμερα είναι οι PWM (Pulse Width Modulation) και MPPT (Maximum Power Point Tracking). Και οι δύο τύποι προσαρμόζουν το ρυθμό φόρτισης ανάλογα με την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας, έτσι ώστε η μπαταρία να φορτίζεται όσο περισσότερο γίνεται χωρίς να υπερφορτίζεται ή να υπερθερμαίνεται. Οι δύο τεχνολογίες είναι διαφορετικές, η κάθε μία με τα πλεονεκτήματά της.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Γενική Σύγκριση”]
Τα πάνελ για χρήση σε συστήματα 12V παραδοσιακά αποτελούνται από 36 κυψέλες συνδεδεμένες σε σειρά με μια τάση εξόδου περίπου 18V DC. Για να φορτιστεί μια μπαταρία 12V χρειάζονται περίπου 14V. Τα επιπλέον 4V στην έξοδο έχουν σκοπό να καλύψουν διάφορες μικροαπώλειες λόγω ελαφρών σκιάσεων καθώς και απώλειες (πτώση τάσης) κατά τη μεταφορά. Ο MPPT μπορεί να μετατρέψει τυχόν επιπλέον τάση την οποία δίνουν τα πάνελ σε ρεύμα. Εάν λοιπόν θεωρήσουμε ένα πάνελ με τάση λειτουργίας 18V και ρεύμα 5Α, ο PWM θα δώσει στη μπαταρία 5Α στα 13,5V δηλαδή 67,5W. Αντίστοιχα, ένας MPPT ρυθμιστής με ακρίβεια 99% και απόδοση 97% στις ίδιες συνθήκες θα δώσει στη μπαταρία περίπου 6,4Α στα 13,5V δηλαδή 86,4W ή 25-30% επιπλέον ρεύμα. Να σημειωθεί ότι η ονομαστική ισχύς του πάνελ αυτού είναι 90Wp.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Θερμοκρασία / Πτώση τάσης”]
Όταν η θερμοκρασία λειτουργίας και/ή το μήκος των καλωδίων από τα πάνελ στον Ρ/Φ αυξάνεται η τάση στα άκρα του Ρ/Φ μειώνεται. Όταν η τάση αυτή είναι περίπου 15-16V, τότε η διαφορά στην απόδοση ανάμεσα σε PWM και MPPT θα είναι αρκετά μικρότερη. Άν χρησιμοποιήσουμε το πάνελ των 90Wp, ο PWM θα μας δώσει και πάλι 67,5W, ενώ ο MPPT θα μας δώσει 76W ή μόλις 12% επιπλέον ρεύμα.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Σχέση Πάνελ / Καταναλώσεων”]
Εάν η παραγώμενη ενέργεια καλύπτει τις καταναλώσεις όλο το χρόνο και ο PWM μπορεί να ανταπεξέλθει, τότε δεν χρειάζεται να ξοδέψουμε παραπάνω χρήματα για MPPT.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Μέγεθος πάνελ – Κόστος”]
Συνήθως σε μικρά συστήματα δεν προτείνεται η χρήση MPPT καθαρά για λόγους κόστους. Τί νόημα έχει να χρησιμοποιήσουμε έναν MPPT των 130€ για ένα πάνελ των 100€, (συνολικό κόστος 230€) όταν μπορούμε με τη χρήση ενός απλού PWM των 25€ να λειτουργήσουμε 2 πάνελ των 100€ με συνολικό κόστος 225€ και διπλάσια εγκατεστημένη ισχύ; Γενικά για πάνελ με ισχύ μικρότερη από 200Wp πολύ σπάνια συμφέρει η χρήση ρυθμιστή MPPT.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Τύπος πάνελ”]
Στην περίπτωση των πάνελ ονομαστικής τάσης 12V (36 κυψελών) όπως αναλύσαμε παραπάνω, η επιλογή PWM ή MPPT είναι υπό συζήτηση.Όταν πρέπει να χρησιμοποιήσουμε πάνελ δικτύου (60 κυψελών) λόγω διαθεσιμότητας ή χαμηλότερου κόστους, τότε επιβάλλεται η χρήση του MPPT. Η τάση εξόδου ενός πάνελ δικτύου των 60 κυψελών είναι πολύ υψηλή για έναν ρυθμιστή PWM συνδεδεμένο σε σύστημα 12V. Ακόμη και να είναι εντός ορίων αντοχής του Ρ/Φ αφ’ενός θα λειτουργεί σε τάση πολύ υψηλότερη από την τάση σχεδιασμού και αφ’ετέρου το ποσοστό της ενέργειας η οποία θα πηγαίνει χαμένη θα είναι πολύ υψηλό. Αν θεωρήσουμε ένα πάνελ δικτύου των 250Wp το οποίο παράγει 8Α στα 31.25V και συνδέθηκε σε έναν απλό PWM στα 12V η μέγιστη ισχύς την οποία θα μπορεί να δώσει στη μπαταρία θα είναι περίπου 100W, δηλαδή το 40%(απώλειες της τάξης του 60%!) Εάν το ίδιο πάνελ εγκατασταθεί σε σύστημα 24V με PWM χωρίς προσεκτικό σχεδιασμό της εγκατάστασης μπορεί να μη φορτίζει τη μπαταρία πάνω από 40-50% – εάν δηλαδή η χωρητικότητά της είναι 200Ah, να μη την φορτίσει ποτέ πάνω από 100Ah. Προφανώς είναι επίσης αναγκαστική η επιλογή του MPPT εάν χρησιμοποιήσουμε πάνελ thin film, με τάση εξόδου η οποία κυμαίνεται συνήθως από 60-100V (μια επιλογή η οποία γίνεται ολοένα και σπανιότερη όσο πέφτει το κόστος των κρυσταλλικών πάνελ)

