Að skilja sólkerfi utan nets: leið þín til orkusjálfstæðis

Í heimi sem leggur sífellt meiri áherslu á sjálfbærni og orkusjálfstæði, hafa sólkerfi utan netkerfis orðið vinsæl lausn fyrir þá sem vilja aftengjast hefðbundnum orkugjöfum. En hvað nákvæmlega er sólkerfi utan nets og hvernig virkar það? Þessi grein mun leiða þig í gegnum grundvallaratriðin, allt frá nauðsynlegum hlutum til hönnunaráskorana og skrefanna til að ná algjörlega utan nets lífsstíls.

Hvað er sólkerfi utan nets?

Sólkerfi utan nets er endurnýjanleg orkulausn sem gerir þér kleift að framleiða rafmagn sjálfstætt, án þess að treysta á raforkukerfið. Þessi tegund kerfis er sérstaklega gagnleg á afskekktum svæðum þar sem tenging við netið er ekki framkvæmanleg eða fyrir einstaklinga sem vilja sjálfbjarga í orkunotkun sinni.

Ólíkt nettengdum kerfum, sem fæða umframafl aftur inn í netið, geymir kerfi utan netkerfis alla ónotaða orku í rafhlöðum til síðari notkunar. Þetta þýðir að þú getur haft kraft jafnvel þegar sólin skín ekki, eins og á nóttunni eða á skýjuðum dögum.

Hvernig sólkerfi án netkerfis virka

Sólkerfi utan nets starfa með því að breyta sólarljósi í rafmagn með því að nota sólarplötur. Rafmagnið sem myndast er síðan geymt í rafhlöðum og stjórnað af inverter, sem breytir jafnstraumnum (DC) sem myndast af spjöldum í riðstraum (AC) sem notuð eru af flestum heimilistækjum.

Lykilþættir sólkerfis utan nets

Skilningur á íhlutum sólkerfis utan nets er lykilatriði til að setja upp áreiðanlegt og skilvirkt kerfi. Hver hluti gegnir mikilvægu hlutverki við að tryggja að heimili þitt hafi stöðugt framboð af rafmagni.

Sólarplötur

Sólarplötur eru þekktasti hluti hvers sólkerfis. Þessar spjöld fanga sólarljós og breyta því í rafmagn. Fjöldi og skilvirkni spjaldanna ákvarðar hversu mikla orku kerfið þitt getur framleitt.

Rafhlöður

Rafhlöður eru burðarás sólkerfis utan nets. Þeir geyma rafmagnið sem myndast af sólarrafhlöðunum svo þú getir notað það þegar sólin skín ekki. Það eru mismunandi gerðir af rafhlöðum í boði, þar sem litíumjónarafhlöður eru skilvirkustu og endingargóðustu.

Inverter

Inverterinn er ábyrgur fyrir því að breyta DC rafmagninu sem framleitt er af sólarrafhlöðunum í AC rafmagn, sem hægt er að nota til að knýja heimilistækin þín. Án inverter væri rafmagnið sem framleitt er af sólarrafhlöðum þínum ekki samhæft við heimilistæki þín.

Hleðslu stjórnandi

Hleðslutýringin stjórnar spennu og straumi sem kemur frá sólarrafhlöðum í rafhlöðurnar. Það tryggir að rafhlöðurnar séu hlaðnar á skilvirkan hátt og kemur í veg fyrir að þær séu ofhlaðnar, sem getur skemmt þær.

Áskoranir við að hanna sólkerfi utan nets

Að hanna sólkerfi utan netkerfis fylgir eigin áskorunum. Þetta felur í sér að velja réttu íhlutina, tryggja samhæfni á milli þeirra og uppfylla orkuþörf þína án þess að treysta á netið.

Að samþætta invertera og rafhlöður

Einn af erfiðustu þáttunum við að hanna sólkerfi utan nets er að samþætta inverter og rafhlöður á áhrifaríkan hátt. Þessir íhlutir verða að vinna saman óaðfinnanlega til að veita áreiðanlega orkuveitu.

Powerwall Tesla

Powerwall Tesla er vinsæll kostur fyrir húseigendur sem vilja einfalda samþættingarferlið. Þessi allt-í-einn lausn sameinar rafhlöðu, inverter og orkustjórnunarkerfi í eina einingu, gerir uppsetningu auðveldari og dregur úr þörfinni fyrir marga íhluti.

