Milyen típusú napelemes rendszerek léteznek?

A napelemes rendszereket aszerint osztályozzák, hogy hogyan csatlakoznak a közüzemi hálózathoz, és hogyan használják fel a villamos energiát. Négy fő típusa van:hálózatra kötött rendszerek, hálózaton kívüli rendszerek, hibrid rendszerek és tiszta egyenáramú rendszerek.

Mind a négyen lényegében ugyanazt a napelemet használják. A különbség az, hogy van-e hálózati csatlakozás, van-e akkumulátor, és hogy az áramellátás AC vagy DC formájában történik. Az, hogy melyik a megfelelő az Ön számára, attól függ, hogy a hálózat elérhető-e ott, ahol éppen tartózkodik, hogyan árazzák az áramot, és mennyibe fájna az áramszünet.
 

Íme először egy egymás melletti összehasonlítás, majd az egyes típusok alaposabb vizsgálata következik.
 

1. Hálózathoz kötött napelemes rendszerek: Az elektromosságot közvetlenül a hálózatba táplálják

Hogyan működik

Napközben a panelek egyenáramot termelnek. Egy hálózatra kötött inverter átalakítja azt AC-vé, amely megfelel a hálózat frekvenciájának és fázisának. Az áram először a saját terheléseit látja el, és a felesleget eladják a hálózatnak. Éjszaka vagy borús napokon, amikor a panelek nem tudják fedezni az igényt, a hálózatról vásárol áramot. Nincs akkumulátor.

Miből áll

Napelemek és szerelési szerkezet:a panelek a napfényt elektromos árammá alakítják, a rögzítőszerkezet pedig beállítja a dőlésszöget és a szélállóságot.

Hálózatra kötött inverter:a rendszer szíve. Végrehajtja a maximális teljesítménypont követést (MPPT), DC-t váltóárammá alakít, és hálózat-összekapcsolási védelmet biztosít.

DC oldali védelem:Egyenáramú kábelek, egyenáramú kapcsolók és egy kombinálódoboz (a kis húr típusú rendszerek gyakran elhagyják a kombinálódobozt).

AC elosztó doboz:megszakítókat és túlfeszültség-védelmi eszközt tartalmaz.

Méter:a hálózatba exportált villamos energia elszámolására szolgáló termelésmérő vagy kétirányú mérő.

Villámvédelem, földelés és felügyelet:ezek biztonságban tartják a rendszert, és lehetővé teszik a generációs adatok távoli ellenőrzését.

Ahova illik

Ott működik a legjobban, ahol magas a nappali áramfelhasználás és stabil a hálózat: saját építésű házak és villák hasznos tetőterülettel, valamint gyárak, raktárak, szupermarketek és napközben üzemelő iskolák. Ez a legalacsonyabb beruházással és a legegyszerűbb szerkezettel rendelkezik, és ez a világ legnagyobb beépített kapacitású típusa.

Példák és ajánlások

Saját építésű vidéki ház:nagyjából 60-80 négyzetméteres tetőfelülettel kb. 8-10 kW beépíthető. Válasszon egyfázisú vagy háromfázisú sztring invertert. Az éves termelés a helyi napsütéstől függ, ezért becsülje meg a helyi besugárzási adatok alapján.

Gyárépület:A nagy tető és a nagy nappali terhelés 300 kW-tól 1 MW-ig terjedő rendszerhez illeszkedik, amelyet főként saját fogyasztásra használnak, a felesleget a hálózatba exportálják. A megtérülés általában rövidebb, mint a lakossági rendszerek esetében.

Egy dolgot kell szem előtt tartani

A rácsra kötött rendszer automatikusan leáll, ha a rács leáll (szigetelő védelem). Ez azt jelenti, hogy egy hálózatra kötött rendszerű házban még mindig nincs áram kimaradás alatt.
 

2. Hálózaton kívüli napelemes rendszerek: teljesen függetlenek a hálózattól

Hogyan működik

A panelek áramellátása először az akkumulátort tölti fel. Amikor a terhelések áramot vesznek fel, az akkumulátor táplálja őket az inverteren keresztül. A rendszer önálló, és nem kapcsolódik a közüzemi hálózathoz.

Miből áll

Napelemek és szerelési szerkezet

Napelemes töltésvezérlő:tölti és védi az akkumulátort, általában MPPT típusú.

Akkumulátor bank:lítium-vas-foszfát, ólom-szén és zselés ólom-savas akkumulátorokat használnak. Az akkumulátor kapacitása határozza meg, hogy a rendszer mennyi ideig tud működni napfény nélkül.