Σε περιπτώσεις μεγάλων αυτόνομων συστημάτων, είναι πιθανόν να μη χρησιμοποιηθεί καθόλου ρυθμιστής φόρτισης και η σύνδεση των πάνελ να γίνει σε έναν inverter δικτύου. H έξοδος του inverter δικτύου θα συνδεθεί στην είσοδο AC ενός αυτόνομου inverter ο οποίος θα χειρίζεται τη φόρτιση των μπαταριών και την τροφοδότηση των φορτίων (AC Coupling).

Συμπέρασμα: Η επιλογή του κατάλληλου ρυθμιστή φόρτισης για κάθε περίπτωση θα πρέπει να γίνει μετά από σκέψη και προσεκτική ανάλυση των παραμέτρων, και αφού συμβουλευτούμε κάποιον ειδικό!
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Μπαταρίες”]
Οι μπαταρίες ή συσσωρευτές είναι το πιο ευπαθές και επικίνδυνο κομμάτι του συστήματος. Μπορεί σύμφωνα με το ρητό να μην πεθαίνουν ποτέ αλλά να δολοφονούνται, είναι όμως τόσοι πολλοί οι τρόποι να τις δολοφονήσεις που δεν τη γλυτώνουν ποτέ στο τέλος.
Οι μπαταρίες φορτίζονται όταν η παραγωγή του Φ/Β υπερκαλύπτει τη ζήτηση και εκφορτίζονται κάθε άλλη στιγμή. Το διάστημα από το τέλος μιας περιόδου φόρτισης, δηλαδή από τη στιγμή που θα σταματήσει η φόρτιση της μπαταρίας, μέχρι τη στιγμή που θα αδειάσει ή θα αρχίσει και πάλι η φόρτιση ονομάζεται “κύκλος”. Ιδανικά, σε κάθε κύκλο οι μπαταρίες πρέπει να φορτίζονται στο 100% της χωρητικότητάς τους πριν αρχίσουν να εκφορτίζονται, και δεν πρέπει ποτέ να εκφορτίζονται πλήρως. Η κάθε μπαταρία μπορεί να αντέξει ορισμένους κύκλους, ο αριθμός των οποίων κυμαίνεται από 5000 για τις μπαταρίες βαθειάς εκφόρτισης υψηλής ποιότητας, έως και μερικές δεκάδες για μπαταρίες αυτοκινήτου οι οποίες δεν πρέπει γενικά να χρησιμοποιούνται σε Φ/Β συστήματα.