Powerwall er hannaður til að vinna óaðfinnanlega með sólarrafhlöðum, geyma umframorku sem myndast á daginn og gera hana aðgengilega þegar þörf krefur. Þetta dregur úr flókinni uppsetningu og lágmarkar hættuna á samhæfisvandamálum milli mismunandi íhluta.

OKEPS samþætt kerfi

Annar frábær kostur til að einfalda hönnun og uppsetningu sólkerfis utan nets er OKEPS samþætta kerfið. Eins og Powerwall Tesla býður OKEPS upp á allt-í-einn lausn sem inniheldur rafhlöðu, inverter og aðra nauðsynlega íhluti.

Einn af helstu kostum OKEPS kerfa er auðveld uppsetning þeirra. Vegna þess að allir íhlutirnir eru hannaðir til að vinna saman er uppsetningarferlið einfalt og minni þörf er á að leysa úr samhæfnisvandamálum. Að auki eru OKEPS kerfi þekkt fyrir áreiðanleika og endingu, sem gerir þau að traustu vali fyrir þá sem vilja fjárfesta í langtímalausn utan nets.

Fyrir frekari upplýsingar um OKEPS samþætt kerfi, skoðaðu ítarlega vörusíðu þeirrahér.

Hvernig á að velja rétta sólkerfið utan nets

Að velja rétta sólkerfið utan nets felur í sér að skilja orkuþörf þína, ákvarða rétta stærð kerfisins og velja viðeigandi íhluti. Hér að neðan munum við ræða algeng tilvik, útvega útreikningsformúlur og bjóða upp á ráðlagðar áætlanir til að hjálpa þér að taka bestu ákvörðunina.

Að meta orkunotkun heimilis þíns

Fyrsta skrefið í því að velja rétta sólkerfið utan nets er að reikna út orkunotkun heimilisins. Þetta mun gefa þér hugmynd um hversu mikla orku kerfið þitt þarf að framleiða og geyma til að mæta daglegum þörfum þínum.

Algengt mál: Meðalorkunotkun heimilisins

Við skulum íhuga dæmigert heimili sem notar 30 kWh (kílóvattstundir) á dag. Þetta heimili gæti verið með venjuleg tæki eins og ísskáp, þvottavél, ljós og sjónvarp.

Útreikningsformúla: Dagleg orkunotkun

Til að reikna út daglega orkunotkun þína:

$\text{Heildarorkunotkun á dag (kWh)}=\text{Summa orkunotkunar hvers tækis (kWh)}$

Til dæmis:

• Ísskápur: 1,5 kWh/dag
• Þvottavél: 0,5 kWh/notkun, notað 3 sinnum í viku =0,5×37=0,21\frac{0,5 \times 3}{7} = 0,2170,5×3.=0,21kWh/dag
• Lýsing: 0,6 kWh/dag
• sjónvarp: 0,3 kWh/dag

Samtals:$1.5+\mathrm{0,21}+\mathrm{0,6}+0.3=\mathrm{2,61}$kWh/dag fyrir bara þessi tæki.

Hins vegar, ef þú bætir við hitun, kælingu og öðrum tækjum, gætirðu náð að meðaltali 30 kWh/dag.

Að velja rétta rafhlöðugeymsluna

Þegar þú hefur ákveðið daglega orkunotkun þína er næsta skref að velja rétta rafhlöðugeymsluna. Rafhlaðan þarf að vera nógu stór til að geyma orku í marga daga þegar minna sólarljós er.

Algengt mál: 2-3 dagar sjálfræðis

Til að tryggja áreiðanlega aflgjafa, sérstaklega á tímabilum með litlu sólarljósi, er algeng ráðlegging að stærð rafhlöðugeymslunnar fyrir 2-3 daga sjálfræði (fjöldi daga sem rafhlaðan getur veitt orku án þess að fá inntak frá sólarrafhlöðunum).

Útreikningsformúla: Rafhlöðugeta (kWh)

$\text{Rafhlöðugeta (kWh)}=\text{Dagleg orkunotkun (kWh)}\times \text{Dagar sjálfstjórnar}$

Fyrir heimili sem notar 30 kWh/dag með 2 daga sjálfræði:

$\text{Rafhlöðugeta}=30\text{kWh/dag}\times 2\text{daga}=60\text{kWh}$

Mælt er með rafhlöðuáætlun

Fyrir ofangreint dæmi væri mælt með litíumjónarafhlöðubanka með heildargetu upp á 60 kWh. Ef þú velur Powerwall Tesla, sem hefur 13,5 kWh afkastagetu á hverja einingu, þá þarftu um það bil 5 einingar:

Fjöldi Powerwalls=60 kWh13,5 kWh/einingu≈4,4 einingar\text{Fjöldi Powerwalls} = \frac{60 \text{ kWh}}{13,5 \text{ kWh/eining}} \u.þ.b. 4,4 \text{ einingar}Fjöldi Powerwalls=13.5kWh/einingu60kWh.≈4.4einingar

Þannig myndu 5 Powerwalls veita nauðsynlega geymslu.

