Aurinkopaneelit aurinkoenergiaa käyttävissä vedenpumppausjärjestelmissä

Aurinkopaneelit aurinkoenergiaa käyttävissä vedenpumppausjärjestelmissä

Tutustu eri aurinkopaneelityyppeihin sekä omien paneelien käyttöön ja mitoitukseen Grundfos Product Centerissä

Aurinkoenergialla toimivat ratkaisut perustuvat aurinkopaneeleihin. 

Tässä moduulissa tutustumme tarkemmin erityyppisiin aurinkopaneeleihin, niiden toimintaan ja lopuksi siihen, miten Grundfos Product Centerin mitoitustyökaluun lisätään aurinkopaneeleita ja kuinka itse mitoitus tehdään.

Aurinkopaneelit imevät auringon säteilyenergiaa ja muuttavat sen sähkövirraksi. Aurinkopaneeli koostuu yleensä 36–72 kennosta, joiden teho on 50–300 wattia. Aurinkopaneeleja on kahdenlaisia: kiteisiä ja ohutkalvoisia. Katsotaanpa näiden kahden tärkeimpiä eroja tarkemmin.

Kiteiset paneelit ovat yleensä ottaen yleisin aurinkopaneelityyppi, mutta ohutkalvoiset paneelit ovat joissain tilanteissa parempi vaihtoehto. 

Ohutkalvoisen aurinkopaneelin hyötysuhde on parempi esimerkiksi pilvisissä ja kuumissa olosuhteissa, kun taas kiteiset aurinkopaneelit soveltuvat parhaiten kylmään säähän. Erot näkyvät etenkin hyötysuhteessa, koossa ja käyttömahdollisuuksissa. Kiteisten paneelien hyötysuhde on yleensä tasoa 13–20 %, kun taas ohutkalvoisilla taso on 6–8 %. Kiteiset paneelit ovat myös huomattavasti pienempiä, eli ne sopivat paremmin pieniin tiloihin.  

Myös kiteisistä aurinkopaneeleista on olemassa kaksi eri versiota: monikiteinen ja yksikiteinen. 

Yksikiteinen paneeli on täysmusta, toimii paremmin lämpimissä olosuhteissa ja saavuttaa jopa 20 %:n hyötysuhdetason. 

Monikiteisissä paneeleissa on sen sijaan sekä vaalean- että tummansinistä, ja niillä saavutetaan enintään 17 %:n hyötysuhdetaso. Niiden valmistus on kuitenkin edullisempaa, ja niiden tuotannossa syntyy vähemmän piijätettä. 

Nyt kun olemme tutustuneet erityyppisten aurinkopaneelien ominaisuuksiin, tarkastelemme tämän moduulin seuraavassa osassa aurinkopaneelien sähkötietoja. Aurinkopaneelien valinnassa on ensinnäkin huomioitava muutamia tärkeitä sähköön liittyviä tietoja.

Näitä käsitteitä ovat: Maksimitehopisteen jännite eli Vmp on jännitteen arvo aurinkopaneelien saadessa optimaalisesti energiaa. 

Lisäksi on huomioitava maksimitehopisteen virta eli Imp. Vmp:n tapaan tässä on kyse virran arvosta aurinkopaneelien latautuessa optimaalisesti. 

Seuraavana on avoimen piirin jännite eli Voc. Tämä on jännite johtojen ollessa irti. Viimeisenä on oikosulkuvirta eli Isc. Tämä on virta, kun johdoissa on oikosulku.

Aurinkopaneelien sähköliitännässä käytetään yleensä sarjaan- tai rinnankytkentää. Sarjaankytkennässä kytketään peräkkäin ja rinnankytkennässä vierekkäin. 

Kuten nimestä voi päätellä, sarjaankytkennässä on kyse sarjaan liitetyistä aurinkopaneeleista. Sarjan jokainen paneeli lisää jännitettä, mikä lisää kokoonpanon kokonaisantojännitettä. Jos sarjaan on kytketty esimerkiksi neljä aurinkopaneelia, jossa kunkin paneelin antojännite on 37 V, sarjan kaikkien paneelien antojännite lasketaan yhteen. 

Tällöin neljästä aurinkopaneelista koostuvan sarjaankytkennän antojännite voi olla yhteensä 148 V. 

Nämä sarjat voidaan myös kytkeä toisiinsa rinnakkain, mistä pääsemmekin toiseen kytkentätyyppiin. Jotta rinnankytkentä toimisi, jokaisella sarjalla on oltava sama jännite ja virta. Kun sarjoja kytketään toisiinsa rinnakkain, jokainen sarja lasketaan mukaan rinnankytketyn kokoonpanon kokonaisantovirtaan, eli jos neljä sarjaa kytketään toisiinsa rinnakkain ja kunkin antovirta on 8 A, kokonaisantovirta on 32 A. 

Valitsitpa sitten kumman tahansa sähkökytkentävaihtoehdon, aurinkopaneelien mitoitus ja liitäntä on tärkeää tehdä sähköjärjestelmän teknisten tietojen perusteella. Katsotaan näitä hieman tarkemmin.

Aurinkoenergialla toimivaa pumppujärjestelmää koskeva yleissuositus on, että laitteilla tuotetaan mahdollisimman korkea jännite – kuitenkin tuotteen rajat huomioiden. Näin saat paremman hyötysuhteen ja voit käyttää ohuempia kaapeleita. Aurinkopaneelien kytkennät tehdään yksinkertaisesti kaapeliliittimien avulla.

Yksi yleisimmistä aurinkoenergialla toimivia pumppaamoita koskevista kysymyksistä on, voiko asiakas lisätä omia aurinkopaneeleita järjestelmän mitoitusta varten Grundfos Product Centerissä. Vastaus on kyllä. Tämän moduulin viimeisessä osassa näytämme, kuinka se käy. 

Grundfos Product Centerin mitoituksessa voi valita Grundfosin valikoiman aurinkopaneeleista tai mitoitusohjelmaan voi lisätä omia aurinkopaneeleita. 

Jos haluat lisätä omia aurinkopaneeleita Grundfos Product Centeriin, aloita mitoitus, siirry aurinkopaneelien kohtaan ja valitse ”Laske”. Voit tässä kohdassa muokata kaikkia määritettävän aurinkopaneelin keskeisiä tietoja. Kun olet valmis, tallenna asetukset valitsemalla ”Tallenna ja sulje valitsemalla OK” ja napsauta ”OK”. Näin aurinkopaneelisi lisätään mitoitusohjelmaan.

Lisäksi voit vertailla tuloksia esimerkiksi kahden eri tuotemerkin tai kahden erikokoisen aurinkopaneelin välillä. Se on helppoa. Valitse vertailtava moduuli toiseksi valinnaksi aurinkopaneelivalikkoon. Katso tulokset napsauttamalla ”Aloita mitoitus”. Tässä olivat aurinkopaneelien tärkeimmät ominaisuudet. Kerrataanpa vielä, mitä opimme.

Aurinkopaneeleja on kahdenlaisia: kiteisiä ja ohutkalvoisia. Kiteisten paneelien hyötysuhdetaso on 13–20 %, kun taas ohutkalvoisilla se on 6–8 %.

Sarjaankytkentä koostuu sarjaan kytketyistä aurinkopaneeleista. Rinnankytkentä sisältää useamman rinnakkain kytketyn paneelisarjan. 

Voit nyt lisätä omat aurinkopaneelisi Grundfos Product Centeriin ja valita käyttökohteeseesi sopivat tarkat mitoitustiedot.