Mis tüüpi päikeseenergiasüsteeme on olemas?

Päikeseenergiasüsteeme klassifitseeritakse selle järgi, kuidas need elektrivõrku ühendatakse ja kuidas elektrit kasutatakse. Seal on neli peamist tüüpi:võrguga seotud süsteemid, võrguvälised süsteemid, hübriidsüsteemid ja puhtad alalisvoolusüsteemid.

Kõik neli kasutavad sisuliselt samu päikesepaneele. Erineb see, kas on olemas võrguühendus, kas on aku ja kas toide tarnitakse vahelduv- või alalisvooluna. Milline on teie jaoks õige, sõltub sellest, kas võrk on teie asukohas saadaval, milline on elektrienergia hind ja kui palju kahjustaks elektrikatkestus.
 

Siin on kõigepealt kõrvuti võrdlus, millele järgneb iga tüübi lähem ülevaade.
 

1. Võrguga seotud päikesesüsteemid: suunake elekter otse võrku

Kuidas see toimib

Päeval toodavad paneelid alalisvoolu. Võrku ühendatud inverter teisendab selle vahelduvvooluks, mis vastab võrgu sagedusele ja faasile. Esmalt varustab toide teie enda koormusi ja ülejääk müüakse võrku. Öösel või pilvistel päevadel, kui paneelid ei suuda teie vajadust katta, ostate elektrit võrgust. Akut ei ole kaasatud.

Millest see koosneb

Päikesepaneelid ja paigalduskonstruktsioon:paneelid muudavad päikesevalguse elektriks ning kinnituskonstruktsioon määrab kaldenurga ja tuuletakistuse.

Võrku ühendatud inverter:süsteemi süda. See teostab maksimaalse võimsuspunkti jälgimist (MPPT), teisendab alalisvoolu vahelduvvooluks ja pakub võrguühenduse kaitset.

DC-poolne kaitse:Alalisvoolukaablid, alalisvoolu lülitid ja kombineerija kast (väikesed string-tüüpi süsteemid jätavad sageli kombineerija kasti välja).

Vahelduvvoolu jaotuskast:sisaldab kaitselüliteid ja liigpingekaitseseadet.

Mõõtur:tootmisarvesti või kahesuunaline arvesti, mida kasutatakse võrku eksporditud elektrienergia arveldamiseks.

Piksekaitse, maandus ja seire:need hoiavad süsteemi turvalisena ja võimaldavad teil genereerimisandmeid eemalt kontrollida.

Kuhu see sobib

See toimib kõige paremini seal, kus päevane elektritarbimine on kõrge ja võrk on stabiilne: iseehitatud majad ja villad, millel on kasulik katusepind, ning tehased, laod, supermarketid ja koolid, mis töötavad päevasel ajal. Sellel on väikseim investeering ja kõige lihtsam struktuur ning see on maailmas suurima installeeritud võimsusega tüüp.

Näited ja soovitused

Iseehitatud maamaja:umbes 60–80 ruutmeetri suuruse katusepinnaga saate paigaldada umbes 8–10 kW. Valige ühefaasiline või kolmefaasiline stringinverter. Aastane tootmine sõltub kohalikust päikesepaistest, seega hinnake seda kohalike kiirgusandmete põhjal.

Tehasehoone:suur katus ja suur päevakoormus sobivad 300 kW kuni 1 MW süsteemile, mida kasutatakse peamiselt omatarbeks ja ülejääk eksporditakse võrku. Tasuvus on tavaliselt lühem kui elamusüsteemide puhul.

Üks asi, mida meeles pidada

Võrguga seotud süsteem lülitub automaatselt välja, kui võrk langeb (saartevastane kaitse). See tähendab, et võrguga seotud süsteemiga majal puudub katkestuse ajal endiselt vool.
 

2. Võrguvälised päikesesüsteemid: võrgust täiesti sõltumatud

Kuidas see toimib

Paneelide toide laadib kõigepealt aku. Kui koormused võtavad energiat, toidab aku neid inverteri kaudu. Süsteem on iseseisev ja sellel puudub ühendus kommunaalvõrguga.

Millest see koosneb

Päikesepaneelid ja paigalduskonstruktsioon

Päikeseenergia laadimise kontroller:laadib akut ja kaitseb seda, tavaliselt MPPT tüüpi.