Ákvörðun um hámarksaflþörf heimilis þíns

Það er líka mikilvægt að huga að hámarksafli heimilisins þíns gæti tekið á hverri stundu, sérstaklega þegar nokkur háafltæki eru í notkun samtímis.

Algengt tilvik: Samtímis notkun tækja

Til dæmis, ef þú ert að keyra loftræstingu (3.500 vött), ísskáp (800 vött) og örbylgjuofn (1.200 vött) á sama tíma, væri hámarksaflsþörfin þín:

$\text{Hámarksafl (W)}=3500\text{IN}+800\text{IN}+1200\text{IN}=5,500\text{IN}$

Mælt er með Inverter stærð

Inverterinn þinn ætti að geta séð um þetta hámarksálag. 6 kW inverter væri hentugur kostur í þessu tilfelli til að mæta hámarkseftirspurn.

Mat á lausu rými fyrir sólarplötur

Næsta skref er að meta plássið sem er í boði til að setja upp sólarrafhlöður og ákvarða hversu mörg spjöld þú þarft til að framleiða nægilega orku.

Algengt mál: Takmörkun á þakrými

Gerum ráð fyrir að þakið þitt hafi 300 ferfeta af nothæfu rými og þú ætlar að nota venjulegar sólarplötur sem framleiða um 350 wött hver og mæla um 17,5 ferfeta.

Reikniformúla: Fjöldi spjalda

Fjöldi spjalda=Dagleg orkunotkun (kWh)Orka framleidd á pallborð á dag (kWh)\text{Fjöldi spjalda} = \frac{\text{Dagleg orkunotkun (kWh)}}{\text{Orka framleidd á pallborð á dag (kWh)}}Fjöldi spjalda=Orka framleidd á pallborð á dag (kWh)Dagleg orkunotkun (kWh).

Til að reikna út orku sem framleidd er á spjaldið:

1. Gerðu ráð fyrir 5 klukkustundum af hámarks sólarljósi á dag.
2. Hvert 350W spjaldið framleiðir$350\text{IN}\times 5\text{klukkustundir}=\mathrm{1,75}\text{kWh/dag}$.

Ef þú þarft 30 kWh/dag:

Fjöldi spjalda=30 kWh1,75 kWh/panel≈17,1 panels\text{Fjöldi spjalda} = \frac{30 \text{ kWh}}{1,75 \text{ kWh/panel}} \u.þ.b. 17,1 \text{ spjöld}Fjöldi spjalda=1,75kWh/panel30kWh.≈17.1spjöldum

Með 17 spjöldum myndirðu dekka orkuþörf þína og þetta myndi krefjast u.þ.b$17\times 17.5\text{fermetra}=\mathrm{297,5}\text{fermetra}$, bara innan tiltæks þakrýmis þíns.

Kostnaðarsjónarmið og lokatilmæli

Algengt mál: Fjárhagsáætlun vs hagkvæmni

Jafnvægi kostnaðar og hagkvæmni er lykilatriði. Til dæmis gætu skilvirkari spjöld (eins og frá SunPower) kostað meira en þurfa minna pláss. Aftur á móti, að velja ódýrari spjöld gæti þurft meira pláss eða fleiri spjöld til að mæta orkuþörf þinni.

Plan sem mælt er með

Fyrir heimili sem notar 30 kWh/dag:

• Rafhlöðugeymsla: 60 kWst geymslurými, td 5 Tesla Powerwalls.
• Sólarplötur: 17 spjöld á 350W hver, þurfa um 300 ferfeta pláss.
• Inverter: 6 kW inverter til að takast á við hámarksaflþörf.
• Kostnaður: Áætlað um $40.000 til $50.000 fyrir heilt kerfi, allt eftir gæðum íhluta og uppsetningarkostnaði.

Þetta kerfi myndi veita nægilegt afl fyrir flest dæmigerð heimili, sem tryggir að jafnvel á tímabilum með litlu sólarljósi, þú hefur næga orku geymd.