Millaisia ​​aurinkovoimajärjestelmiä on olemassa?

Aurinkosähköjärjestelmät luokitellaan sen mukaan, miten ne liittyvät sähköverkkoon ja miten sähköä käytetään. On neljä päätyyppiä:verkkoon kytketyt järjestelmät, off-grid-järjestelmät, hybridijärjestelmät ja puhtaat tasavirtajärjestelmät.

Kaikki neljä käyttävät periaatteessa samoja aurinkopaneeleja. Eri asia on siinä, onko verkkoliitäntä, onko akku ja toimitetaanko virta vaihto- vai tasavirtana. Se, mikä sopii sinulle, riippuu siitä, onko verkko käytettävissä missä olet, kuinka sähkö hinnoitellaan ja kuinka paljon sähkökatkosta aiheutuisi haittaa.
 

Tässä on ensin vierekkäinen vertailu, jonka jälkeen tarkastellaan tarkemmin jokaista tyyppiä.
 

1. Verkkoon kytketyt aurinkopaneelit: syötä sähköä suoraan verkkoon

Miten se toimii

Päivän aikana paneelit tuottavat tasavirtaa. Verkkoon kytketty invertteri muuntaa sen AC:ksi, joka vastaa verkon taajuutta ja vaihetta. Virta syöttää ensin omat kuormasi, ja ylijäämä myydään verkkoon. Öisin tai pilvisinä päivinä, kun paneelit eivät pysty kattamaan kysyntääsi, ostat sähköä verkosta. Ei mukana akkua.

Mistä se koostuu

Aurinkopaneelit ja asennusrakenne:paneelit muuttavat auringonvalon sähköksi ja asennusrakenne säätää kallistuskulmaa ja tuulenvastusta.

Verkkoon kytketty invertteri:järjestelmän sydän. Se suorittaa maksimaalisen tehopisteen seurannan (MPPT), muuntaa tasavirran AC:ksi ja tarjoaa verkkojen yhteenliittämisen suojauksen.

DC-puolen suojaus:Tasavirtakaapelit, DC-kytkimet ja yhdysrasia (pienistä merkkijonotyyppisistä järjestelmistä jätetään usein yhdistäjälaatikko pois).

AC-jakelulaatikko:sisältää katkaisijat ja ylijännitesuojan.

Mittari:sähköntuotantomittari tai kaksisuuntainen mittari, jolla lasketaan verkkoon vietävä sähkö.

Ukkossuojaus, maadoitus ja valvonta:nämä pitävät järjestelmän turvassa ja antavat sinun tarkistaa sukupolvitiedot etänä.

Minne sopii

Se toimii parhaiten siellä, missä päiväsähkönkulutus on korkea ja verkko on vakaa: itse rakennetut talot ja huvilat, joissa on käyttökelpoista kattotilaa, sekä päiväsaikaan toimivat tehtaat, varastot, supermarketit ja koulut. Sillä on pienin investointi ja yksinkertaisin rakenne, ja sillä on maailman suurin asennettu kapasiteetti.

Esimerkkejä ja suosituksia

Itse rakennettu maalaistalo:noin 60-80 neliömetrin kattopinta-alalla voit asentaa noin 8-10 kW. Valitse yksivaiheinen tai kolmivaiheinen merkkijonoinvertteri. Vuotuinen tuotanto riippuu paikallisesta auringonpaisteesta, joten arvioi se paikallisten säteilytietojen avulla.

Tehdasrakennus:suuri katto ja suuri päiväkuorma sopivat 300 kW - 1 MW järjestelmään, jota käytetään pääasiassa omaan kulutukseen ja ylijäämä viedään verkkoon. Takaisinmaksuaika on yleensä lyhyempi kuin asuinjärjestelmillä.

Yksi asia pitää mielessä

Ristikkoon sidottu järjestelmä sammuu automaattisesti, kun verkko laskeutuu (suojaus). Tämä tarkoittaa, että talossa, jossa on verkkoon sidottu järjestelmä, ei edelleenkään ole sähköä katkoksen aikana.
 

2. Off-Grid aurinkojärjestelmät: täysin riippumaton verkosta

Miten se toimii

Paneeleista tuleva virta lataa akun ensin. Kun kuormat kuluttavat virtaa, akku syöttää niitä invertterin kautta. Järjestelmä on itsenäinen, eikä sillä ole yhteyttä sähköverkkoon.

Mistä se koostuu

Aurinkopaneelit ja asennusrakenne

Aurinkoenergian latausohjain:lataa akun ja suojaa sitä, yleensä MPPT-tyyppinen.

Akkupankki:Litium-rautafosfaatti-, lyijy-hiili- ja geelilyijyhappoakkuja käytetään kaikki. Akun kapasiteetti määrittää, kuinka kauan järjestelmä voi toimia ilman aurinkoa.