Κανένα άλλο στοιχείο του συστήματος δεν επηρεάζεται τόσο από το μέγεθος και τη χρήση του φορτίου όσο οι μπαταρίες. Εάν το φορτίο είναι συνδεδεμένο απ’ευθείας στη μπαταρία χωρίς έλεγχο, η ανεξέλεγκτη κατανάλωση ρεύματος μπορεί να αδειάσει τη μπαταρία βαθμό πρόκλησης μη αναστρέψιμης ζημιάς. Εάν στη μπαταρία συνδεθεί υπερβολικά μεγάλο φορτίο έστω και για μικρό χρονικό διάστημα, μπορεί να προκληθεί ανεπανόρθωτη βλάβη στη μπαταρία ακόμη και αν ελέγχεται ο βαθμός εκφόρτισης.

Εάν η φόρτιση της μπαταρίας δεν είναι ελεγχόμενη και αντίστοιχη με τον τύπο και την τάση της, η μπαταρία και πάλι μπορεί να υποστεί ζημιά.

Οι μπαταρίες πρέπει να επιλέγονται έτσι ώστε να μπορούν να εξυπηρετήσουν το φορτίο και να φορτίζονται με τα διαθέσιμα μέσα. Αφού γίνει αυτή η επιλογή το σύστημα φόρτισης θα πρέπει να μπορεί να φορτίσει πλήρως τη μπαταρία και μάλιστα χρησιμποιώντας τις σωστές ρυθμίσεις τάσης για το συγκεκριμένο τύπο μπαταρίας.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Χαρακτηριστικά”]
Οι μπαταρίες αυτόνομων φωτοβολταϊκών συστημάτων μπορούν να συγκριθούν με βάση 2 χαρακτηριστικά:
Τη χωρητικότητά τους σε Αμπερώρια (Ah) και το βάθος εκφόρτισης.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Χωρητικότητα”]
Η χωρητικότητα είναι το ρεύμα που μπορεί να δώσει η μπαταρία σε Αμπέρ(A) επί τις ώρες(h) για τις οποίες μπορεί να το δώσει. Θεωρητικά, μία μπαταρία 200 αμπερωρίων (Ah) θα έπρεπε να μπορεί να δώσει 200A για μία ώρα, 50Α για 4 ώρες, 1Α για 200 ώρες κ.ο.κ.. Αυτό, δυστυχώς δεν ισχύει. Αφ’ενός οι μπαταρίες αυτοκινήτου είναι σχεδιασμένες για να δίνουν μεγάλες ποσότητες ρεύματος για μικρά χρονικά διαστήματα (κάτι που τις καθιστά ακατάλληλες για αυτόνομα φωτοβολταϊκά), και αφ’ετέρου οι κατασκευαστές δίνουν τη χωρητικότητα της μπαταρίας και σε συνάρτηση με το βαθμό εκφόρτισης (C). Γενικά όσο αυξάνεται ο βαθμός εκφόρτισης, τόσο μειώνεται η πραγματική χωρητικότητα. Για παράδειγμα, όταν μια μπαταρία αναφέρεται ώς 200Ah (C10), αυτό σημαίνει ότι η χωρητικότητα ισχύει για εκφόρτιση εντός 10 ωρών, δηλαδή ρεύμα 20Α για 10 ώρες. Εάν από την ίδια μπαταρία ζητήσουμε ρεύμα 30Α, ίσως να μπορεί να το δώσει για 5-6 ώρες (χωρητικότητα 150-180Ah). Αυτό λειτουργεί και αντίστροφα, δηλαδή η ίδια μπαταρία θα να μπορεί να δώσει ρεύμα 5Α για 45 ώρες, με ουσιαστική χωρητικότητα 225Ah.
Η θερμοκρασία της μπαταρίας και του περιβάλλοντος χώρου επηρεάζει επίσης τη χωρητικότητα. Υψηλότερη θερμοκρασία έχει αποτέλεσμα ελαφρώς μεγαλύτερη χωρητικότητα αλλά μπορεί να αυξήσει την εξάτμιση νερού σε ανοικτές μπαταρίες και να μειώσει τον αριθμό των κύκλων που θα μπορέσει να κάνει η μπαταρία πριν χρειαστεί αντικατάσταση.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Βάθος Εκφόρτισης”]

