Katere vrste sistemov sončne energije obstajajo?

Sistemi sončne energije so razvrščeni glede na to, kako se povezujejo z električnim omrežjem in kako se uporablja električna energija. Obstajajo štiri glavne vrste:sistemi, vezani na omrežje, sistemi izven omrežja, hibridni sistemi in sistemi s čistim enosmernim tokom.

Vsi štirje uporabljajo v bistvu iste sončne celice. Razlikuje se le v tem, ali obstaja povezava z omrežjem, ali obstaja baterija in ali se napajanje dovaja kot AC ali DC. Kateri je pravi za vas, je odvisno od tega, ali je omrežje tam, kjer ste, na voljo, kakšna je cena električne energije in koliko bi izpad elektrike škodoval.
 

Tukaj je najprej vzporedna primerjava, ki ji sledi podrobnejši pogled na vsako vrsto.
 

1. Solarni sistemi, vezani na omrežje: dovajajte električno energijo neposredno v omrežje

Kako deluje

Čez dan paneli proizvajajo enosmerno elektriko. Omrežni pretvornik ga pretvori v AC, ki ustreza frekvenci in fazi omrežja. Energija najprej napaja vaše lastne obremenitve, morebitni presežek pa se proda omrežju. Ponoči ali v oblačnih dneh, ko paneli ne morejo pokriti vaše potrebe, kupite električno energijo iz omrežja. Baterija ni vključena.

Kaj je sestavljeno iz

Solarni paneli in montažna struktura:paneli pretvarjajo sončno svetlobo v elektriko, montažna konstrukcija pa določa kot nagiba in odpornost proti vetru.

Omrežni pretvornik:srce sistema. Izvaja sledenje maksimalne moči (MPPT), pretvarja enosmerni tok v izmenični in zagotavlja zaščito medomrežnih povezav.

Zaščita na strani DC:Kabli za enosmerni tok, stikala za enosmerni tok in kombinirana omarica (majhni sistemi tipa nizov pogosto izpustijo združevalno omarico).

AC razdelilna omarica:vsebuje odklopnike in prenapetostno zaščito.

Merilnik:števec proizvodnje ali dvosmerni števec, ki se uporablja za obračun električne energije, izvožene v omrežje.

Zaščita pred strelo, ozemljitev in nadzor:ti zagotavljajo varnost sistema in vam omogočajo, da na daljavo preverite podatke o generaciji.

Kjer se spodobi

Najbolje deluje tam, kjer je poraba električne energije čez dan visoka in je omrežje stabilno: samozgrajene hiše in vile z uporabno strešno površino ter tovarne, skladišča, supermarketi in šole, ki delujejo podnevi. Ima najnižjo investicijo in najpreprostejšo zgradbo ter je tip z največjo instalirano zmogljivostjo na svetu.

Primeri in priporočila

Samostojna podeželska hiša:s približno 60 do 80 kvadratnimi metri strešne površine lahko namestite približno 8 do 10 kW. Izberite enofazni ali trifazni string pretvornik. Letna proizvodnja je odvisna od lokalnega sonca, zato jo ocenite z lokalnimi podatki o obsevanju.

Tovarniška zgradba:velika streha in velika dnevna obremenitev ustrezata sistemu od 300 kW do 1 MW, ki se uporablja predvsem za lastno porabo, presežek pa se izvaža v omrežje. Vračilo je običajno krajše kot pri stanovanjskih sistemih.

Ne pozabite na eno stvar

Sistem, vezan na omrežje, se samodejno izklopi, ko se omrežje izklopi (zaščita proti otočkom). To pomeni, da hiša s sistemom, povezanim z omrežjem, med izpadom še vedno nima električne energije.
 

2. Sončni sistemi zunaj omrežja: popolnoma neodvisni od omrežja

Kako deluje

Napajanje iz plošč najprej napolni baterijo. Ko obremenitve črpajo moč, jih baterija napaja prek pretvornika. Sistem je samostojen in nima povezave z električnim omrežjem.

Kaj je sestavljeno iz

Solarni paneli in montažna struktura

Solarni regulator polnjenja:polni baterijo in jo ščiti, običajno tipa MPPT.

