Орон сууцанд зориулсан нарны энерги барих системийг хэрхэн сонгох вэ

Нарны энерги бэхэлгээний системийн талаарх ойлголт болон түүний ажиллагаанд үзүүлэх нөлөө

Нарны энерги бэхэлгээний систем нь орон сууцны нарны энергийн суурилуулалтын бүтцийн үндсийг бүрдүүлдэг бөгөөд шууд нөлөөлөх нь энергийн үйлдвэрлэл, тоног төхөөрөмжийн амьдралын хугацаа, хөрөнгө оруулалтын өгөөж юм. Энгийн самбарын дэмжлэгтэй харьцуулахад эдгээр инженерийн систем нь 120+ миль/цагийн салхи, 40 psf хүйтний ачааллыг тэсвэрлэн, зөв чиглэлд байлгахыг хангана.

Нарны энерги бэхлэхийн үндсэн ойлголтууд болон системийн үр ашгийн үүрэг

Нарны энергийн байгууламжийн суурилга нь нарийвчлалтай байршлын платформ болох бөгөөд улирлын үеийн нарны замын хувьсах өнцгийг тооцон (±2° нарийвчлалтай) нарны гэрлийг хамгийн ихээр шингээхийг хангана. Зөв суурилуулалт нь самбарын хазайлтаас үүсэх жижиг трещинуудыг саатуулдаг бөгөөд энэ нь фотогальваник системд ашиг шимийн бууралтын гол шалтгаан юм.

Суурилуулах систем энергийн гарцыг болон самбарын үргэлжлэх хугацааг хэрхэн нөлөөлөх талаар

Калифорни ерөнхийлөгчийн их сургуулийн судалгаа (2023) үзүүлснээр, суурь суурилуулалттай харьцуулахад тохируулга хийгдсэн суурилуулах байгууламжууд жилийн туршид 18–23% илүү энерги үйлдвэрлэдэг. Цагийн хувьд тохируулга хийх боломжтой суурилуулга нь цагийн хувьд тогтмол суурилуулгатай харьцуулахад өвлийн үеийн нарны байршлын үед 94% үйлдвэрлэлийн үр ашгийг хадгалдаг бол тогтмол суурилуулга зөвхөн 67% үр ашгийг хадгалдаг. Мөн дэвших хөдөлгөөнийг багасгах дэвшилтэт загвар нь материал дахь хоолойд 40%-иар бууруулдаг.

Суурилуулах системийн загварчлал ба нийт системийн найдвартай байдлын хоорондын хамаарал

Галванчилсан гангийн хэсгүүдтэй шоргоолж-рельсын байгууламжууд нь цаашдын 25 жилийн хугацаанд цаг агаарын симуляци тестэнд 99,5%-ийн цаг агаарт тэсвэртэй байдаг. Эзэмшсэн боолтын систем нь хавтан бүр дээрх 12–18 хавхлагын цэгүүдэд механик стрессыг тарааж, хуучин 4 цэгийн суурилуулалтаас харьцуулахад шилний хугарах эрсдлийг 31%-иар бууруулдаг.

Орон сууцны нарны хөнгөн жинд зориулсан суурилуулах системийн төрлүүд ба гадасны нийцэл

Тогтмол, тохируулагддаг ба хяналттой нарны суурилуулах системүүдийн тайлбар

Орон сууцны нарны хавтангийн талаар ярихад, одоогоор зах зээл дээр гурван төрлийн суурилуулах систем байдаг: тогтмол байршилтай, тохируулагддаг болон нарийвчлалтай хяналт хийдэг системүүд юм. Тогтмол суурилуулга нь самбайн өнцгийг барьж байдаг бөгөөд энэ нь газрын байршил эсвэл наалдын налуугаас хамаараад хамгийн тохиромжтой өнцгийг сонгоход тусална. Эдгээр нь ихэнх гэртэй хүмүүст шууд ашиглахад тохиромжтой, зардал багатай шийдэл болдог. Тохируулагддаг суурилуулга нь улирлын турш самбайн өнцгийг өөрчилөх боломжийг олгодог. Мэргэжлийн судалгааны мэдээллээр ийм арга нь жилийн нийт энергийн үйлдвэрлэлийг ойролцоогоор 12-15 хувиар нэмэгдүүлж чаддаг. Гурав дахь ангилал бол бүхэлдээ өдрийн турш нарны хөдөлгөөнийг дагаж хөдөлдөг хяналтын систем юм. Эдгээр нь тодорхойлсон хэмжээгээр илүү их нарны гэрэл барих болон илүү их цахилгаан үүсгэдэг ч гэсэн илүү өндөр үнтэй байдаг бөгөөд тогтмол үйлчилгээ шаарддаг.