Hálózaton kívüli inverter:átalakítja az akkumulátor egyenáramát váltakozó árammá. Sok termék egyetlen egységben egyesíti a vezérlőt és az invertert.

Elosztó és védőberendezések

Biztonsági mentés generátor (opcionális):kiegészítő forrás hosszú felhős vagy esős időben.

Ahova illik

Olyan helyek, ahol nincs hálózat, vagy ahol a hálózathoz való csatlakozás túl sokba kerül: szigetek, legelők, határállomások, hegyi házak, távoli kutatóállomások és távközlési bázisállomások.

Példák és ajánlások

Herder otthona:körülbelül 5-8 kWh napi fogyasztással, körülbelül 3 kW-os panelekkel, körülbelül 10 kWh-s akkumulátortárolóval és egy 3 kW-os off-grid all-in-one készülékkel hűtőt, TV-t és világítást működtethet. Fokozza a nagy teljesítményű készülékek használatát.

Méretezési tipp:Mérje meg az akkumulátort a lefedni kívánt egymást követő felhős napok számával. Rendszerint foglaljon 2-3 napot, és többet ott, ahol a napsütés nem megbízható.

A hálózaton kívüli rendszerek költségeinek nagy része az akkumulátorba kerül. Az akkumulátor élettartama nagyban befolyásolja a teljes költséget, ezért ne csak az előzetes ár alapján ítélje meg.
 

3. Hibrid napelemes rendszerek: hálózathoz kötött plusz tároló, hálózati tápellátással és tartalék

Az iparban ezt a típust gyakrabban ahibrid grid-kötött/off-grid rendszervagy anapelemes plusz tároló hibrid rendszer. Akkumulátort ad a hálózatra kötött rendszerhez, így képes kölcsönhatásba lépni a hálózattal, és áramkimaradás esetén önállóan is szolgáltathat áramot.

Hogyan működik

A nappali generáció először a terheléseket szolgálja ki. A többletteljesítmény tölti az akkumulátort, és ha az akkumulátor megtelt, a maradékot a hálózatba exportálják. Éjszaka a terhelés az akkumulátorból, ha pedig lemerül, a hálózatból merít. Amikor a hálózat leáll, a rendszer hálózaton kívüli üzemmódba kapcsol, és a tartalék porton keresztül folyamatosan táplálja a kritikus terheléseket.

Miből áll

Napelemek és szerelési szerkezet

Hibrid inverter:egy egységben egyesíti a hálózatra kötött inverter és az akkumulátoros inverter funkcióit. Ez a legfontosabb berendezés, amely megkülönbözteti ezt a rendszert az előző kettőtől.

Energiatároló akkumulátor:a lakossági rendszerek jelenleg főként lítium-vas-foszfátra támaszkodnak.

Intelligens mérő vagy áramváltó:méri a háztartási fogyasztást és a hálózatból ki- és beáramló áramot, amely alapján a rendszer eldönti, hogy mikor töltsön és merítsen.

Energiagazdálkodási rendszer (EMS):működési stratégiákat állít be, mint például a töltés és a kisütés a használati idő villamosenergia-árai szerint.

Biztonsági betöltési panel:a kritikus terhelések, például a hűtőszekrény, a világítás és a hálózati berendezések a tartalék portra vannak bekötve.

Ahova illik

Gyakori leállásokkal vagy instabil hálózattal rendelkező területek

Olyan helyek, ahol nagy a különbség a csúcs- és a csúcsidőn kívüli villamosenergia-árak között, ahol tölthet, ha olcsó, és kisüthet, ha drága

Áramkimaradásra érzékeny felhasználók: otthoni irodák, állattartó telepek, hűtőházak és kis klinikák

Példák és ajánlások

Villa háztartás:8-10 kW-os panelek 10-20 kWh akkumulátorral. Csatlakoztassa a hűtőszekrényt, a világítást, a routert és néhány aljzatot a tartalék porthoz. Az inverter tartalék kimeneti teljesítményétől függ, hogy beépíthetők-e nehéz terhelések, például légkondicionálók.

Állattartó telep:hálózatra kötött rendszert kell beépíteni tárolóval, hogy a szellőző-, fűtés- és ivóvíz-berendezések üzemszünet esetén is működjenek.

