Koje vrste sustava solarne energije postoje?

Sustavi solarne energije klasificiraju se prema tome kako se spajaju na komunalnu mrežu i kako se električna energija koristi. Postoje četiri glavne vrste:sustavi povezani s mrežom, sustavi izvan mreže, hibridni sustavi i čisti istosmjerni sustavi.

Sva četiri koriste uglavnom iste solarne ploče. Razlikuje se postoji li priključak na mrežu, postoji li baterija i isporučuje li se napajanje izmjeničnom ili istosmjernom strujom. Koji je pravi za vas ovisi o tome je li mreža dostupna tamo gdje se nalazite, kolika je cijena električne energije i koliko bi nestanak struje štetio.
 

Ovdje je najprije usporedna usporedba, a zatim pobliži pogled na svaku vrstu.
 

1. Solarni sustavi povezani s mrežom: dovod električne energije izravno u mrežu

Kako radi

Tijekom dana paneli proizvode istosmjernu struju. Pretvarač vezan na mrežu pretvara ga u izmjeničnu struju koja odgovara frekvenciji i fazi mreže. Struja prvo opskrbljuje vaše vlastite potrošače, a sav višak se prodaje u mrežu. Noću ili oblačnim danima, kada paneli ne mogu pokriti vašu potražnju, kupujete struju iz mreže. Baterija nije uključena.

Od čega se sastoji

Solarni paneli i konstrukcija za ugradnju:paneli pretvaraju sunčevu svjetlost u električnu energiju, a montažna struktura postavlja kut nagiba i otpor vjetra.

Mrežni pretvarač:srce sustava. Obavlja praćenje maksimalne snage (MPPT), pretvara istosmjernu u izmjeničnu struju i pruža zaštitu mrežnog povezivanja.

DC zaštita:Istosmjerni kabeli, istosmjerni prekidači i kombinirana kutija (mali sustavi tipa žice često izostavljaju kombiniranu kutiju).

AC razvodna kutija:sadrži prekidače i uređaj za zaštitu od prenapona.

Metar:proizvodno ili dvosmjerno brojilo koje se koristi za obračun električne energije izvezene u mrežu.

Zaštita od munje, uzemljenje i nadzor:oni čuvaju sustav sigurnim i omogućuju vam daljinsku provjeru podataka o generaciji.

Gdje stane

Najbolje funkcionira tamo gdje je dnevna potrošnja električne energije velika i mreža stabilna: kuće i vile koje su sami izgradili s korisnim krovnim prostorom, te tvornice, skladišta, supermarketi i škole koje rade danju. Ima najmanja ulaganja i najjednostavniju strukturu te je tip s najvećim instaliranim kapacitetom u svijetu.

Primjeri i preporuke

Seoska kuća samogradnje:s otprilike 60 do 80 kvadratnih metara krovne površine, možete instalirati oko 8 do 10 kW. Odaberite jednofazni ili trofazni strujni pretvarač. Godišnja proizvodnja ovisi o lokalnoj sunčevoj svjetlosti, pa je procijenite koristeći lokalne podatke o zračenju.

Zgrada tvornice:veliki krov i veliko dnevno opterećenje odgovaraju sustavu od 300 kW do 1 MW, koji se uglavnom koristi za vlastitu potrošnju s viškom koji se izvozi u mrežu. Otplata je obično kraća nego kod stambenih sustava.

Treba imati na umu jednu stvar

Sustav povezan s mrežom automatski se isključuje kada mreža stane (zaštita od otočivanja). To znači da kuća sa sustavom povezanim s mrežom i dalje nema struje tijekom prekida.
 

2. Solarni sustavi izvan mreže: potpuno neovisni o mreži

Kako radi

Napajanje iz panela prvo puni bateriju. Kada trošila troše energiju, baterija ih opskrbljuje preko pretvarača. Sustav je samostalan i nema priključak na elektroenergetsku mrežu.

Od čega se sastoji

Solarni paneli i konstrukcija za montažu

Solarni regulator punjenja:puni bateriju i štiti je, obično tipa MPPT.

Banka baterija:koriste se litij željezo fosfat, olovo-ugljik i gel olovno-kisele baterije. Kapacitet baterije određuje koliko dugo sustav može raditi bez sunca.