Нарны хавтанг наалан дээр суурилуулах: Тогтмол суурилуулга vs. Наалд нэвтрэхгүй шийдлүүд

Цахилгаан хангамжийн барилга бэхлэлтээр бат бөх байдал, үйлдвэрлэгчийн баталгааг хадгалахын тулд нарны хавтанг гэрэвч дээрх бэхэлгээний арга нь маш чухал. Нэгэн арга бол бамбай дотор орж, шууд доод талын бамбайн хүрээнд бэхлэгдсэн тавиуртай шугамыг ашиглах явдал юм. Нөгөө талаас, гадаргууг ямар ч байдлаар нэвтрүүлэхгүй бэхэлгээний шийдэл байдаг. Эдгээр нь ихэвчлэн дээр нь хүнд жин тавих эсвэл металл гэрэвчийн зүгээр хязгаарыг барих тусгай хавчаар тулгуурладаг. Гэрэвчийг нэвтрүүлсэн суурилуулалт нь хүчтэй салхидаа илүү сайн тэсвэрлэдэг (салхины тэсвэрт чанарыг ойролцоогоор 20%-иар сайжруулдаг) ч гэсэн олон худалдан авагчид зогсоо шовх металл гэрэвч эсвэл мэдрэмтгий цементийн хавтан шиг гэрэвчийн баталгаат хугацааг хадгалахын тулд гадаргууг нэвтрүүлэхгүй аргыг илүүд үздэг. Суурилуулалтын тус бүрт тухайн суурилуулалтад хамгийн чухал зүйлсээс хамааран давуу болон дутагдалтай тал байдаг.

Нарны хавтангийн бэхэлгээг гэрэвчний төрлөөр нь тохируулах: Асфальт, цемент, металл ба талбай гэрэвч

Гэрэвчний материал тус бүрт тохирохуйн зэрэг ялгаатай байдаг:

• Асфальт шинглс : Хайлангийн зангидаж болохыг урьдчилан сэргийлэхийн тулд лаг болтны тусламжтайгаар гэрэвчийг шалбархайлах шаардлагатай
• Шохойн чулуун цемент : Хавтангуудыг хугаруулалгүй доод талд нь бэхлэх тусгай суурь хэрэгтэй
• Металл асгалт : Нууцлах бэхэвчтэй профайлуудад шовхны хавчуурга эсвэл S-5! зэрэг цэгнүүр ашигла
• Хавтгай асгалт : Ганцаардмал налуутай тогтоогуур эсвэл газар хийхгүйгээр бэхэлж болох суурь ашигла

Буруу бэхэлснээр жижиг трещин эсвэл исэлдэлт үүсч, хатуу цаг агаарт модулийн амьдралын хугацаа 3–5 жил буурна.

Орон сууцны нарны хөнгөн бэхэлгээний системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба техникийн үзүүлэлтүүд

Өндөр үзүүлэлттэй системүүд нь хөнгөн цагаан шоргоолж, цэвэршүүлсэн ган болон УВ-тэлбэртэй полимерийг хослуулдаг. Гол техникийн үзүүлэлтүүд дотор:

• Ачааллын багтаамж (цас их ордог бүс нутагт ≥45 PSF)
• Салхины салгах эсэргүүцэл (160+ MPH хүртэл туршсан)
• Тэлэлтийн зөвшөөрөгдөх хязгаар (температур өөрчлөгдөх үед ±0.25")

2024 оны нарны энерги хэрэгсэлтэй нийцэх чанарын тайлангийн мэдээгээр баталгаат хариуцлагын 98% нь хязгаарлах хүчийг буруу тохируулсанаас эсвэл коррозийн хамгаалалт дутмаг байснаас үүдэж байгааг харуулж байна. Энэ нь бүрэлдэхүүн хэсгийн чанар болон суурилуулагчийн мэргэжлийн чадварын ач холбогдолыг онцлон харуулж байна.

