Lootus saada energiasõltumatust: oma kodu toita ilma igakuise kommunaalmakseta ning elektrikatkestusest või kommunaalteenuste häiretest mitte kannatada, muutub üha tavalisemaks. Selle jõupingutuse liikumapanev jõud on võrgust välja lülitatud päikeseenergiasüsteem. Võrguvälised süsteemid ei sõltu füüsiliselt ega muul viisil elektriettevõttest, nagu ka võrguga seotud süsteemid, vaid on täiesti iseseisev-energia tootmis-, salvestus- ja jaotussüsteem. Võrgust väljas olev-päikeseenergiasüsteem on „suletud ahela” süsteemi näide ja see annab toite metsas asuvale majakesele, matkaautole või haagismajale või muudele kaugematele kohtadele, millel puudub juurdepääs elektrivõrgule.
Ainus viis saavutada täielik lahtiühendamine energiatarnijast on oma kinnistul sõltumatu päikeseenergia süsteem. Selleks ei piisa vaid paari päikesepatarei paigaldamisest katusele; peate esmalt otsustama, kui palju elektrit kasutate, ja seejärel kavandama sõltumatu päikeseenergiasüsteem, mis suudab teile sellise koguse elektrit pakkuda. Päikeseenergiasüsteem peab olema ka sobiva suurusega vastavalt teie konkreetsetele energiatarbimise vajadustele, kuna liiga paljude või liiga väheste päikesepaneelide ostmine toob kaasa nii energia raiskamise kui ka sagedase aku tühjenemise ja teie paigaldusest peaaegu olematu tulu. Selles artiklis võrreldakse mõningaid kõige olulisemaid tegureid, mida tuleb arvestada madalate kasutuskulude ja usaldusväärse pikaajalise -jõudlusega päikeseenergiasüsteemi loomisel.
1. Põhikomponendid: süsteemi anatoomia
Arvutuste täpseks tegemiseks on oluline mõista esiteks kõigi nelja komponendi funktsiooni, mis moodustavad off{0}}võrgu (eraldi-süsteemi).
Päikesepaneelid (Photovoltaic): peaaegu kõik fotogalvaanilised süsteemid koosnevad päikesepaneelidest ja nende erinevatest tehnoloogiatest. Päikesepaneelil olevaid elemente, mis muudavad valguse (päikesekiirguse) elektriks (DC - alalisvool), nimetatakse fotogalvaanilisteks elementideks ja protsessi, mille käigus nad muudavad valguse elektriks, nimetatakse fotogalvaaniliseks efektiks.
Alalisvoolu laadimise kontroller (määrus):Alalisvoolu elekter voolab päikesepaneelidest sellesse seadmesse, mida kasutatakse lüüsina. Laadimiskontrolleri esmane kohustus on reguleerida teie päikesepaneelidelt tuleva pinge ja vooluhulka, et te ei laadiks oma akusid üle, tagades sellega akude kahjustamise.
Võrguväliste süsteemide puhul on eelistatud kontrolleri valik MPPT (maksimaalse võimsuspunkti jälgimise) kontroller võrreldes vanema impulsi laiusmoduleeritud (PWM) mudeliga, kuna MPPT-kontrollerid jälgivad fotogalvaaniliste paneelide maksimaalset võimsuspunkti, pakkudes PWM-kontrolleritest palju suuremat efektiivsust, eriti külma või pilvise ilmaga.
Akupank (salvestusruum):Akupanka peetakse võrgust väljas{0}}päikesesüsteemi südameks. Kuna 100% päikese fotogalvaanilisest energiast ei toimu öösel, siis on vaja midagi, kuhu kogu elektrienergia tootmise tipptundidel toodetud üleliigne elektrienergia hoiustada nii öösel kui ka pilvistel/vihmastel päevadel.
Kuigi üleujutatud plii-happeakud on alghinnaga- odavamad; Liitiumraudfosfaat (LiFePO₄) akudest on saamas uus tööstusharu standardne akutüüp uute paigalduste jaoks tänu nende palju pikemale elueale, suuremale tühjenemissügavusele ja hooldus-vabale tööle.
Inverter:Teie akudesse salvestatud energia hulk on madal alalispinge. Enamik kodumasinaid kasutab aga töötamiseks vahelduvvoolu (AC) pinget. Akude madala alalispinge teisendamiseks muude seadmete (valgustite, külmikute jne) jaoks kasutatavaks vahelduvpingeks (tavaliselt kas 120 volti või 240 volti), peate ostma inverteri.
Tundlike seadmete kasutamiseks vajate puhast siinuslaine muundurit, kuna see tagab sujuva siinuslaine väljundi (ideaalne tundlike elektroonikaseadmete nõuetekohaseks tööks).
2. Esimene kriitiline samm: koormuse analüüs
Te ei saa ühtegi komponenti valida enne, kui teate, kui palju energiat te tegelikult kasutate. Seda protsessi nimetatakse koormusanalüüsiks või energiaauditiks.
