برق خورشیدی خانگی به عنوان یکی از راهکارهای پایدار و مقرون‌به‌صرفه برای تأمین انرژی الکتریکی، روزبه‌روز محبوبیت بیشتری پیدا می‌کنند. این سیستم‌ها با بهره‌گیری از انرژی خورشید، برق موردنیاز خانه‌ها را تأمین کرده و وابستگی به شبکه برق سراسری را کاهش می‌دهند. برای راه‌اندازی یک نیروگاه خورشیدی خانگی، تجهیزات مختلفی موردنیاز است که هر یک نقش مهمی در تولید، ذخیره و تبدیل انرژی ایفا می‌کنند. در این مقاله، به بررسی تجهیزات اصلی موردنیاز برای یک نیروگاه خورشیدی خانگی با تمرکز بر پنل‌های خورشیدی 555 و 600 وات، اینورتر و سانورتر پرداخته خواهد شد.
1.پنل خورشیدی: قلب سیستم خورشیدی
پنل‌های خورشیدی مهم‌ترین جزء یک نیروگاه خورشیدی هستند که انرژی نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. پنل‌های خورشیدی 555 و 600 وات از جمله پنل‌های با توان بالا و مناسب برای مصارف خانگی هستند. این پنل‌ها معمولاً از نوع مونوکریستال یا پلی‌کریستال ساخته می‌شوند، که نوع مونوکریستال به دلیل بازده بالاتر (تا 22%) در آب‌وهوای سرد و ابری عملکرد بهتری دارد، در حالی که پلی‌کریستال در مناطق گرم و شرجی مناسب‌تر است.
مشخصات پنل‌های 555 و 600 وات
این پنل ها شامل دو محصول از برند JA Solar میباشند که میتوانید از طریق لینک زیر آنها رو مشاهده کنید.
پنل خورشیدی 600 وات مونوکریستال دو طرفه N-Type Bifacial برند JA Solar
پنل خورشیدی مونو کریستال 555 وات JA Solar
توان خروجی: پنل 555 وات برای سیستم‌های متوسط و 600 وات برای سیستم‌های با مصرف بالاتر مناسب است.
ابعاد و وزن: این پنل‌ها معمولاً بزرگ‌تر از پنل‌های با توان پایین‌تر هستند و نیاز به فضای نصب بیشتری دارند (حدود 2.5 تا 3 مترمربع برای هر پنل).
طول عمر: پنل‌های خورشیدی با کیفیت بالا تا 25 سال عمر مفید دارند، اگرچه بازده آنها به‌مرور زمان کمی کاهش می‌یابد.
کاربرد: برای یک خانه با مصرف روزانه 5 تا 10 کیلووات‌ساعت، 4 تا 8 عدد از این پنل‌ها کافی است، بسته به میزان تابش خورشید در منطقه.
برای مثال، در یک سیستم 5 کیلووات‌ساعتی، می‌توان از 2 پنل 575 وات (نزدیک به 600 وات) استفاده کرد که توانایی تأمین 2500 تا 3500 وات‌ساعت انرژی را دارند. انتخاب تعداد و نوع پنل به میزان مصرف روزانه و فضای موجود بستگی دارد.
2. اینورتر: تبدیل برق DC به AC
اینورتر دستگاهی است که جریان مستقیم (DC) تولیدشده توسط پنل‌های solar را به جریان متناوب (AC) قابل‌استفاده برای لوازم خانگی تبدیل می‌کند. اینورترها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: متصل به شبکه (On-Grid) و منفصل از شبکه (Off-Grid). برای نیروگاه‌های خانگی معمولاً از اینورترهای Off-Grid استفاده می‌شود که با باتری کار می‌کنند.
مناسب ترین گزینه برای راه اندازی برق خورشیدی خانگی استفاده از اینورتر خورشیدی متصل به شبکه 5 کیلووات تک فاز برند KSTAR مدل BluE-G 5000D میباشد.
ویژگی‌های اینورتر مناسب
توان خروجی: اینورتر باید 30% توان بیشتری نسبت به مجموع مصرف لوازم خانگی داشته باشد تا در برابر بارهای لحظه‌ای (مانند موتور یخچال) مقاومت کند.
نوع موج خروجی: اینورترهای تمام‌سینوسی برای تجهیزات حساس مانند یخچال و پمپ مناسب‌تر هستند، در حالی که اینورترهای شبه‌سینوسی برای مصارف ساده‌تر مانند روشنایی کافی‌اند.
ولتاژ ورودی: اینورترهای 12، 24 یا 48 ولت بسته به آرایش باتری‌ها انتخاب می‌شوند. برای سیستم‌های با پنل 555 یا 600 وات، معمولاً اینورتر 24 یا 48 ولت مناسب است.
برای مثال، اینورتر 3200 وات برای سیستمی با 2 پنل 575 وات و مصرف 2500 وات‌ساعت مناسب است.
3. سانورتر: ترکیبی از اینورتر و شارژ کنترلر
سانورتر دستگاهی دوکاره است که عملکرد اینورتر و شارژ کنترلر را به‌صورت یکپارچه ارائه می‌دهد. این دستگاه نه‌تنها جریان DC را به AC تبدیل می‌کند، بلکه فرآیند شارژ باتری‌ها را نیز مدیریت می‌کند. سانورترها به‌ویژه در سیستم‌های Off-Grid که به باتری وابسته‌اند، بسیار کاربردی هستند.