Banka baterij:uporabljajo se litij-železov fosfat, svinčevo-ogljikove in gel svinčeno-kislinske baterije. Kapaciteta baterije določa, kako dolgo lahko sistem deluje brez sonca.

Pretvornik zunaj omrežja:pretvori enosmerno napajanje baterije v izmenični. Mnogi izdelki združujejo krmilnik in pretvornik v eni enoti.

Distribucijska in zaščitna oprema

Rezervni generator (izbirno):dodaten vir v daljših obdobjih oblačnega ali deževnega vremena.

Kjer se spodobi

Kraji brez omrežja ali kjer povezava z omrežjem stane preveč: otoki, pašniki, mejne postojanke, planinski domovi, oddaljene raziskovalne postaje in telekomunikacijske bazne postaje.

Primeri in priporočila

Herderjev dom:z dnevno porabo približno 5 do 8 kWh, namestitvijo približno 3 kW plošč, približno 10 kWh akumulatorja in 3 kW izvenomrežne enote vse v enem lahko poganja hladilnik, TV in razsvetljavo. Razporedite uporabo naprav visoke moči.

Nasvet za velikost:velikost baterije glede na število zaporednih oblačnih dni, ki jih želite pokriti. Praviloma si rezervirajte 2 do 3 dni, tam, kjer sonce ni zanesljivo, pa tudi več.

Večina stroškov sistema zunaj omrežja gre v baterijo. Življenjska doba baterije močno vpliva na skupne stroške, zato ne sodite samo po vnaprejšnji ceni.
 

3. Hibridni solarni sistemi: omrežno vezan plus shranjevanje, z omrežno močjo in varnostno kopijo

V industriji se ta vrsta pogosteje imenuje ahibridni sistem, vezan na omrežje/izven omrežjaali ahibridni sistem solar-plus-storage. Sistemu, povezanemu z omrežjem, doda baterijo, tako da lahko med izpadom sodeluje z omrežjem in tudi sam napaja.

Kako deluje

Dnevna proizvodnja najprej služi obremenitvam. Presežek energije polni baterijo in ko je baterija polna, se preostanek izvozi v omrežje. Ponoči obremenitve črpajo iz baterije, ko je baterija prazna, pa iz omrežja. Ko se omrežje izklopi, sistem preklopi v način izven omrežja in še naprej napaja kritične obremenitve prek rezervnih vrat.

Kaj je sestavljeno iz

Solarni paneli in montažna struktura

Hibridni pretvornik:združuje funkcije omrežnega pretvornika in baterijskega pretvornika v eni enoti. Je ključni del opreme, ki ta sistem loči od prejšnjih dveh.

Baterija za shranjevanje energije:stanovanjski sistemi so trenutno odvisni predvsem od litijevega železovega fosfata.

Pametni števec ali tokovni transformator:meri porabo gospodinjstva in moč, ki teče v omrežje in iz njega, kar sistem uporablja za odločanje o polnjenju in praznjenju.

Sistem upravljanja z energijo (EMS):določa strategije delovanja, kot sta polnjenje in praznjenje glede na cene električne energije v času porabe.

Rezervna plošča za nalaganje:kritične obremenitve, kot so hladilnik, razsvetljava in omrežna oprema, so priključene na rezervna vrata.

Kjer se spodobi

Območja s pogostimi izpadi ali nestabilnim omrežjem

Mesta z veliko razliko med cenami električne energije v konicah in izven konic, kjer lahko polnite, ko je energija poceni, in praznite, ko je draga

Uporabniki, ki so občutljivi na izpad električne energije: domače pisarne, živinorejske farme, hladilnice in majhne klinike

Primeri in priporočila

Vila gospodinjstvo:8 do 10 kW panelov z 10 do 20 kWh baterije. Priključite hladilnik, razsvetljavo, usmerjevalnik in nekatere vtičnice na rezervna vrata. Ali je mogoče vključiti velike obremenitve, kot so klimatske naprave, je odvisno od rezervne izhodne moči pretvornika.

Živinorejska farma:namestite sistem, vezan na omrežje, s skladiščem, tako da oprema za prezračevanje, ogrevanje in pitno vodo deluje med izpadom.

Hibridni sistem stane več kot sistem, vezan na omrežje. Dodatni denar kupi dve zmožnosti: rezervno napajanje med izpadi in cenovno arbitražo. Ali se izplača, je odvisno od tega, kako pogosto pride do izpadov na lokalni ravni in od vaše tarife za električno energijo.
 

