BIPV 太阳热能应用展示 -Part1

基于2018年制定的研发路线图,我们构建了完整的BIPV家庭太阳能系统, 本文将展示系统的太阳热能部分

  • OM太阳能暖通空调系统
  1. 将热量储存在位于地板之间的5,000个标准水瓶中, 实现对房屋进行加热/冷却
  2. 使用OM太阳能热水箱预热系统, 从而提高热能利用效率
  3. 为车库以及屋顶的BIPV板提供热量以助于融雪
冬天白日有阳光时
冬天白日有阳光时:利用高效率太阳热同时得到两样好处:热水和为晚间蓄热
  • 太阳雨玻璃管集热器系统
  1. 全年提供太阳能热水
  2. 夏季为泳池加热
  3. 冬季为电池房加热

  • 太阳热能控制中心
  1. 通过预热水箱收集来自OM HVAC系统的热气
  2. 通过太阳雨玻璃管集热器收集热水
  3. 将热量分配给OM太阳能热水器备用设备, 地暖, RIPV融雪路面(太阳能车道及人行道), 位于不同楼层的2个炉子, 壁内加热器, 以及其他的研发设备
  4. 屋内热水分配系统

  • RIPV 集热/融雪系统

我们通过以下的歧管系统实现了太阳能集热/融雪一体化路面, 详情请见原文链接

成功推出混网兼容光伏/微型逆变器/电池系统

由于当今世界存在不确定性,且结合围绕电力安全存在潜在的问题,Create Solar的团队一直在努力为客户提供解决方案,以提高其电源的可靠性。 与多家独家硬件提供商合作,我们现在能够提供全面的可再生能源解决方案。 我们新颖的系统可满足客户的每种潜在电源需求,其中包括:

  • 备用电池,可在断电时保持负载运行,包括所有主要电池化学成分的选项
  • 能够将多余的能量从太阳能光伏源直接出售给电网的能力。
  • 可以选择在晚上购买较便宜的电网来存储电力,并在高峰期将其售出,以使其物有所值,然后再将其卖回电网。
  • 能够集成到现有的太阳能光伏装置中并在离网模式下使用现有的微型逆变器
  • 优先考虑各个可能方向上的动力流的能力。
  • 通过智能手机应用程序远程监控整个系统。

下图显示了Create Solar的“生活实验室”中功能测试的设置:

下图显示了整个系统的各种连接和硬件设置图:

这项新的独特技术已在加拿大卑诗省西卡莫斯市另一个现有的Create Solar PV安装环境中进行了实际测试。

以下是硬件改造安装图示:

Create Solar很高兴能够提供这项令人兴奋的新技术,并期待继续成为加拿大西部市场独特的光伏解决方案的领导者。

道路集成光伏(RIPV)演示项目-第2部分

几天前,Create Solar 样板实验房的RIPV演示项目的热工部分已将现有的乙二醇回路连接到现有系统,如下图所示:

这是一个完美展示融雪的时机,因为受初冬影响,第二天基洛纳(Kelowna)在一夜之间降了几厘米的瑞雪,如下面实验室外部的照片所示:

现在是时候对系统的融雪除冰部分进行首次实际测试了,并且相应的阀门都已打开,如下面的新歧管所示:

随着室外温度在0摄氏度左右徘徊,并且在打开热循环后仅5分钟,在走道(第一张图片)和车道(第二张图片)上已经可以看到除雪的迹象:

20分钟后:

35分钟后基本融化所有积雪。

如下图所示,50分钟后行车道也基本融化所有积雪。延长的时间是因为行车道离交换器距离较远,需要更长距离循环行车道的热工岐官。

对于Create Solar开发的创新系统而言,成功进行首次实际测试的证据是一个好消息! 在进行和测试地热回路和电气连接时,请随时关注进一步的更新。

道路集成光伏(RIPV)演示项目-第1部分

Create Solar的核心研发工作全部集中在为加拿大北部气候的住宅和商业客户提供全方位绿色能源解决方案上。 因此,我们一直在进行的最新开发之一是基于地面的太阳能热电系统,可以将其安装在车道或人行道等位置。 建成后,该系统将成为北美首个集发电、热水、融雪功能于一体的系统。 其全部功能如下:

