Какви видове слънчеви енергийни системи има?

Слънчевите енергийни системи се класифицират според начина, по който се свързват към електрическата мрежа и как се използва електричеството. Има четири основни типа:системи, свързани с мрежата, системи извън мрежата, хибридни системи и системи с чист постоянен ток.

И четирите използват по същество едни и същи слънчеви панели. Това, което се различава, е дали има връзка към мрежата, дали има батерия и дали захранването се доставя като AC или DC. Кое е подходящо за вас зависи от това дали мрежата е налична там, където се намирате, каква е цената на електроенергията и колко ще навреди прекъсването на захранването.
 

Ето първо сравнение рамо до рамо, последвано от по-отблизо всеки тип.
 

1. Свързани с мрежата слънчеви системи: Захранвайте електричество директно в мрежата

Как работи

През деня панелите произвеждат постоянен ток. Свързан към мрежата инвертор го преобразува в AC, който съответства на честотата и фазата на мрежата. Енергията първо захранва вашите собствени товари и всеки излишък се продава на мрежата. През нощта или в облачни дни, когато панелите не могат да покрият търсенето ви, купувате енергия от мрежата. Не е включена батерия.

От какво се състои

Слънчеви панели и монтажна конструкция:панелите превръщат слънчевата светлина в електричество, а монтажната конструкция задава ъгъла на наклона и устойчивостта на вятър.

Свързан към мрежата инвертор:сърцето на системата. Той извършва проследяване на максимална мощност (MPPT), преобразува DC в AC и осигурява защита на взаимното свързване на мрежата.

DC защита:DC кабели, DC превключватели и комбинираща кутия (малките системи от тип низ често пропускат комбиниращата кутия).

AC разпределителна кутия:съдържа прекъсвачи и устройство за защита от пренапрежение.

Измервателен уред:електромер или двупосочен измервателен уред, използван за уреждане на електроенергията, изнесена към мрежата.

Мълниезащита, заземяване и мониторинг:те пазят системата в безопасност и ви позволяват да проверявате данните за генериране от разстояние.

Където пасва

Работи най-добре там, където потреблението на електроенергия през деня е високо и мрежата е стабилна: самостоятелно построени къщи и вили с използваемо покривно пространство и фабрики, складове, супермаркети и училища, които работят през деня. Той има най-ниската инвестиция и най-простата структура и е типът с най-голям инсталиран капацитет в света.

Примери и препоръки

Самостоятелно построена селска къща:с приблизително 60 до 80 квадратни метра покривна площ можете да инсталирате около 8 до 10 kW. Изберете монофазен или трифазен стринг инвертор. Годишното производство зависи от местното слънчево греене, така че го изчислете, като използвате данни за местното облъчване.

Фабрична сграда:голям покрив и високо натоварване през деня са подходящи за система от 300 kW до 1 MW, използвана главно за собствена консумация с излишък, изнесен към мрежата. Възвръщаемостта обикновено е по-кратка отколкото при жилищните системи.

Едно нещо, което трябва да имате предвид

Свързаната с мрежата система се изключва автоматично, когато мрежата спре (защита срещу острови). Това означава, че къща със система, свързана с мрежата, все още няма електричество по време на прекъсване.
 

2. Слънчеви системи извън мрежата: Напълно независими от мрежата

Как работи

Захранването от панелите зарежда първо батерията. Когато товарите черпят енергия, батерията ги захранва чрез инвертора. Системата е самостоятелна и няма връзка с електрическата мрежа.

От какво се състои

Слънчеви панели и монтажна конструкция

Слънчев контролер за зареждане:зарежда батерията и я защитава, обикновено тип MPPT.

Батерийна банка:използват се литиево-железен фосфат, оловно-въглеродни и гел-оловно-киселинни батерии. Капацитетът на батерията определя колко дълго системата може да работи без слънце.

Инвертор извън мрежата:преобразува постояннотоковото захранване на батерията в променливотоково. Много продукти съчетават контролера и инвертора в едно устройство.

Разпределителна и защитна техника

Резервен генератор (по избор):допълнителен източник при дълги периоди на облачно или дъждовно време.

Където пасва

Места без мрежа или където свързването към мрежата струва твърде скъпо: острови, пасища, гранични постове, планински домове, отдалечени изследователски станции и телекомуникационни базови станции.

Примери и препоръки

Домът на пастиря:с дневна консумация от около 5 до 8 kWh, настройка от около 3 kW панели, около 10 kWh съхранение на батерия и 3 kW извън мрежата всичко-в-едно устройство може да работи с хладилник, телевизор и осветление. Разредете използването на уреди с висока мощност.

Съвет за оразмеряване:оразмерете батерията според броя последователни облачни дни, които искате да покриете. Резервирайте 2 до 3 дни като правило и повече, когато слънцето не е надеждно.

По-голямата част от разходите за автономна система отиват в батерията. Продължителността на живота на батерията има голям ефект върху общите разходи, така че не съдете само по първоначалната цена.
 

3. Хибридни слънчеви системи: свързано към мрежата плюс съхранение, с мрежово захранване и резервно копие

В индустрията този тип по-често се нарича aхибридна система, свързана с мрежата/извън мрежатаили ахибридна система слънчева енергия плюс съхранение. Той добавя батерия към свързана с мрежата система, така че да може да взаимодейства с мрежата и също така да доставя енергия сама по време на прекъсване.

Как работи

Дневното генериране първо обслужва товарите. Излишната мощност зарежда батерията и след като батерията се напълни, остатъкът се изнася към мрежата. През нощта товарите черпят от батерията, а когато батерията се изтощи, от мрежата. Когато мрежата спре, системата превключва в режим извън мрежата и продължава да захранва критични товари през своя резервен порт.