Et määrata, kui palju vatti teie kontor või kodu igapäevaselt tarbib (selle arvutuse tegemiseks), peate teadma mitut teavet kõigi kasutatavate seadmete kohta. Täpsemalt peate teadma, kui palju elektrit iga teie seade vati kohta- kasutab, kui kaua seadmed iga päev töötavad ja kui palju vatti teie seadmed tunnis tarbivad. Veel üks põhjus, miks võrguvälised süsteemid ei vasta kasutajate ootustele, on see, et vähesed süsteemid on tippkasutuse põhjal õige suurusega.
3. Akupanga suuruse määramine: autonoomiategur
Kui teie igapäevane tarbimine on teada, saate akupanga suuruse määrata. Võtmeküsimus on siin "Autonoomia päevad". See viitab sellele, mitu päeva soovite, et teie süsteem töötaks ilma päikesepoolse sisendita (st lumetormi või pikema pilvise perioodi ajal).
Enamik väljaspool{0}}võrgusüsteemide projekteerijaid soovitab oma võrguvälistele süsteemidele vähemalt 2-3-päevast autonoomiat. Lisaks on ülioluline vältida akude liigset tühjenemist, et pikendada nende eluiga. Liitiumpatareide puhul võib olla vastuvõetav kasutada 80–90%, kuid seda tuleb võimsuse arvutamisel arvesse võtta.
4. Päikesepaneeli suuruse määramine: panga laadimine
Päikesepaneelid peavad olema piisavalt võimsad, et laadida akupanka ja samal ajal toita igapäevaseid koormusi. Peamine muutuja on siin Peak Sun Hours. See ei ole sama, mis päevavalgustundide koguarv; see on tundide arv päevas, mil päikesevalguse intensiivsus on keskmiselt 1000 vatti ruutmeetri kohta.
Asukoht Arizonas võib saada maksimaalselt 6 päikesetundi, samas kui asukoht Seattle'is võib saada ainult 3. Päikesemassiivi suuruse määramiseks jagage oma päevane tarbimine oma asukoha tipptundidega.
5. Inverter ja süsteemi pinge
Samuti peate valima muunduri, mis suudab taluda võimsuse "tõusu" või maksimaalset koormust. Kuigi teie tavaline kasutus võib olla väike, võib veepumba või külmiku mootor algsel sisselülitamisel kasutada 3–5 korda tavapärasest rohkem. Inverter, mis seda tõusu ei talu, komistab.
Määrata tuleb süsteemi pinge 12V, 24V või 48V. Väiksemad süsteemid (nt kaubikud või väikesed kajutid) kasutavad tavaliselt 12 V, seega on kodudes tavaliselt vaja 24 V või 48 V süsteeme, kuna akude ja seadmete vahel on suurem vahemaa. Kõrgema pingega süsteemid on kasulikud, kuna on vaja odavamat ja peenemat vaskjuhtmestikku ning võimsuskadu on vahemaa tagant väiksem.
6. Asukoht, tõhusus ja kohanemisvõime
Lõpuks pole tehnilised näitajad ainsad tegurid. Teie paneelide füüsiline asukoht on ülioluline. Põhjapoolkeral peaksid paneelid ideaaljuhul olema suunatud lõuna poole teie laiuskraadiga võrdse kaldenurgaga, et maksimeerida säritust.
Lisaks toovad hiljutised akadeemilised uuringud esile vajaduse "kohandumistegurite" järele võrguvälise{0}}disaini puhul, eriti arenevates piirkondades. Sellised tegurid nagu kasutaja suutlikkus maksta hoolduse eest, katuse konstruktsiooni terviklikkus ja isegi süsteemi ümberpaigutamise võimalus on olulised kaalutlused, mida standardsete suurusraamistike puhul sageli tähelepanuta jäetakse.
Järeldus
Võtke arvesse kogu energiavajadust ja päikesepaneelide arvu, mida saate vabale katusele või maapinnale mahutada. Ainus muu kaalutlus on valida Mono ja Poly paneelide vahel. See on pikk ja käänuline tee, mis on täis teadust ja matemaatikat. Kuid võrgust väljas olev päikeseenergia seiklus kulmineerub iseseisvumisega – see on sügav tasu. Peale märkimisväärse teadmiste künnise süsteemi koormuste täpseks ennustamiseks ja toitekadude minimeerimiseks on vajalik akupatareide suuruse määramine autonoomse oleku saavutamiseks. Võimalus kohandada päikesepaneelid kohalike päikesetundidega ja valida sobivad inverterid on samuti eelduseks selliste süsteemide ehitamiseks, mis toodavad puhast energiat ja töötavad vaikses üksinduses aastaid. Olgu tegemist isetegemise või professionaalse süsteemiga, nende põhimõtete tundmine paneb päikese teie heaks tööle.