Βάθος εκφόρτισης είναι το ποσοστό της συνολικής χωρητικότητας της μπαταρίας το οποίο θα χρησιμοποιηθεί σε έναν κύκλο φόρτισης/εκφόρτισης. Οι μπαταρίες βαθειάς εκφόρτισης είναι σχεδιασμένες να εκφορτίζονται σε ποσοστό 60-80% ανά κύκλο. Μπαταρίες οι οποίες δεν είναι βαθειάς εκφόρτισης (εκκίνησησς, έλξης κλπ) είναι σχεδιασμένες να εκφορτίζονται σε ποσοστό μόλις 15-30% ανά κύκλο. Αυτό σημαίνει ότι μια μπαταρία βαθειάς εκφόρτισης με χωρητικότητα 200Ah είναι σχεδιασμένη να παρέχει έως 120-160Ah ανά κύκλο χωρίς να πάθει ζημιά, ενώ μια αντίστοιχη μπαταρία εκκίνησης ή έλξης μόλις 30-60Ah ανά κύκλο.
Ακόμη και η διάρκεια ζωής των μπαταριών βαθειάς εκφόρτισης επηρεάζεται από το βάθος εκφόρτισης ανά κύκλο. Όσο βαθύτερος είναι ο κάθε κύκλος, τόσο μικρότερη είναι η αναμενόμενη διάρκεια ζωής, όπως φαίνεται και στο διάγραμμα.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Κατάσταση Φόρτισης”]
Κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας είναι η τρέχουσα διαθέσιμη χωρητικότητά της. Μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια με βάση την ειδική πυκνότητα του ηλεκτρολύτη με τη χρήση πυκνόμετρου. Η κατάσταση φόρτισης μπορεί επίσης να προκύψει με βάση την τάση της μπαταρίας, με την προϋπόθεση η μπαταρία να παραμείνει σε ηρεμία (χωρίς να φορτίζεται ή να εκφορτίζεται) για 30-60 λεπτά πριν τη μέτρηση. Σε περίπτωση που η μπαταρία έχει υψηλή τάση αλλά όταν συνδέουμε κάποιο φορτίο η τάση πέφτει κατακόρυφα, η μέτρηση τάσης δεν μας δίνει αξιόπιστη ένδειξη για την κατάστασή της. Ανάλογα με την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας μεταβάλλεται και το σημείο πήξης του ηλεκτρολύτη, η θερμοκρασία δηλαδή στην οποία παγώνει και η μπαταρία κινδυνεύει να καταστραφεί.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Inverter”]

Η πρώτη ερώτηση την οποία πρέπει να απαντήσουμε πριν την επιλογή μετατροπέα είναι “Μήπως μπορώ να τροφοδοτήσω τα φορτία μου απ’ευθείας από τη μπαταρία;” Όταν αυτό δεν είναι δυνατόν, τότε θα πρέπει να επιλέξουμε τον κατάλληλο μετατροπέα. Οι μετατροπείς μετατρέπουν το συνεχές ρεύμα (DC) των συσσωρευτών σε εναλλασσόμενο (AC).
Η κυματομορφή του εναλασσόμενου ρεύματος (AC) το οποίο παράγει μια καλή ηλεκτρογεννήτρια (ή παρέχεται από το δίκτυο) είναι αυτή η οποία φαίνεται στην εικόνα. Εναλασσόμενο ρεύμα – κανονικό ημίτονοΟι αλλαγές στην κατεύθυνση της ροής του ρεύματος είναι σταδιακές, καθώς οφείλονται στην περιστροφή του ρότορα, έτσι η γραφική παράσταση της τάσης ώς προς το χρόνο είναι αυτή του κανονικού ημιτόνου.

Η μετατροπή του συνεχούς ρεύματος (DC) σε εναλλασσόμενο (AC) μπορεί να γίνει με αρκετούς τρόπους.

Μπορούμε ακόμη και να συνδέσουμε έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος σε μια ηλεκτρογεννήτρια. Αφού λύσουμε όλα τα προβλήματα μηχανικής σύνδεσης, σταθεροποίησης, ρύθμισης στροφών κλπ, θα παράγουμε εναλασσόμενο ρεύμα τέλειας ημιτονοειδούς μορφής από τη μπαταρία μας, αν και αυτός είναι μάλλον ο λιγότερο οικονομικός και αποδοτικός τρόπος. Ο καλύτερος στην κάθε περίπτωση εξαρτάται από το πόσο πιστά θέλουμε να αναπαράγουμε την ημιτονοειδή μορφή του ρεύματος, από το διαθέσιμο κεφάλαιο και από τη φύση των φορτίων μας.