От какво се състои

Слънчеви панели и монтажна конструкция

Хибриден инвертор:съчетава функциите на свързан към мрежата инвертор и инвертор на батерия в едно устройство. Това е ключова част от оборудването, което отличава тази система от предишните две.

Батерия за съхранение на енергия:жилищните системи в момента разчитат главно на литиево-железен фосфат.

Интелигентен измервателен уред или токов трансформатор:измерва потреблението на домакинството и мощността, протичаща към и от мрежата, която системата използва, за да реши кога да зарежда и разрежда.

Система за управление на енергията (EMS):задава оперативни стратегии, като зареждане и разреждане според цените на електроенергията за времето на използване.

Резервен панел за зареждане:критични товари като хладилник, осветление и мрежово оборудване са свързани към резервния порт.

Където пасва

Зони с чести прекъсвания или нестабилна мрежа

Места с голяма разлика между пиковите и извънпиковите цени на електроенергията, където можете да зареждате, когато енергията е евтина, и да разреждате, когато е скъпа

Потребители, които са чувствителни към прекъсвания на захранването: домашни офиси, животновъдни ферми, хладилни складове и малки клиники

Примери и препоръки

Вилно домакинство:8 до 10 kW панели с 10 до 20 kWh акумулаторна батерия. Свържете хладилника, осветлението, рутера и някои контакти към резервния порт. Дали тежки товари като климатици могат да бъдат включени зависи от резервната изходна мощност на инвертора.

Животновъдна ферма:инсталирайте свързана с мрежата система със съхранение, така че оборудването за вентилация, отопление и питейна вода да продължи да работи по време на прекъсване.

Хибридната система струва повече от тази, свързана с мрежа. Допълнителните пари купуват две възможности: резервно захранване по време на прекъсвания и ценови арбитраж. Дали се изплаща зависи от това колко често се случват прекъсвания на местно ниво и от вашата тарифа за електроенергия.
 

4. Чисти постоянни слънчеви системи: постоянен ток без инверсия

Как работи

DC електричеството от панелите не се преобразува в AC. Преминава направо към постояннотокови товари. Някои системи включват батерия и контролер, а някои изобщо нямат батерия: когато слънцето грее, товарът работи, а когато не, товарът спира.

От какво се състои

Слънчеви панели

DC контролер(необходим само в системи с батерия)

Батерия(по избор)

DC товари:LED светлини, DC водни помпи, DC вентилатори, камери и подобно оборудване

Без инвертор структурата е най-простата от четирите и има една стъпка по-малко на преобразуване, при която се губи енергия.

Където пасва

Места, където самият товар е DC, мощността е малка и оборудването е разпръснато: слънчеви улични светлини, градински светлини, слънчеви водни помпи, напояване на ферми, пътни сигнали и оборудване за наблюдение и малки комуникационни устройства.

Примери и препоръки

Слънчева улична светлина:общата конфигурация е панел от няколко десетки вата, литиева батерия и контролер. Светлината се включва автоматично през нощта и не е необходимо окабеляване.

Слънчева водна помпа:панелите задвижват директно DC помпа. Колкото по-силно е слънчевото греене през деня, толкова повече вода се изпомпва в резервоар за съхранение за по-късна употреба. Можете да изключите батерията и да спестите значителни разходи.

Границите му са ясни. Не може да захранва директно обикновени домакински AC уреди и нивото на мощност не може да бъде много голямо.

5. Как да избирате между четирите системи

Прегледайте тези въпроси в ред:

Има ли решетка?Ако не, изберете извън мрежата или чист DC. Ако е така, преминете към следващия въпрос.

Колко би навредило едно прекъсване?Ако много, изберете хибридна система. Ако не е много, изберете вързана мрежа.

Вашите товари AC уреди ли са или DC товари?Ако трябва да захранвате само постояннотокови товари като улично осветление или помпи, чистият постоянен ток е достатъчен.

Какъв е вашият бюджет?За същия слънчев капацитет, свързаното към мрежата е най-евтиното. Хибридните и автономните системи добавят цената на батериите.

ЧЗВ

Въпрос: Защо свързаната с мрежата система не работи по време на прекъсване на захранването?Тъй като инверторът има защита срещу острови. Ако системата продължи да захранва мъртвата мрежа, това би застрашило работниците от комуналните услуги, извършващи ремонти, така че трябва да се изключи автоматично. Ако искате захранване по време на прекъсвания, изберете хибридна система.

Въпрос: Може ли система извън мрежата да бъде преобразувана в хибридна система по-късно?Да, но зависи от съществуващото оборудване. Ако оригиналната система използва инвертор извън мрежата, той обикновено трябва да бъде заменен с хибриден инвертор. Панелите и монтажната конструкция обикновено могат да се използват повторно.

В: Чиста DC система по-енергийно ефективна ли е от AC система?Той губи по-малко енергия, защото няма стъпка на инверсия, но само ако товарът вече е DC устройство. Закупуването на DC уреди само за спестяване на загуби от преобразуване обикновено струва повече, отколкото спестява.

В: Кой тип е най-добрата цена за дом?Ако мрежата е стабилна и някой е вкъщи и използва захранване през деня, свързаността към мрежата е най-добрата стойност. Ако прекъсванията са чести или разликата между пиковите и извънпиковите цени е голяма, помислете за хибридна система. Възвръщаемостта зависи от местните цени на електроенергията, политиките за стимулиране и действителното ви потребление, така че попитайте квалифициран местен монтажник за оценка.