  1. 产生电能用于电网计量的电网连接或离网独立系统
  2. 在冬天,可以使用多种可用的热源为系统的表面除冰,例如:
    -立/斜式太阳能热真空管
    -地热回路
    -燃气或电锅炉
    -来自清洁的太阳能配电板的反向电流给电网输电
  3. 为研发目的提供单独的小规模跟踪和控制
  4. 能够在夏季对太阳能模块进行冷却,以使它们以更高的效率运行,同时将多余的热量释放到有用的储能设备中,例如家用热水炉或地下储热、游泳池等。

下图显示了整个727 Living Lab系统的新增功能示意图:

系统的物理硬件部分已经安装,可以在以下图像中看到它:

目前,研发小组正在努力与控制室建立物理连接,下一步是安装所有电气和热控制回路以及地热回路。 随着项目的进展,将提供其他更新。 这是Create Solar旨在为加拿大房主提供缓解气候变化的“零净家庭难题”中的又一个难题。

使用BIPV屋顶瓦片系统的微型逆变器的高温效率-第2部分

光伏集成瓦片(BIPV)系统是Create Solar在住宅和小型商业建筑上安装的核心产品之一。 该系统的主要技术参数将在本文的第1部分中进行讨论。 当使用微型逆变器进行DC / AC电源转换时,由这些参数引起的问题之一是逆变器看到的高温导致其关闭。 上一篇文章介绍了Create Solar为缓解此问题而进行的首次尝试,方法是添加一条蜿蜒穿过BIPV模块的通风通道,然后在阁楼温度高于30摄氏度的几天中通过通道吹入空气。 这提供了一些缓解,但是需要更多的冷却,因此,探索了以下两种可能的解决方案:

1. 下图所示,其中三个微型逆变器从模块的正后方移至屋顶的阁楼内:

BIPV modification

BIPV attic modification

微逆变器位置的这种修改似乎已经解决了过热问题。 下图显示了六个模块(每个微型逆变器2个)由于温度过载而没有关闭,这与附近的其他模块不同。 该解决方案将受到持续监控,以确保没有其他问题。

monitoring attic modification

2. 尝试的第二种解决方案是另一种强制通风,例如第一篇文章中讨论的初始修改。 但是,此更改的不同之处在于,它为BIPV最初设计为运行的BIPV组合式太阳能/太阳能热风系统提供了更稳定的通风路径。 下图显示了该系统的基本示意图:

BIPV schematic

将微型逆变器放置在BIPV模块和屋顶隔热材料之间的空气间隙。 这是在模块和屋顶之间加热时自然迫使空气通过的空腔。 即使空气被加热到环境温度,仍存在恒定的气流,这为微型逆变器提供了更有效的热传递。 改造过程的图像如下所示:

BIPV retrofit

从下面的监视系统图像可以看出:该解决方案也被证明是有效的,因为在炎热的夏天下午,更换的9个模块没有像相邻的模块那样因为高温而关闭。

BIPV monitoring

离网/并网融合演示项目

Create Solar的团队正在着手开发一个新颖的离网/并网融合项目,以展示在各种应用中使用太阳能的多种不同方式。 该项目将包含许多不同的元素,包括太阳能车道,备用电池,电动汽车充电器,太阳能栏杆,便携式太阳能,安装在拖车、房车上的太阳能,以及优化所有太阳能的独特系统,同时根据演示的需要开启离网和并网自动切换。 下图显示了727 Living Lab的航拍图,该系统当前正在测试中,并将在接下来的几个月中安装。

727 Living Lab

727生活实验室
这将是全球此类系统的第一种类型,我们将在其开发过程中提供详细的更新。

BIPV组件自动除雪的成功研究

与UBCO不列颠哥伦比亚大学欧肯那根大学的合作及在加拿大Mitacs资金的支持下,Create Solar一直在以最有效的方法从屋顶建筑物集成光伏(BIPV)模块清除积雪的方式进行研发。 已经探索了许多不同类型的技术解决方案,包括但不限于:利用来自家用炉操作的废热,沿边缘施加的电热以及模块后方的供电对流。 下图显示了用于进行这项研究的实验室测试设置之一。

Building Integrated PhotoVoltaic Snow Removal Lab Test

该研究为使BIPV系统保持融雪的最佳解决方案提供了宝贵的见识,以便在北部气候的冬季(例如卑诗省基洛纳)发电。 已经进行了许多成功的测试,并且Create Solar现在为各种不同的设置和条件提供了最佳的解决方案。 下图显示了系统激活后1小时内,单个模块上的积雪融化。 其余模块最终将由清除的模块产生的电流加热,从而形成融雪系统。