Egy hibrid rendszer többe kerül, mint egy hálózatra kötött rendszer. Az extra pénz két képességet vásárol: tartalék áramellátást kimaradások alatt és árarbitrázst. Az, hogy megtérül-e, a helyi kimaradások gyakoriságától és az áramdíjtól függ.
 

4. Tiszta egyenáramú napelemes rendszerek: egyenáramú tápellátás inverzió nélkül

Hogyan működik

The DC electricity from the panels is not converted to AC. It goes straight to DC loads. Some systems include a battery and controller, and some have no battery at all: when the sun shines the load runs, and when it does not the load stops.

Miből áll

Napelemek

DC vezérlő(csak akkumulátoros rendszerekben szükséges)

Akkumulátor(választható)

DC terhelések:LED-lámpák, egyenáramú vízszivattyúk, egyenáramú ventilátorok, kamerák és hasonló berendezések

Inverter nélkül a szerkezet a legegyszerűbb a négy közül, és van egy átalakítási lépéssel kevesebb, ahol energiaveszteség történik.

Ahova illik

Olyan helyek, ahol maga a terhelés egyenáramú, a teljesítmény kicsi és a berendezések szét vannak osztva: napelemes utcai lámpák, kerti lámpák, szoláris vízszivattyúk, mezőgazdasági öntözés, közlekedési jelzések és megfigyelő berendezések, valamint kis kommunikációs eszközök.

Példák és ajánlások

Napelemes utcai lámpa:gyakori konfiguráció egy néhány tucat wattos panel, egy lítium akkumulátor és egy vezérlő. A lámpa éjszaka automatikusan bekapcsol, és nincs szükség kábelezésre.

Napelemes vízszivattyú:a panelek közvetlenül egyenáramú szivattyút hajtanak meg. Minél erősebb a napsütés napközben, annál több víz kerül egy tárolótartályba későbbi felhasználás céljából. Kihagyhatja az akkumulátort, és jelentős költséget takaríthat meg.

A határai egyértelműek. Nem képes közvetlenül táplálni hagyományos háztartási váltóáramú készülékeket, és a teljesítményszint sem lehet túl nagy.

5. Hogyan válasszunk a négy rendszer közül

Sorrendben dolgozza fel ezeket a kérdéseket:

Van rács?Ha nem, válasszon off-grid vagy tiszta egyenáramot. Ha igen, ugorjon a következő kérdésre.

Mennyibe fájna egy leállás?Ha sok, válasszon hibrid rendszert. Ha nem sok, válasszon rácsot.

Az Ön terhei AC készülékek vagy DC terhelések?Ha csak egyenáramú terhelést kell táplálnia, például utcai lámpákat vagy szivattyúkat, akkor a tiszta egyenáram is elegendő.

Mennyi a költségvetése?Ugyanazon napelemes kapacitás esetén a hálózatra kötött a legolcsóbb. A hibrid és off-grid rendszerek megnövelik az akkumulátorok költségeit.

GYIK

K: Miért nem működik a hálózatra kötött rendszer áramszünet alatt?Mert az inverter szigetelő védelemmel rendelkezik. Ha a rendszer folyamatosan egy holt hálózatba táplálná az áramot, az veszélyeztetné a javítást végző szolgáltatókat, ezért automatikusan le kell kapcsolódnia. Ha áramszüneteket szeretne, válasszon hibrid rendszert.

K: Átalakítható-e később egy off-grid rendszer hibrid rendszerré?Igen, de ez a meglévő felszereléstől függ. Ha az eredeti rendszer hálózaton kívüli invertert használ, akkor azt általában hibrid inverterre kell cserélni. A panelek és a rögzítőszerkezet általában újra felhasználható.

K: Egy tiszta egyenáramú rendszer energiahatékonyabb, mint egy AC rendszer?Kevesebb energiát veszít, mert nincs inverziós lépés, de csak akkor, ha a terhelés már egyenáramú eszköz. Egyenáramú készülékek vásárlása pusztán az átalakítási veszteségek megtakarítása érdekében általában többe kerül, mint amennyit megtakarít.

K: Melyik típus a legjobb ár-érték arány egy otthon számára?Ha a hálózat stabil, és valaki napközben áramot használ, a hálózatra kötöttség a legjobb érték. Ha gyakoriak a kimaradások, vagy nagy a különbség a csúcs- és a csúcsidőn kívüli árak között, fontolja meg a hibrid rendszert. A megtérülés a helyi áramáraktól, az ösztönző politikáktól és az Ön tényleges felhasználásától függ, ezért kérjen becslést egy képzett helyi szerelőtől.