Akupank:Kõik kasutatakse liitiumraudfosfaat-, plii-süsinik- ja geel-plii-happeakusid. Aku mahutavus määrab, kui kaua suudab süsteem ilma päikeseta töötada.

Võrguväline inverter:teisendab aku alalisvoolu vahelduvvooluks. Paljud tooted ühendavad kontrolleri ja inverteri ühes seadmes.

Jaotus- ja kaitsevarustus

Varundusgeneraator (valikuline):lisaallikas pikkade pilvise või vihmase ilmaga.

Kuhu see sobib

Kohad, kus pole võrku või kus võrguga ühendamine maksab liiga palju: saared, karjamaad, piiriäärsed eelpostid, mägimajad, kauguurimisjaamad ja telekommunikatsiooni tugijaamad.

Näited ja soovitused

Herderi kodu:umbes 5–8 kWh päevase tarbimisega, umbes 3 kW paneelide, umbes 10 kWh aku salvestusruumi ja 3 kW võrguühenduseta kõik-ühes seadmega saab kasutada külmikut, telerit ja valgustust. Suure võimsusega seadmete kasutamine järk-järgult.

Suuruse määramise näpunäide:suurendage aku suurust järjestikuste pilviste päevade arvu järgi, mida soovite katta. Reeglina reserveerige 2–3 päeva ja rohkem, kui päikesepaiste ei ole usaldusväärne.

Enamik võrguvälise süsteemi kuludest läheb akule. Aku eluiga mõjutab kogukulusid suuresti, seega ärge otsustage ainult esialgse hinna järgi.
 

3. Hübriidpäikesesüsteemid: võrguga seotud plusssalvestusruum koos võrgutoite ja varuga

Tööstuses nimetatakse seda tüüpi sagedamini avõrku ühendatud/võrguväline hübriidsüsteemvõi aSolar-plus-storage hübriidsüsteem. See lisab võrguga seotud süsteemile aku, nii et see saab võrguga suhelda ja katkestuse ajal ka iseseisvalt toidet pakkuda.

Kuidas see toimib

Päevane genereerimine teenindab esmalt koormusi. Üleliigne võimsus laeb akut ja kui aku on täis, eksporditakse ülejäänud osa võrku. Öösel saavad koormused akust ja kui aku tühjeneb, siis võrgust. Kui võrk katkeb, lülitub süsteem võrguvälisele režiimile ja jätkab kriitiliste koormuste toidet varupordi kaudu.

Millest see koosneb

Päikesepaneelid ja paigalduskonstruktsioon

Hübriidmuundur:ühendab võrku ühendatud inverteri ja akuinverteri funktsioonid ühes seadmes. See on peamine seade, mis eristab seda süsteemi kahest eelmisest.

Energiat salvestav aku:elamusüsteemid toetuvad praegu peamiselt liitiumraudfosfaadile.

Nutikas arvesti või voolutrafo:mõõdab kodutarbimist ning võrku ja sealt välja voolavat voolu, mida süsteem kasutab laadimise ja tühjendamise otsustamiseks.

Energiajuhtimissüsteem (EMS):määrab tööstrateegiad, nagu laadimine ja tühjendamine vastavalt kasutusaja elektrihindadele.

Varulaadimispaneel:kriitilised koormused, nagu külmkapp, valgustus ja võrguseadmed, on ühendatud varuporti.

Kuhu see sobib

Sagedaste katkestuste või ebastabiilse võrguga alad

Kohad, kus on suur vahe tipp- ja off-peak elektrihindade vahel, kus saab laadida, kui elekter on odav ja tühjendada, kui see on kallis

Elektrikatkestuste suhtes tundlikud kasutajad: kodukontorid, loomafarmid, külmhooned ja väikesed kliinikud

Näited ja soovitused

Villa majapidamine:8 kuni 10 kW paneelid 10 kuni 20 kWh akusalvestusega. Ühendage külmik, valgustus, ruuter ja mõned pistikupesad varuporti. See, kas kaasata saab raskeid koormusi, näiteks kliimaseadmeid, sõltub inverteri varuväljundvõimsusest.

Loomakasvatusfarm:paigaldage võrku ühendatud süsteem koos hoiuruumiga, et ventilatsioon, küte ja joogiveeseadmed töötaksid katkestuse ajal.

Hübriidsüsteem maksab rohkem kui võrku ühendatud süsteem. Lisaraha eest ostetakse kaks võimalust: varutoide katkestuste ajal ja hinnaarbitraaž. Kas see tasub end ära, sõltub sellest, kui sageli kohapeal katkestusi esineb, ja teie elektritariifist.
 