مزایای سانورتر
یکپارچگی: کاهش تعداد تجهیزات و ساده‌سازی نصب.
شارژ کمکی: سانورترها می‌توانند از برق شهر یا ژنراتور برای شارژ باتری در روزهای ابری استفاده کنند.
فناوری MPPT: بسیاری از سانورترها از فناوری Maximum Power Point Tracking (MPPT) بهره می‌برند که بازده شارژ را افزایش می‌دهد.
نمونه‌های سانورتر
سانورتر 6 کیلووات 48 ولت 80 آمپر MPPT برند Go Green : مناسب برای سیستم‌های برق خورشیدی خانگی با پنل 555 یا 600 وات.
سانورتر 6 کیلووات 48 ولت 100 آمپر MPPT برند Growatt : ایده‌آل برای راه اندازی سیستم‌های برق خورشیدی خانگی .
برای یک سیستم با 4 پنل 600 وات، سانورتر 5 کیلووات با ولتاژ 48 ولت توصیه می‌شود تا ظرفیت تولید و مصرف بهینه شود.
4. باتری خورشیدی: ذخیره‌سازی انرژی
باتری‌ها برای ذخیره انرژی تولیدشده توسط پنل‌ها در طول روز و استفاده از آن در شب یا روزهای ابری ضروری‌اند. باتری‌های سرب-اسید و لیتیوم-یون رایج‌ترین انواع در سیستم‌های خورشیدی هستند، که نوع لیتیوم-یون به دلیل طول عمر بیشتر (تا 10 سال) و بازده بالاتر ترجیح داده می‌شود.
مشخصات باتری
ظرفیت: برای یک سیستم 5 کیلووات‌ساعتی، 4 باتری 100 آمپرساعت با ولتاژ 24 ولت مناسب است.
ولتاژ: آرایش باتری‌ها باید با ولتاژ اینورتر یا سانورتر هماهنگ باشد (12، 24 یا 48 ولت).
طول عمر: باتری‌های سرب-اسید 2 تا 5 سال و لیتیوم-یون تا 10 سال عمر دارند.
باتری لیتیوم 15 کیلووات سولار خورشیدی lifepo4 درجه 1 A+
باتری لیتیوم 10 کیلووات سولار خورشیدی lifepo4 درجه 1 A+
باتری لیتیوم 5 کیلووات سولار خورشیدی lifepo4 درجه 1 A+
5. شارژ کنترلر (در صورت عدم استفاده از سانورتر)
اگر از سانورتر استفاده نشود، شارژ کنترلر به‌صورت جداگانه برای مدیریت شارژ باتری‌ها موردنیاز است. شارژ کنترلرهای MPPT نسبت به نوع PWM بازده بیشتری دارند و برای پنل‌های 555 و 600 وات توصیه می‌شوند.
ویژگی‌های شارژ کنترلر
جریان نامی: برای 4 پنل 600 وات، شارژ کنترلر 60 تا 80 آمپر مناسب است.
ولتاژ سیستم: باید با ولتاژ باتری و اینورتر هماهنگ باشد.
6. سایر تجهیزات
سازه و پایه: برای نصب پنل‌ها روی پشت‌بام یا زمین، سازه‌های فلزی مقاوم در برابر باد و زنگ‌زدگی لازم است.
کابل و اتصالات: کابل‌های مخصوص خورشیدی با مقاومت بالا در برابر UV و رطوبت.
تابلو برق: برای حفاظت از سیستم در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه.
طراحی سیستم نمونه
برای یک خانه با مصرف روزانه 5 کیلووات‌ساعت:
پنل‌ها: 4 پنل 600 وات (مجموع 2400 وات).
سانورتر: سانورتر UP5000-M8342 با توان 4000 وات و شارژ کنترلر 80 آمپر MPPT.
باتری: 4 باتری 100 آمپرساعت 24 ولت.
سازه و کابل: سازه 4 پنله و کابل‌های استاندارد.
این سیستم می‌تواند در مناطق با تابش متوسط (مانند ایران) نیازهای روشنایی، یخچال، تلویزیون و پمپ آب را تأمین کند.
نکات مهم در انتخاب تجهیزات
محاسبه دقیق مصرف: توان کل لوازم برقی و ساعات استفاده روزانه را محاسبه کنید.
کیفیت برند: برندهای معتبر مانند EPEVER یا JA Solar برای سانورتر و یینگلی برای پنل‌ها انتخاب شوند.
گارانتی و خدمات پس از فروش: تجهیزات با گارانتی معتبر و پشتیبانی فنی انتخاب شوند.
موقعیت جغرافیایی: تعداد پنل‌ها و ظرفیت باتری بر اساس میزان تابش خورشید منطقه تنظیم شود.
نتیجه‌گیری
برق خورشیدی خانگی با استفاده از پنل‌های 555 و 600 وات، اینورتر و سانورتر، راهکاری ایده‌آل برای تأمین برق پایدار و کاهش هزینه‌های انرژی است. انتخاب تجهیزات مناسب، هماهنگی بین اجزا و توجه به نیازهای مصرفی، کلید موفقیت در راه‌اندازی این سیستم‌هاست. با سرمایه‌گذاری در این فناوری، نه‌تنها میتوانید از مزایای اقتصادی آن بهره‌مند شوید، بلکه گامی در جهت حفاظت از محیط‌زیست بردارید.
