Aké typy solárnych energetických systémov existujú?

Solárne systémy sú klasifikované podľa toho, ako sa pripájajú k rozvodnej sieti a ako sa využíva elektrina. Existujú štyri hlavné typy:systémy viazané na sieť, systémy mimo siete, hybridné systémy a čisto jednosmerné systémy.

Všetky štyri používajú v podstate rovnaké solárne panely. Rozdiel je v tom, či existuje pripojenie k sieti, či je k dispozícii batéria a či je napájanie dodávané ako striedavý alebo jednosmerný prúd. Ktorý z nich je pre vás ten pravý, závisí od toho, či je sieť dostupná tam, kde sa nachádzate, aká je cena elektriny a nakoľko by vás výpadok elektriny bolel.
 

Tu je najprv porovnanie vedľa seba, po ktorom nasleduje bližší pohľad na každý typ.
 

1. Solárne systémy viazané na sieť: Privádzajte elektrickú energiu priamo do siete

Ako to funguje

Počas dňa panely vyrábajú jednosmerný prúd. Striedač viazaný na sieť ho prevádza na striedavý prúd, ktorý zodpovedá frekvencii a fáze siete. Energia najprv napája vaše vlastné záťaže a akýkoľvek prebytok sa predáva do siete. V noci alebo počas zamračených dní, keď panely nedokážu pokryť váš dopyt, nakupujete energiu zo siete. Nie je zapojená žiadna batéria.

Z čoho pozostáva

Solárne panely a montážna konštrukcia:panely premieňajú slnečné svetlo na elektrinu a montážna konštrukcia nastavuje uhol sklonu a odolnosť voči vetru.

Invertor viazaný na sieť:srdce systému. Vykonáva sledovanie bodu maximálneho výkonu (MPPT), konvertuje jednosmerný prúd na striedavý prúd a poskytuje ochranu proti prepojeniu siete.

DC ochrana:Káble jednosmerného prúdu, spínače jednosmerného prúdu a zlučovacia skrinka (malé reťazcové systémy často zlučovaciu skrinku vynechávajú).

AC rozvodná skriňa:obsahuje ističe a prepäťovú ochranu.

Merač:merač výroby alebo obojsmerný merač používaný na zúčtovanie elektriny vyvážanej do siete.

Ochrana pred bleskom, uzemnenie a monitorovanie:tieto udržujú systém v bezpečí a umožňujú vám vzdialene kontrolovať generované údaje.

Kde sa to hodí

Funguje najlepšie tam, kde je denná spotreba elektrickej energie vysoká a rozvodná sieť je stabilná: domy a vily postavené vo vlastnej réžii s využiteľnou strešnou plochou a továrne, sklady, supermarkety a školy, ktoré fungujú počas dňa. Má najnižšie investície a najjednoduchšiu štruktúru a je to typ s najväčšou inštalovanou kapacitou na svete.

Príklady a odporúčania

Vlastnoručne postavený vidiecky dom:so zhruba 60 až 80 štvorcovými metrami strešnej plochy môžete nainštalovať približne 8 až 10 kW. Vyberte si jednofázový alebo trojfázový reťazový invertor. Ročná generácia závisí od miestneho slnečného svitu, preto ju odhadnite pomocou údajov o miestnom ožiarení.

Továrenská budova:veľká strecha a vysoké denné zaťaženie vyhovuje systému 300 kW až 1 MW, využívanému najmä na vlastnú spotrebu s prebytkom exportovaným do siete. Návratnosť je zvyčajne kratšia ako pri rezidenčných systémoch.

Treba mať na pamäti jednu vec

Systém viazaný na mriežku sa automaticky vypne, keď mriežka klesne (ochrana proti ostrovčekom). To znamená, že dom so systémom viazaným na sieť nemá počas výpadku energiu.
 

2. Solárne systémy mimo siete: Úplne nezávislé od siete

Ako to funguje

Napájanie z panelov najskôr nabíja batériu. Keď záťaže odoberajú energiu, batéria ich dodáva cez invertor. Systém je autonómny a nemá pripojenie na rozvodnú sieť.

Z čoho pozostáva

Solárne panely a montážna konštrukcia

Solárny regulátor nabíjania:nabíja batériu a chráni ju, zvyčajne typu MPPT.

Banka batérií:Používajú sa lítium-železofosfátové, oloveno-uhlíkové a gélové olovené akumulátory. Kapacita batérie určuje, ako dlho môže systém bežať bez slnka.