Нарны энергийн батгуудыг сонгохдоо бүтцийн болон орчин үеийн хүчин зүйлсийг харгалзах

Нарны энергийн батгийг хамгийн сайн суурилуулахын тулд зураг дээрх хэмжээ, хэлбэр, налалтыг харгалзах

Цасан дээрх хэмжээ нь цахилгаан хуримтлуурын системийг хэрхэн боловсруулахад ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Их хэмжээний цасан дээр илүү олон самбар байршуулж болох нь мэдээж, гэхдээ тэдгээрийг гадаргуу дээр жигд тараах асуудалд ч тулгардаг. 25-аас ойролцоогоор 35 градусын налалттай цасан дээр нарны туяа ихэнх цагт байрлах байрлалдаа сайн ажилладаг. Харин түвшинтэй эсвэл бараг түвшинтэй цасан дээр? Тэдгээр нь ерөнхийдөө самбаруудыг бүрэн хэвтээ байрлуулахгүй байхын тулд өндөр нэмж өгдөг тоног төхөөрөмж шаарддаг. Мөн сүүдэр үүсгэж, өдрийн турш боломжит хамгийн их нарны гэрэлд хүрэхийг хангах зорилгоор газрын зураглалын онцгой өнцгүүд болон саатлын бүсүүдэд нийцсэн онцгой бэхэлгээний арга зам шаардлагатай байдаг.

Ачааллын багтаамж болон орон нутгийн барилгын дүрэм журмын шаардлага

Гэр бүлийн дээврүүд өөрсдийн жин болон цасны жинг тэвчих ёстой бөгөөд хүйтэн өвөлтэй газруудад квадрат футанд 40 паунд хүртэлх ачаалал татах боломжтой. 2024 оны Үндэсний нарны энерги суурилуулах стандартын дагуу, барилгын эзэн нь дээврийн тусгаарлагчид тооцоолсон ачааллаас ойролцоогоор 50%-иар илүү жин даах чадвар бүхий эсэхийг шалгах ёстой. Рельсэн дээрх нарны хялбархан самбар суурилуулах үед систем өөрөө ачааллыг квадрат футанд 3-5 паундаар нэмэгдүүлдэг. 15 гаруй жилийн өмнө асфальт модны хавтангаар угсарсан хуучин байшинуудын хувьд ингэснээр бүх зүйлийг аюулгүй дэмжихийн тулд хамарцагийг нэмж баталгаажуулах шаардлагатай болно.

Нарны энергийн батландагчийн салхины эсэргүүцэл болон уур амьсгалд нийцсэн дуурайлт

Цахилгаан хангамжийн системийг элсэн цавь, шуурганы хүчтэй салхинд зориулан суурилуулахад 140 миль/цаг-аас дээш хурдтай салхины өмнө нь тусгай салхины хаалтууд болон шуурганы түвшний бэхэлгээний самбайнууд нь бараг заавал шаардлагатай болдог. Солирох эрчим хүчний бүтцийн институтын судалгааны багийн зарим судалгаагаар алчуудын хайлшийн бэхэлгээ нь энгийн ган бэхэлгээтэй харьцуулахад салхины бултирах хөдөлгөөнийг гуравны хоёроор бууруулдаг байна. Цас ордог бүс нутагт налууг 35 градус эсвэл түүнээс дээш өндөрт тохируулах нь маш сайн үр дүнтэй байдаг. Халаагчтай рельсний системтэй хослуулбал цас, хөлдөөс цэвэрлэх асуудал бүрмөсөн арилж, ийм арга хэмжээ аваагүй тохиолдолд өвлийн улиралд энергийн үйлдвэрлэл 18%-22% хүртэл буурч, энэ нь хугацаа өнгөрөх тутам их хэмжээний алдагдалд хүргэдэг.

Цахилгаан хүчний зөв бэхэлгээгээр бүтцийн урт хугацааны бат бөх чанарыг хангах

40 жилийн коррозийн баталгаатай цагаан тугалсан ган элементүүд нь одоогоор хурдасгасан цаг агаарын нөхцөлд туршиж байгаа поршингоос илүү амжилттай байна. Мэргэжлийн суурилуулагчид хаалтны материал дээрх микроскопын трещиныг илрүүлэхийн тулд суурилуулах үед инфра улаан туяаны сканер ашигладаг бөгөөд 2023 оны нарны энерги хадгалах тайлангийн мэдээгээр энэ нь ус орох тохиолдлын 87%-ийг саатуулдаг.