4. Puhtad alalisvoolu päikesesüsteemid: alalisvoolu toide ilma inversioonita

Kuidas see toimib

Paneelidest saadavat alalisvoolu ei muundata vahelduvvooluks. See läheb otse alalisvoolu koormustele. Mõned süsteemid sisaldavad akut ja kontrollerit ning mõnel pole akut üldse: kui päike paistab, siis koormus töötab ja kui ei tööta, siis koormus peatub.

Millest see koosneb

Päikesepaneelid

DC kontroller(vajalik ainult akuga süsteemides)

Aku(valikuline)

DC koormused:LED-valgustid, alalisvoolu veepumbad, alalisvooluventilaatorid, kaamerad jms seadmed

Ilma inverterita on struktuur neljast kõige lihtsam ja energiat kaob üks muundamise etapp vähem.

Kuhu see sobib

Kohad, kus koormus ise on alalisvoolu, võimsus väike ja seadmed laiali: päikese tänavavalgustid, aiavalgustid, päikeseveepumbad, taluniisutus, foorid ja valveseadmed ning väikesed sideseadmed.

Näited ja soovitused

Päikeseline tänavavalgustus:tavaline konfiguratsioon on mõnekümne vatine paneel, liitiumaku ja kontroller. Valgus lülitub öösel automaatselt sisse ja kaabeldust pole vaja.

Päikese veepump:paneelid juhivad otse alalisvoolupumpa. Mida tugevam on päeval päikesepaiste, seda rohkem vett pumbatakse akumulatsioonipaaki hilisemaks kasutamiseks. Võite aku välja jätta ja säästa suuri kulutusi.

Selle piirid on selged. See ei saa otse toita tavalisi kodumajapidamises kasutatavaid vahelduvvooluseadmeid ja võimsustase ei saa olla väga suur.

5. Kuidas valida nelja süsteemi hulgast

Töötage need küsimused järjekorras läbi:

Kas võrk on olemas?Kui ei, siis valige off-grid või puhas DC. Kui jah, minge järgmise küsimuse juurde.

Kui palju kahju oleks katkestus?Kui palju, valige hübriidsüsteem. Kui mitte palju, valige võrguga seotud.

Kas teie koormad on vahelduvvooluseadmed või alalisvooluseadmed?Kui teil on vaja toita ainult alalisvoolu koormusi, nagu tänavavalgustid või pumbad, piisab puhtast alalisvoolust.

Mis on teie eelarve?Sama päikeseenergia võimsuse jaoks on võrguga seotud kõige odavam. Hübriid- ja võrguvälised süsteemid lisavad akude maksumust.

KKK

K: Miks võrguga seotud süsteem elektrikatkestuse ajal ei tööta?Kuna inverteril on saartevastane kaitse. Kui süsteem jätkaks voolu toidet surnud võrku, ohustaks see remonti tegevaid kommunaaltöötajaid, mistõttu peab see automaatselt katkestama. Kui soovite elektrikatkestuste ajal elektrit, valige hübriidsüsteem.

K: Kas võrguvälise süsteemi saab hiljem hübriidsüsteemiks muuta?Jah, aga see oleneb olemasolevast seadmest. Kui algne süsteem kasutab võrguvälist inverterit, tuleb see tavaliselt asendada hübriidmuunduriga. Paneele ja kinnituskonstruktsiooni saab üldiselt taaskasutada.

K: Kas puhas alalisvoolusüsteem on energiasäästlikum kui vahelduvvoolusüsteem?See kaotab vähem energiat, kuna inversioonisammu pole, kuid ainult siis, kui koormus on juba alalisvooluseade. Alalisvooluseadmete ostmine lihtsalt konversioonikadude säästmiseks maksab tavaliselt rohkem kui säästab.

K: Milline tüüp on kodu jaoks kõige soodsam?Kui võrk on stabiilne ja keegi on päevasel ajal kodus elektrit kasutades, on võrguühendus parim väärtus. Kui katkestused on sagedased või vahe tipp- ja välishinna vahel on suur, kaaluge hübriidsüsteemi. Tasuvus sõltub kohalikest elektrihindadest, soodustuspoliitikast ja teie tegelikust kasutamisest, seega küsige hinnangut kvalifitseeritud kohalikult paigaldajalt.