Invertor mimo siete:premieňa jednosmerný prúd batérie na striedavý prúd. Mnoho produktov kombinuje ovládač a menič v jednej jednotke.

Distribučné a ochranné zariadenia

Záložný generátor (voliteľné):dodatočný zdroj počas dlhých období zamračeného alebo daždivého počasia.

Kde sa to hodí

Miesta bez siete alebo miesta, kde pripojenie k sieti stojí príliš veľa: ostrovy, pasienky, pohraničné základne, horské domy, vzdialené výskumné stanice a telekomunikačné základne.

Príklady a odporúčania

Herderov dom:s dennou spotrebou okolo 5 až 8 kWh, nastavením panelov s výkonom okolo 3 kW, batériou s kapacitou okolo 10 kWh a 3 kW off-grid all-in-one jednotkou dokáže prevádzkovať chladničku, televízor a osvetlenie. Striedajte používanie vysokovýkonných spotrebičov.

Tip na veľkosť:veľkosť batérie podľa počtu po sebe nasledujúcich zamračených dní, ktoré chcete pokryť. Spravidla si rezervujte 2 až 3 dni a viac tam, kde je slnečné žiarenie nespoľahlivé.

Väčšina nákladov na systém mimo siete ide do batérie. Životnosť batérie má veľký vplyv na celkové náklady, takže neposudzujte iba cenu vopred.
 

3. Hybridné solárne systémy: Grid-Tied Plus Storage, s napájaním zo siete a zálohovaním

V priemysle sa tento typ častejšie nazýva ahybridný grid-tied/off-grid systémalebo ahybridný systém solar-plus-storage. Pridáva batériu do systému viazaného na sieť, takže môže interagovať so sieťou a tiež samostatne dodávať energiu počas výpadku.

Ako to funguje

Denná generácia slúži ako prvá. Prebytočná energia nabíja batériu a akonáhle je batéria plná, zvyšok sa exportuje do siete. V noci sa záťaže čerpajú z batérie a keď je batéria takmer vybitá, zo siete. Keď sieť vypadne, systém sa prepne do režimu vypnutia siete a naďalej napája kritické záťaže cez svoj záložný port.

Z čoho pozostáva

Solárne panely a montážna konštrukcia

Hybridný invertor:kombinuje funkcie sieťového meniča a batériového meniča v jednej jednotke. Je to kľúčová časť výbavy, ktorá odlišuje tento systém od predchádzajúcich dvoch.

Akumulátor energie:obytné systémy sa v súčasnosti spoliehajú hlavne na fosforečnan lítno-železitý.

Inteligentný merač alebo prúdový transformátor:meria spotrebu domácnosti a energiu prúdiacu do a zo siete, na základe čoho sa systém rozhoduje, kedy sa má nabíjať a vybíjať.

Systém energetického manažmentu (EMS):stanovuje prevádzkové stratégie, ako je nabíjanie a vybíjanie podľa času spotreby elektriny.

Panel načítania zálohy:kritické záťaže, ako je chladnička, osvetlenie a sieťové zariadenia, sú pripojené k záložnému portu.

Kde sa to hodí

Oblasti s častými výpadkami alebo nestabilnou sieťou

Miesta s veľkým rozdielom medzi špičkovými a mimošpičkovými cenami elektriny, kde môžete nabíjať, keď je elektrina lacná, a vybíjať, keď je drahá

Používatelia, ktorí sú citliví na prerušenie napájania: domáce kancelárie, farmy na chov dobytka, chladiarenské sklady a malé kliniky

Príklady a odporúčania

Vilová domácnosť:8 až 10 kW panelov s 10 až 20 kWh batériového úložiska. Pripojte chladničku, osvetlenie, smerovač a niektoré zásuvky do záložného portu. Či je možné zahrnúť veľké záťaže, ako sú klimatizácie, závisí od záložného výstupného výkonu meniča.

Farma dobytka:nainštalujte mriežkový systém so zásobníkom, aby ventilácia, kúrenie a zariadenia na pitnú vodu zostali v prevádzke počas výpadku.

Hybridný systém stojí viac ako systém viazaný na sieť. Za peniaze navyše sa kupujú dve možnosti: záložné napájanie počas výpadkov a cenová arbitráž. Či sa to oplatí, závisí od toho, ako často dochádza k výpadkom lokálne a od vašej tarify za elektrinu.
 