Εμείς θα εξετάσουμε τη μετατροπή με τη χρήση των δύο τύπων μετατροπέων οι οποίοι έχουν επικρατήσει σε αυτόνομα συστήματα φωτοβολταϊκών με τη χρήση μπαταριών.

Όποιοδήποτε τύπο μετατροπέα και να επιλέξετε, μην ξεχνάτε ότι:

Είναι μια ηλεκτρονική συσκευή η οποία παράγει ρεύμα το οποίο μπορεί να προκαλέσει ηλεκτροπληξία
Πρέπει να συμβουλευτείτε το εγχειρίδιο πριν την εγκατάσταση, και ίσως χρειαστεί να απευθυνθείτε σε κάποιον ειδικό
Ο μετατροπέας πρέπει να τοποθετηθεί σε στεγνό, καθαρό και σχετικά δροσερό περιβάλλον, στη σωστή απόσταση από τη μπαταρία
Δεν είναι πάντα σωστό να επιλέγουμε μετατροπέα πολύ μεγαλύτερο από τις ανάγκες μας, καθώς η απόδοση λειτουργίας μειώνεται και οι απώλειες αυξάνονται
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Μετατροπείς Κανονικού (ή “καθαρού”) ημιτόνου”]

Αντίθετα με την αντίληψη που επικρατεί, η κυματομορφή του εναλασσόμενου ρεύματος (AC) το οποίο παράγει ένας ποιοτικός μετατροπέας κανονικού ή καθαρού ημιτόνου είναι μια πολύ καλή προσέγγιση της κυματομορφής του πραγματικά ημιτονοειδούς και όχι 100% ημιτονοειδής, όπως φαίνεται στην εικόνα.κανονικό ημίτονο μεατροπέα
Η προσέγγιση αυτή είναι τόσο καλή που δεν παρατηρείται οποιαδήποτε διαφορά στη λειτουργία ακόμη και ευαίσθητων ιατρικών οργάνων, καταγραφικών, χρονομέτρων κλπ. Οι παλμογράφοι των περισσότερων ασθενοφόρων τροφοδοτούνται από μετατροπείς καθαρού ημιτόνου υψηλής ποιότητας, όπως και τα καταγραφικά όργανα σε σεισμογραφικούς σταθμούς, καταγραφικά αιολικού δυναμικού κ.α. Η συμβατότητα δεν είναι θεωρητική, καθώς τα παραπάνω παραδείγματα είναι εφαρμογές για τις οποίες έχουμε προμηθεύσει μετατροπείς κανονικού ημιτόνου υψηλής ποιότητας και λειτουργούν χωρίς πρόβλημα εδώ και χρόνια. Γενικά λοιπόν, οι μετατροπείς κανονικού ημιτόνου είναι κατάλληλοι για κάθε συσκευή, έχουν όμως το υψηλότερο κόστος αγοράς.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Μετατροπείς Τροποποιημένου Ημιτόνου”]

Το παραγόμενο ρεύμα παρουσιάζει μια κυματομορφή η οποία προσπαθεί να προσεγγίσει το κανονικό ημίτονο όπως φαίνεται στην εικόνα. Η τάση παραμένει στις υψηλότερες (θετικές και αρνητικές) τιμές και στο μηδέν για μεγαλύτερο διάστημα, και η μετάβαση ανάμεσα στις τιμές γίνεται απότομα.
Για τις περισσότερες συσκευές δεν υπάρχει διαφορά ή μπορούν να λειτουργήσουν για μικρά χρονικά διαστήματα χωρίς κανένα απολύτως πρόβλημα. Υπάρχουν όμως συσκευές οι οποίες δεν πρέπει να τροφοδοτούνται από τροποποιημένο ημίτονο.
[/fruitful_tab]

[fruitful_tab title=”Ζήτα Περισσότερες Πληροφορίες”]
Δεν βρέθηκαν πεδία.

[/fruitful_tab]
[/fruitful_tabs]