Inverter izvan mreže:pretvara istosmjernu snagu baterije u izmjeničnu. Mnogi proizvodi kombiniraju regulator i pretvarač u jednoj jedinici.

Oprema za distribuciju i zaštitu

Generator rezervnih kopija (opcionalno):dodatni izvor tijekom dugih razdoblja oblačnog ili kišnog vremena.

Gdje stane

Mjesta bez mreže ili gdje povezivanje s mrežom košta previše: otoci, pašnjaci, granične ispostave, planinske kuće, udaljene istraživačke stanice i bazne stanice telekomunikacija.

Primjeri i preporuke

Herderov dom:s dnevnom potrošnjom od oko 5 do 8 kWh, postavom od oko 3 kW panela, oko 10 kWh baterije za skladištenje i 3 kW off-grid jedinicom sve u jednom može pokrenuti hladnjak, TV i rasvjetu. Rasporedite korištenje uređaja velike snage.

Savjet za određivanje veličine:veličinu baterije prema broju uzastopnih oblačnih dana koje želite pokriti. U pravilu rezervirajte 2 do 3 dana, a tamo gdje je sunce nepouzdano i više.

Većina troškova sustava izvan mreže odlazi na bateriju. Vijek trajanja baterije ima veliki utjecaj na ukupne troškove, stoga nemojte suditi samo na temelju početne cijene.
 

3. Hibridni solarni sustavi: vezani uz mrežu plus pohrana, s napajanjem iz mreže i sigurnosnom kopijom

U industriji se ovaj tip češće naziva ahibridni grid-tied/off-grid sustavili ahibridni sustav solar-plus-storage. Dodaje bateriju sustavu povezanom s mrežom, tako da može komunicirati s mrežom i samostalno opskrbljivati ​​strujom tijekom prekida.

Kako radi

Dnevna proizvodnja prvo služi opterećenja. Višak energije puni bateriju, a kada je baterija puna, ostatak se izvozi u mrežu. Noću se potrošači crpe iz baterije, a kada je baterija prazna, iz mreže. Kada mreža stane, sustav se prebacuje u način rada izvan mreže i nastavlja napajati kritična opterećenja preko svog rezervnog priključka.

Od čega se sastoji

Solarni paneli i konstrukcija za montažu

Hibridni pretvarač:kombinira funkcije mrežno vezanog pretvarača i baterijskog pretvarača u jednu jedinicu. To je ključni dio opreme koji ovaj sustav izdvaja od prethodna dva.

Baterija za pohranu energije:stambeni sustavi trenutno se uglavnom oslanjaju na litij željezo fosfat.

Pametno brojilo ili strujni transformator:mjeri potrošnju kućanstva i struju koja teče u i iz mreže, što sustav koristi za odlučivanje kada puniti i prazniti.

Sustav upravljanja energijom (EMS):postavlja operativne strategije, kao što su punjenje i pražnjenje prema cijenama električne energije u vremenu korištenja.

Rezervna ploča za učitavanje:kritična opterećenja kao što su hladnjak, rasvjeta i mrežna oprema povezani su na pomoćni priključak.

Gdje stane

Područja s čestim prekidima ili nestabilnom mrežom

Mjesta s velikom razlikom između vršne i vanvršne cijene električne energije, gdje možete puniti kad je struja jeftina i prazniti kad je skupa

Korisnici koji su osjetljivi na prekide napajanja: kućni uredi, stočne farme, hladnjače i male klinike

Primjeri i preporuke

Vila domaćinstvo:8 do 10 kW panela s 10 do 20 kWh baterije. Spojite hladnjak, rasvjetu, usmjerivač i neke utičnice na pomoćni priključak. Mogu li se uključiti velika opterećenja kao što su klima uređaji ovisi o pomoćnoj izlaznoj snazi ​​pretvarača.

Stočna farma:instalirajte mrežni sustav sa pohranom tako da ventilacija, grijanje i oprema za pitku vodu rade tijekom prekida.