Хавтангийн чиглэл болон налалтыг зөв тохируулах замаар энергийн гарцыг хамгийн их байлгах

Нарны хавтангийн чиглэл болон налалт нь энергийн үйлдвэрлэлд яаж нөлөөлөх вэ

Солар панелуудыг хаана байрлуулах нь тэдгээрийн ямар хэмжээний цахилгаан үйлдвэрлэхийг шийдэх гол асуудал юм. Ихэнх Северийн Америкийн нутаг дэвсгэрт нарны замын чиглэлтэй тохирохуйц өмнөд зүг рүү чиглүүлэн суурилуулсан системүүд илүү сайн ажилладаг бөгөөд бусад чиглэл рүү хандсан панелуудтай харьцуулахад ойролцоогоор 30% илүү цахилгаан үйлдвэрлэдэг. Панелийн налалтыг зөв тохируулах нь мөн адил чухал. Хэрэв панелууд байршиж буй газрын өргөрөгтэй ойролцоо өнцгөөр байрлаж байвал жилийн турш нарны туяаг хамгийн үр дүнтэй байдлаар барих боломжтой. Жишээлбэл, Лос-Анжелес хотын хувьд ойролцоогоор 35 градусын өнцгөөр байрласан панелууд нарнаас авч болохуйц энергиийн 95%-ийг барих чадвартай. Гэсэн хэдий ч хэрэв хэн нэгэн панелуудыг хэт туушаар эсвэл хэт налуу байрлуулбал, өнцгийг ойролцоогоор 10 градусаар алдвал гарцыг DeyeESS-ийн 2023 оны судалгаагаар 8-12 хувь хүртэл бууруулдаг.

Стратегийн солар панелийн бэхэлгээний байрлалаар сүүдрээс зайлсхийх

Мод, тавиур, эсвэл зэргэлдээх барилгаас үүсэх сүүдрэлт нь панелийн гарцыг 40%-иар бууруулах боломжтой. Ингэснээс зайлсхийхийн тулд суурилуулагчид дараах арга хэмжээг авдаг:

• Solar Pathfinder зэрэг хэрэгслүүдийг ашиглан улирлын турш нарны замыг зурах
• Хамгийн багадаа зайг хадгалах (ихэвчлэн объектын өндрийн 1.5 дахин)
• Газар суурилагдсан системд мөрүүдийг хооронд нь давхардуулан байрлуулах нь мөр хоорондын сүүдэрлэлтийг саатуулна

Эдгээр нарны хөвөнгийн бэхэлгээний стратеги нь хэсэгчилэн сүүдэртсэн орчинд боломжит энерги бүрдүүлэлтийн 90–97%-ийг хадгалж үлдээдэг.

Газарзүйн байршил, улиралд үндэслэн тусгай өнцгийг тодорхойлох

Өргөрөг нь налууг тохируулах суурь үзүүлэлт юм:

Улирлын тохируулгыг хийх боломжтой нарны энерги барилга нь тогтмол налуу байршилтай системүүдтэй харьцуулахад жилийн үйлдвэрлэлтийг 5–8%-иар нэмэгдүүлдэг. Цас ордог бүс нутагт илүү нарийн өвлийн өнцөг (55°–60°) нь цас шорооноос хурдан чөлөөлөх боломжийг олгох бөгөөд өвлийн үеийн ердийн гарцын 85%-ийг хадгалж чаддаг.

Амралтын байранд суурилуулах нарны энерги барилгын үнэ, найдвартай байдал, өгөөжийн хувь