4. Čisti enosmerni sončni sistemi: enosmerna energija brez inverzije

Kako deluje

Enosmerna elektrika iz plošč se ne pretvori v izmenični tok. Prehaja naravnost na enosmerne obremenitve. Nekateri sistemi vključujejo baterijo in krmilnik, nekateri pa sploh nimajo baterije: ko sije sonce, obremenitev teče, kadar pa ni, se obremenitev ustavi.

Kaj je sestavljeno iz

Solarni paneli

DC krmilnik(potrebno le v sistemih z baterijo)

Baterija(neobvezno)

DC obremenitve:LED luči, DC vodne črpalke, DC ventilatorji, kamere in podobna oprema

Brez pretvornika je struktura najpreprostejša od štirih in obstaja en korak manj pretvorbe, kjer se energija izgubi.

Kjer se spodobi

Mesta, kjer je sama obremenitev enosmerni tok, je moč majhna in je oprema razporejena: sončne ulične luči, vrtne luči, solarne vodne črpalke, namakanje kmetij, prometna signalizacija in oprema za nadzor ter majhne komunikacijske naprave.

Primeri in priporočila

Solarna ulična luč:pogosta konfiguracija je plošča nekaj deset vatov, litijeva baterija in krmilnik. Luč se ponoči samodejno prižge in kabli niso potrebni.

Solarna vodna črpalka:plošče neposredno poganjajo enosmerno črpalko. Močnejše kot je sonce čez dan, več vode se načrpa v rezervoar za kasnejšo uporabo. Baterijo lahko izpustite in prihranite velik strošek.

Njegove meje so jasne. Ne more neposredno napajati običajnih gospodinjskih naprav za izmenični tok in raven moči ne more biti zelo velika.

5. Kako izbrati med štirimi sistemi

Preučite ta vprašanja po vrstnem redu:

Ali obstaja mreža?Če ne, izberite izven omrežja ali čisti DC. Če je tako, pojdite na naslednje vprašanje.

Koliko bi škodoval izpad?Če je veliko, izberite hibridni sistem. Če ni veliko, izberite mrežno vezano.

So vaše obremenitve AC naprave ali DC obremenitve?Če morate napajati samo obremenitve z enosmernim tokom, kot so ulične luči ali črpalke, zadostuje čisti enosmerni tok.

Kakšen je vaš proračun?Pri enaki sončni moči je povezava z omrežjem najcenejša. Hibridni sistemi in sistemi zunaj omrežja povečajo stroške baterij.

pogosta vprašanja

V: Zakaj sistem, vezan na omrežje, med izpadom električne energije ne deluje?Ker ima pretvornik zaščito proti otočku. Če bi sistem še naprej dovajal energijo v mrtvo omrežje, bi ogrozil komunalne delavce, ki popravljajo, zato se mora samodejno odklopiti. Če želite napajanje med izpadi, izberite hibridni sistem.

V: Ali je mogoče sistem zunaj omrežja pozneje pretvoriti v hibridni sistem?Da, vendar je odvisno od obstoječe opreme. Če originalni sistem uporablja pretvornik izven omrežja, ga je običajno treba zamenjati s hibridnim pretvornikom. Plošče in montažno strukturo je na splošno mogoče ponovno uporabiti.

V: Ali je sistem s čistim enosmernim tokom bolj energetsko učinkovit kot sistem z izmeničnim tokom?Izgublja manj energije, ker ni koraka inverzije, vendar le, če je breme že enosmerna naprava. Nakup naprav za enosmerni tok samo zato, da bi prihranili pri izgubah pri pretvorbi, običajno stane več kot prihrani.

V: Katera vrsta je najboljša vrednost za dom?Če je omrežje stabilno in je nekdo čez dan doma, ki uporablja elektriko, je povezava z omrežjem najboljša vrednost. Če so izpadi pogosti ali je razlika med cenami v konici in izven nje velika, razmislite o hibridnem sistemu. Povračilo je odvisno od lokalnih cen električne energije, politike spodbud in vaše dejanske porabe, zato za oceno povprašajte usposobljenega lokalnega monterja.