Hibridni sustav košta više od mrežnog. Dodatnim novcem kupuju se dvije mogućnosti: rezervno napajanje tijekom prekida rada i arbitraža cijena. Hoće li se isplatiti ovisi o tome koliko često se lokalni prekidi događaju i o vašoj tarifi za električnu energiju.
 

4. Čisti istosmjerni solarni sustavi: istosmjerna struja bez inverzije

Kako radi

Istosmjerna struja iz panela ne pretvara se u izmjeničnu. Ide ravno na istosmjerna opterećenja. Neki sustavi uključuju bateriju i kontroler, a neki uopće nemaju bateriju: kada sunce sja teret radi, a kada nema teret se zaustavlja.

Od čega se sastoji

Solarni paneli

DC regulator(potrebno samo u sustavima s baterijom)

Baterija(neobavezno)

DC opterećenja:LED svjetla, DC vodene pumpe, DC ventilatori, kamere i slična oprema

Bez pretvarača, struktura je najjednostavnija od četiri, a postoji jedan manje korak pretvorbe u kojem se gubi energija.

Gdje stane

Mjesta gdje je opterećenje samo istosmjerna struja, snaga je mala, a oprema je raširena: solarna ulična svjetla, vrtna svjetla, solarne pumpe za vodu, navodnjavanje farmi, prometna signalizacija i oprema za nadzor te mali komunikacijski uređaji.

Primjeri i preporuke

Solarna ulična rasvjeta:uobičajena konfiguracija je ploča od nekoliko desetaka vata, litijska baterija i kontroler. Svjetlo se automatski uključuje noću i nije potrebno kabliranje.

Solarna pumpa za vodu:ploče izravno pokreću istosmjernu pumpu. Što je jače sunce tijekom dana, to se više vode pumpa u spremnik za kasniju upotrebu. Možete izostaviti bateriju i uštedjeti značajan trošak.

Njegove granice su jasne. Ne može izravno napajati obične kućanske AC uređaje, a razina snage ne može biti jako velika.

5. Kako odabrati između četiri sustava

Prođite kroz ova pitanja redom:

Postoji li rešetka?Ako nije, odaberite off-grid ili čisti DC. Ako je tako, prijeđite na sljedeće pitanje.

Koliko bi štetio prekid?Ako je puno, odaberite hibridni sustav. Ako nije mnogo, odaberite rešetku vezanu.

Jesu li vaša opterećenja AC uređaji ili DC trošila?Ako trebate samo napajanje istosmjernih potrošača kao što su ulična rasvjeta ili pumpe, dovoljan je čisti DC.

Koliki je vaš proračun?Za isti solarni kapacitet, veza na mrežu je najjeftinija. Hibridni i izvanmrežni sustavi povećavaju troškove baterija.

FAQ

P: Zašto sustav povezan s mrežom ne radi tijekom nestanka struje?Budući da pretvarač ima zaštitu od otočivanja. Ako bi sustav nastavio dovoditi struju u mrtvu mrežu, to bi ugrozilo komunalne radnike koji obavljaju popravke, pa se mora automatski isključiti. Ako želite napajanje tijekom prekida, odaberite hibridni sustav.

P: Može li se sustav izvan mreže kasnije pretvoriti u hibridni sustav?Da, ali to ovisi o postojećoj opremi. Ako izvorni sustav koristi pretvarač izvan mreže, obično ga treba zamijeniti hibridnim pretvaračem. Ploče i konstrukcija za montažu općenito se mogu ponovno koristiti.

P: Je li čisti DC sustav energetski učinkovitiji od AC sustava?Gubi manje energije jer nema korak inverzije, ali samo ako je opterećenje već DC uređaj. Kupnja DC uređaja samo radi uštede na gubicima konverzije obično košta više nego što se uštedi.

P: Koja vrsta je najbolja vrijednost za dom?Ako je mreža stabilna i netko je kod kuće i koristi struju tijekom dana, veza na mrežu je najbolja vrijednost. Ako su prekidi česti ili je razlika između vršne i izvan vršne cijene velika, razmislite o hibridnom sustavu. Povrat ovisi o lokalnim cijenama električne energije, politici poticaja i vašoj stvarnoj upotrebi, stoga zamolite kvalificiranog lokalnog instalatera za procjenu.