Off-grid invertteri:muuntaa akun tasavirran AC:ksi. Monet tuotteet yhdistävät ohjaimen ja invertterin yhdeksi yksiköksi.

Jakelu- ja suojalaitteet

Varmuuskopiointigeneraattori (valinnainen):lisälähde pitkien pilvisen tai sateisen sään aikana.

Minne sopii

Paikat, joissa ei ole verkkoa tai joissa verkkoon liittyminen maksaa liikaa: saaret, laidunmaa, rajavartioasemat, vuoristokodit, etätutkimusasemat ja televiestinnän tukiasemat.

Esimerkkejä ja suosituksia

Herderin koti:Päivittäinen kulutus on noin 5–8 kWh, noin 3 kW:n paneelikokoonpano, noin 10 kWh akkuvarasto ja 3 kW:n off-grid all-in-one -yksikkö voi käyttää jääkaappia, televisiota ja valaistusta. Porrasteta suuritehoisten laitteiden käyttöä.

Mitoitusvinkki:kokoa akku sen mukaan, kuinka monta peräkkäistä pilvistä päivää haluat peittää. Varaa yleensä 2–3 päivää ja enemmän, jos auringonpaiste ei ole luotettava.

Suurin osa off-grid-järjestelmän kustannuksista menee akkuun. Akun käyttöiällä on suuri vaikutus kokonaiskustannuksiin, joten älä arvioi pelkän ennakkohinnan perusteella.
 

3. Hybridiaurinkojärjestelmät: verkkoon sidottu lisätallennus verkkovirralla ja varmuuskopiolla

Teollisuudessa tätä tyyppiä kutsutaan useammin ahybridi verkkoon sidottu/off-grid-järjestelmätai aaurinko-plus-varastohybridijärjestelmä. Se lisää akun verkkoon sidottuun järjestelmään, joten se voi olla vuorovaikutuksessa verkon kanssa ja myös toimittaa virtaa itsekseen katkon aikana.

Miten se toimii

Päivätuotanto palvelee kuormia ensin. Ylimääräinen teho lataa akkua, ja kun akku on täynnä, loppuosa viedään verkkoon. Yöllä kuormat vetäytyvät akusta ja kun akku on vähissä, verkosta. Kun verkko katkeaa, järjestelmä siirtyy off-grid -tilaan ja jatkaa kriittisten kuormien virransyöttöä varaportin kautta.

Mistä se koostuu

Aurinkopaneelit ja asennusrakenne

Hybridi invertteri:yhdistää verkkoon kytketyn invertterin ja akkuinvertterin toiminnot yhdessä yksikössä. Se on tärkein laite, joka erottaa tämän järjestelmän kahdesta edellisestä.

Energiaa varastoitava akku:asuinrakentamisen järjestelmät perustuvat tällä hetkellä pääasiassa litiumrautafosfaattiin.

Älykäs mittari tai virtamuuntaja:mittaa kotitalouksien kulutusta sekä verkkoon ja verkkoon tulevaa sähköä, jonka avulla järjestelmä päättää, milloin ladataan ja puretaan.

Energianhallintajärjestelmä (EMS):asettaa toimintastrategiat, kuten latauksen ja purkamisen sähkön käyttöajan mukaan.

Varalatauspaneeli:kriittiset kuormat, kuten jääkaappi, valaistus ja verkkolaitteet, on kytketty varaporttiin.

Minne sopii

Alueet, joilla on usein sähkökatkoja tai epävakaa verkko

Paikkoja, joissa on suuri ero huippu- ja ruuhka-ajan sähkön hintojen välillä, joissa voit ladata, kun sähkö on halpaa ja purkaa, kun se on kallista

Käyttäjät, jotka ovat herkkiä sähkökatkoille: kotitoimistot, karjatilat, kylmävarastot ja pienet klinikat

Esimerkkejä ja suosituksia

Huvilan kotitalous:8-10 kW paneeleja 10-20 kWh akkuvaralluksella. Liitä jääkaappi, valaistus, reititin ja jotkut pistorasiat varaporttiin. Se, voidaanko raskaita kuormia, kuten ilmastointilaitteita, sisällyttää mukaan, riippuu invertterin varalähtötehosta.

Kotieläintila:asenna verkkoon sidottu järjestelmä varastoineen, jotta ilmanvaihto-, lämmitys- ja juomavesilaitteet pysyvät käynnissä seisokkien aikana.