4. Čisté jednosmerné solárne systémy: jednosmerný prúd bez inverzie

Ako to funguje

Jednosmerný prúd z panelov sa nepremieňa na striedavý prúd. Ide priamo do jednosmerných záťaží. Niektoré systémy obsahujú batériu a ovládač a niektoré nemajú žiadnu batériu: keď svieti slnko, záťaž beží, a keď nesvieti, záťaž sa zastaví.

Z čoho pozostáva

Solárne panely

DC regulátor(potrebné iba v systémoch s batériou)

Batéria(voliteľné)

DC záťaže:LED svetlá, jednosmerné vodné čerpadlá, jednosmerné ventilátory, kamery a podobné zariadenia

Bez meniča je štruktúra najjednoduchšia zo štyroch a je tu o jeden krok konverzie menej, v ktorom sa stráca energia.

Kde sa to hodí

Miesta, kde je záťaž sama o sebe jednosmerná, výkon je malý a zariadenie je rozmiestnené: solárne pouličné osvetlenie, záhradné osvetlenie, solárne vodné čerpadlá, zavlažovanie fariem, dopravné signály a sledovacie zariadenia a malé komunikačné zariadenia.

Príklady a odporúčania

Solárne pouličné osvetlenie:bežnou konfiguráciou je panel s niekoľkými desiatkami wattov, lítiová batéria a ovládač. Svetlo sa automaticky zapne v noci a nie je potrebná žiadna kabeláž.

Solárne čerpadlo na vodu:panely poháňajú priamo jednosmerné čerpadlo. Čím silnejšie je slnečné žiarenie počas dňa, tým viac vody sa prečerpá do akumulačnej nádrže na neskoršie použitie. Môžete vynechať batériu a ušetriť značné náklady.

Jeho limity sú jasné. Nemôže priamo napájať bežné domáce spotrebiče striedavého prúdu a úroveň výkonu nemôže byť príliš veľká.

5. Ako si vybrať medzi štyrmi systémami

Prejdite si tieto otázky v tomto poradí:

Je tam mriežka?Ak nie, zvoľte off-grid alebo čistý DC. Ak áno, prejdite na ďalšiu otázku.

Ako veľmi by bol výpadok?Ak veľa, zvoľte hybridný systém. Ak nie veľa, zvoľte mriežkované.

Sú vaše záťaže AC spotrebiče alebo DC záťaže?Ak potrebujete napájať iba jednosmerné záťaže, ako sú pouličné osvetlenie alebo čerpadlá, stačí čistý jednosmerný prúd.

Aký je váš rozpočet?Pri rovnakej solárnej kapacite je sieťová sieť najlacnejšia. Hybridné a off-grid systémy zvyšujú náklady na batérie.

FAQ

Otázka: Prečo systém napojený na sieť nefunguje počas výpadku prúdu?Pretože menič má ochranu proti ostrovčeku. Ak by systém naďalej dodával energiu do mŕtvej siete, ohrozil by pracovníkov verejných služieb vykonávajúcich opravy, takže sa musí automaticky odpojiť. Ak chcete napájanie počas výpadkov, zvoľte hybridný systém.

Otázka: Dá sa systém off-grid zmeniť na hybridný systém neskôr?Áno, ale závisí to od existujúceho vybavenia. Ak pôvodný systém používa invertor mimo siete, zvyčajne sa musí nahradiť hybridným invertorom. Panely a montážna konštrukcia môžu byť vo všeobecnosti znovu použité.

Otázka: Je čistý DC systém energeticky efektívnejší ako AC systém?Stratí menej energie, pretože nedochádza k inverzii, ale iba ak je záťaž už jednosmerným zariadením. Nákup jednosmerných spotrebičov len preto, aby ste ušetrili straty pri konverzii, zvyčajne stojí viac, ako ušetrí.

Otázka: Ktorý typ je pre domácnosť najvýhodnejší?Ak je sieť stabilná a niekto je doma a využíva energiu počas dňa, najlepšou hodnotou je pripojenie k sieti. Ak sú výpadky časté alebo je rozdiel medzi špičkovými a mimošpičkovými cenami veľký, zvážte hybridný systém. Návratnosť závisí od miestnych cien elektriny, motivačných politík a vášho skutočného využitia, preto požiadajte kvalifikovaného miestneho inštalatéra o odhad.