这已成为Create Solar向正确方向迈出的又一个成功步骤。 我们一直致力于研究并向客户提供所有可能的最佳解决方案,以在加拿大等北部气候条件下的房屋中有效实施可再生能源的深度应用。

 

使用BIPV屋顶瓦片系统的微型逆变器的高温效率-第1部分

光伏集成瓦片(BIPV)系统是Create Solar安装在住宅和小型商业建筑物上的核心产品之一。 此类设备要注意的主要电气技术参数如下:

1,这些模块在功能上类似于具有相似的美观特征的典型屋顶瓦。 因此,它们的尺寸不能与常规的PV太阳能电池板一样大。
2,由于瓦片模块要小得多,因此与传统的串式逆变器设置相比,使用微逆变器系统是一种更好的设计实践。
3,当发电单元安装在瓦片模块附近时,微型逆变器的电气设计是最具成本效益和效率的。 这对于屋顶瓦片BIPV系统提出了一些问题,该瓦片BIPV系统还用作太阳能HVAC的热空气处理单元。 这是因为在炎热的夏季,微型逆变器很容易在没有足够通风的情况下热关断,并会停止发电,直到它们冷却到工作温度以下为止。

这些参数已导致许多YC500微型逆变器在炎热的夏季每天关闭约3个小时。 下面的逆变器仪表板屏幕截图显示,由于热关机导致这11个发电点从开始到2019年7月21日下午2点至5:30,光伏分支一直无法正常工作。

Create Solar缓解此问题的第一个尝试是添加一条通过BIPV模块蜿蜒的通风通道,然后在阁楼温度高于30摄氏度的几天中添加一个受控小风扇以通过通道吹送空气。 设计的排气路径如下图所示。

下图显示了阁楼内通风风扇的图像。

强制通风的主动方法为微逆变器提供了一些散热。 从下面类似的炎热天气的逆变器仪表板屏幕截图可以看出,性能有改进比以前稍好,这表明逆变器停机次数更少。

但是,注意到较长的通风路径降低了冷却系统的效率,因此,仍然有一些逆变器由于温度而关闭。 为了提供进一步的散热效果,Create Solar的团队设计了一种新系统,将在我们的后续更新中进行讨论。

 

 

BIPV‘太阳能栏杆’获得完整认证

为了充分利用所有可用资源来发电,Create Solar开发了“太阳能栏杆”产品。 这些建筑集成光伏(BIPV)模块取代了传统的玻璃窗格栏杆选件,并提供了可定制的隐私级别,同时又产生了电能。 下图显示了在不列颠哥伦比亚省基洛纳的真实安装。

已安装产品的整体外观非常小,因为所有电缆都可以方便地塞入铝制栏杆中。 它们被设计为与微型逆变器一起使用,微型逆变器允许每小组面板以最大输出量生产,而不管阴影如何。 目前,它们以两种标准尺寸制造,分别为50W和100W。 它们也可用于倾斜/楼梯应用的倾斜配置中,如下图所示:

off-grid railing

这些高端光伏模块已通过最严格的行业标准测试,并且最近获得了包括CSA,ULC和TÜV在内的全面认证。 进一步的电气和机械规格在下面的数据表中显示。 Create Solar的“ Solar Railing”产品是适当集成可再生技术以实现完全零净能耗住宅的又一重要步骤。

Solar railing datasheet

捕捉太阳能暖通纳凉系统在夏天日落之后纳凉的时刻

在陆续安装好屋顶集热/散热板,空气通道/管道,空气控制箱,系统太阳能版和传感器,以及其它相关电子和管道之后,我们几乎天天测试系统的各种运行模式。起初,我们无法使系统在夏季夜晚纳凉的模式下运行。在调整系统的设置并更换室外温度采集点之后,我们终于可以使系统在夏季日落之后纳凉了。

下面的两张照片是分别在八月16和22日两天的午夜之后拍摄的,除了左下角的蓝色标志显明运行模式外,集热/散热板的温度明显低于室外和室内温度,更加显明了集热/散热板的功用:夏天夜晚收集的冷气,进一步通过集热/散热板进行散热,这样才使得其内的温度低于室外温度。 继续阅读“捕捉太阳能暖通纳凉系统在夏天日落之后纳凉的时刻”