Hybridijärjestelmä maksaa enemmän kuin verkkoon sidottu järjestelmä. Ylimääräisellä rahalla ostetaan kaksi ominaisuutta: varavirta sähkökatkojen aikana ja hinta arbitraasi. Se, kannattaako se, riippuu siitä, kuinka usein sähkökatkoja tapahtuu paikallisesti ja sähkötariffistasi.
 

4. Puhtaat DC-aurinkojärjestelmät: DC-virta ilman inversiota

Miten se toimii

Paneeleista tulevaa tasavirtaa ei muunneta AC:ksi. Se menee suoraan DC-kuormille. Joissakin järjestelmissä on akku ja ohjain, ja joissakin ei ole akkua ollenkaan: kun aurinko paistaa, kuorma käy, ja kun se ei paista, kuorma pysähtyy.

Mistä se koostuu

Aurinkopaneelit

DC-ohjain(tarvitaan vain järjestelmissä, joissa on akku)

Akku(valinnainen)

DC-kuormat:LED-valot, DC-vesipumput, DC-tuulettimet, kamerat ja vastaavat laitteet

Ilman invertteriä rakenne on yksinkertaisin neljästä, ja siinä on yksi muunnosvaihe vähemmän, jossa energiaa häviää.

Minne sopii

Paikat, joissa kuorma on itse tasavirtaa, teho on pieni ja laitteet hajallaan: aurinkokatuvalot, puutarhavalot, aurinkovesipumput, maatilan kastelu, liikennevalot ja valvontalaitteet sekä pienet viestintälaitteet.

Esimerkkejä ja suosituksia

Aurinkovoimainen katuvalo:yleinen kokoonpano on muutaman kymmenen watin paneeli, litiumakku ja ohjain. Valo syttyy automaattisesti yöllä, eikä kaapelointia tarvita.

Aurinkovesipumppu:paneelit käyttävät DC-pumppua suoraan. Mitä voimakkaammin aurinko paistaa päivän aikana, sitä enemmän vettä pumpataan varastosäiliöön myöhempää käyttöä varten. Voit jättää akun pois ja säästää huomattavia kustannuksia.

Sen rajat ovat selvät. Se ei voi syöttää suoraan tavallisia kodin vaihtovirtalaitteita, eikä tehotaso voi olla kovin suuri.

5. Kuinka valita neljästä järjestelmästä

Käsittele nämä kysymykset järjestyksessä:

Onko verkkoa?Jos ei, valitse off-grid tai puhdas tasavirta. Jos näin on, siirry seuraavaan kysymykseen.

Kuinka paljon katkos haittaisi?Jos paljon, valitse hybridijärjestelmä. Jos ei paljon, valitse verkkoon sidottu.

Ovatko kuormasi vaihtovirtalaitteita vai tasavirtakuormia?Jos tarvitset vain DC-kuormia, kuten katuvaloja tai pumppuja, puhdas tasavirta riittää.

Mikä on budjettisi?Samalla aurinkokapasiteetilla verkkoon sidottu on halvin. Hybridi- ja off-grid-järjestelmät lisäävät akkujen hintaa.

FAQ

K: Miksi verkkoon kytketty järjestelmä ei toimi sähkökatkon aikana?Koska invertterissä on saarekesuojaus. Jos järjestelmä syöttäisi jatkuvasti sähköä kuolleeseen verkkoon, se vaarantaisi kunnallistyöntekijät, jotka tekevät korjauksia, joten sen on katkaistava automaattisesti. Jos haluat sähköä katkosten aikana, valitse hybridijärjestelmä.

K: Voidaanko off-grid-järjestelmä muuttaa myöhemmin hybridijärjestelmäksi?Kyllä, mutta se riippuu olemassa olevista laitteista. Jos alkuperäisessä järjestelmässä käytetään off-grid-invertteriä, se on yleensä vaihdettava hybridiinvertteriin. Paneelit ja asennusrakenne voidaan yleensä käyttää uudelleen.

K: Onko puhdas tasavirtajärjestelmä energiatehokkaampi kuin AC-järjestelmä?Se menettää vähemmän energiaa, koska ei ole inversiovaihetta, mutta vain jos kuorma on jo DC-laite. Tasavirtalaitteiden ostaminen vain konversiohäviöiden säästämiseksi maksaa yleensä enemmän kuin säästää.

K: Mikä tyyppi on paras hinta-laatusuhde kodille?Jos verkko on vakaa ja joku on kotona sähköllä päivällä, verkkosidonnaisuus on paras hinta-laatusuhde. Jos katkoksia esiintyy usein tai huippu- ja ruuhka-ajan hintojen välinen ero on suuri, harkitse hybridijärjestelmää. Takaisinmaksu riippuu paikallisista sähkön hinnoista, kannustinkäytännöistä ja todellisesta käytöstäsi, joten pyydä arvio pätevältä paikalliselta asentajalta.