Суурилуулах системийн янз бүрийн төрлөөр анхны зардал ба урт хугацааны хэмнэлт

Стандарт цасан дээрх суурилуулалтын систем нь ихэвчлэн гэр бүлд $2,400-с $2,800 хүртэл зардалтай байдаг бол газар нь суурилуулах сонголтууд нь илүү бат бөх суурь шаарддаг тул ерөнхийдөө 15-20 хувийн нэмэлт зардал гардаг. Газар нь суурилуулах нь эхний үед илүү их зардал шаарддаг ч, олон гэр бүлийн гишүүд зохицуулалт сайн, агаарын эргэлт сайн байдлаас хамааран модулиуд илүү хүйтэн байх боломжийг олгох тул ойролцоогоор 10-15 хувиар илүү цахилгаан үйлдвэрлэдэг гэж үздэг. Энэхүү үйлдвэрлэлийн нэмэгдэл нь анхны хөрөнгө оруулалтаа хүлээсэнээс илүү хурдан буцааж авах боломжийг олгодог. Ихэнх тохируулгын дээгүүрх суурилуулалт нь бүх зүйлийг суурилуулахад гарах зардлын ойролцоогоор 30 хувийг хамрах федераль татварын кредитийг тооцож, таван жилээс найман жилийн хооронд ашиг орлоготой болдог. Мөн сонирхолтой нь нарны гэрэл жилийн турш тунгалаг байдаг бүс нутгуудад нарны хөдөлгөөнийг хянах систем нь зардлаа буцааж авах хугацааг дахин нэг эсвэл хоёр жилийн хугацаагаар богиносгож чаддаг.

Суурилуулалтын төрлөөр үйлчилгээний шаардлага ба найдвартай байдал

Цаасан дээрх системүүд нь тасралтгүй дулаан тэлэлт болон цаг агаарын нөлөөллөөс болж хурдан элэгддэг. Ихэнх мэргэжилтнүүд эдгээр суурилуулалтыг жилд хоёр удаа шалгахыг зөвлөдөг бөгөөд ихэвчлэн ийлүү их асуудал болохоос өмнө иж бүрэн хатуулагчид эсвэл муудаж буй шовхорыг илрүүлэхийн тулд үйлчилгээний дуудлага бүрт $150-300 зарцуулдаг. Харин газарт суурилуулсан цайралтгүй цэвэрхэн хүндийн хүрээ нь бараг ямар нэгэн засвар үйлчилгээ шаардамгүйгээр ойролцоогоор 25 жил ажилладаг. Гэсэн хэдий ч далайн ойролцоох газрын ган цаасны бэхэвлүүрүүд нь давстай агаараас болж ихэвчлэн 12-15 жилийн дотор хэсгийг солих шаардлагатай болдог. Сүүлийн үеийн зарим судалгааны дагуу температур маш ихээр хэлбэлзэх үед цаасны гадаргуугийн нарийвчлал шаарддаггүй поликарбонатаар хийсэн бэхэвлүүр нь хуучин загварын рельсний системүүдтэй харьцуулахад ойролцоогоор 43 хувиар илүү найдвартай байдаг.

Аюулгүй, стандартын шаардлага хангасан нарны энерги суурилуулах ажилд сертификаттай суурилуулагчидтай ажиллах

Нарны хавтан сууруулах ажилд сертификаттай мэргэжилтнүүд салхины дээш чиргэлийн хувьд NEC 690-12 кодыг баримталдаг. Энэ нь тайфун ирдэг бүс нутгуудад цагт 140 миль (ойролцоогоор 225 км) болон түүнээс дээш хурдтай салхинд тэсвэртэй системийг боловсруулах, мөн зөв чичирхийллийн боолтуудыг оруулж өгөхийг шаарддаг. Эдгээр арга хэмжээнүүд зөвхөн зохицуулах шаардлагууд биш, харин 25 жилийн үйлдвэрлэгчийн баталгааг хадгалахад шаардлагатай юм. Захидал замаар зөвшөөрөл авбал DIY (өөрөө хийсэн) системтэй харьцуулахад даатгалын зардлыг 7-12 хувь хүртэл бууруулдаг. Ачааны тооцооны математик нь өөр нэг чухал хүчин зүйл юм. Зөв инженерийн тооцоогүйгээр гадас дээрх жин ихсэж муруйх эрсдэл үүсдэг. Ердийн нийлмэл шингэлттэй гадасан дээр мэргэжилтнүүд ерөнхийд нь квадрат фут бүрт дор хаяж 40 фунт (ойролцоогоор 1.8 кг/м²) багтаамжийг зөвлөдөг. Хамаагүй чанарын шалгалтууд тогтмол сонирхолтой зүйлийг илрүүлдэг: професиональ байдлаар сууруулсан нарны цахилгааны системүүд үйл ажиллагааны эхний арван жилд гарч ирэх цахилгааны асуудлуудын зөвхөн 5-ийн 1-ийг л үүсгэдэг буюу өөрөө сууруулсан системүүдтэй харьцуулахад.