Тордан тыс күн жүйелерін түсіну: сіздің энергетикалық тәуелсіздікке жол

Тұрақтылық пен энергетикалық тәуелсіздікке көбірек назар аударылған әлемде желіден тыс күн жүйелері дәстүрлі қуат көздерінен ажыратуды қалайтындар үшін танымал шешім болды. Бірақ желіден тыс күн жүйесі дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді? Бұл мақала сізге негізгі құрамдас бөліктерден бастап дизайн мәселелеріне дейін және толығымен желіден тыс өмір салтына жету қадамдарына дейін негіздерді бағыттайды.

Тордан тыс күн жүйесі дегеніміз не?

Желіден тыс күн жүйесі - бұл электр желісіне сенбей, электр энергиясын дербес өндіруге мүмкіндік беретін жаңартылатын энергия шешімі. Жүйенің бұл түрі әсіресе желіге қосылу мүмкін емес шалғай аудандарда немесе энергияны тұтынуда өзін-өзі қамтамасыз етуді қалайтын адамдар үшін тиімді.

Артық қуатты желіге қайтаратын желіге қосылған жүйелерден айырмашылығы, желіден тыс жүйе пайдаланылмаған энергияны кейінірек пайдалану үшін батареяларда сақтайды. Бұл түнде немесе бұлтты күндер сияқты күн жарқырамаған кезде де қуат аласыз дегенді білдіреді.

Тордан тыс күн жүйелері қалай жұмыс істейді

Тордан тыс күн жүйелері күн сәулесін күн панельдері арқылы электр энергиясына түрлендіру арқылы жұмыс істейді. Содан кейін өндірілген электр энергиясы батареяларда сақталады және инвертор арқылы басқарылады, ол панельдер шығаратын тұрақты токты (тұрақты ток) көптеген тұрмыстық құрылғылар пайдаланатын айнымалы токқа (AC) түрлендіреді.

Тордан тыс күн жүйесінің негізгі компоненттері

Тордан тыс күн жүйесінің құрамдастарын түсіну сенімді және тиімді жүйені құру үшін өте маңызды. Әрбір бөлік үйіңіздің тұрақты электр қуатымен қамтамасыз етілуін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады.

Күн панельдері

Күн панельдері кез келген күн жүйесінің ең танымал бөлігі болып табылады. Бұл панельдер күн сәулесін түсіріп, оны электр энергиясына айналдырады. Панельдердің саны мен тиімділігі жүйеңіздің қанша энергия өндіре алатынын анықтайды.

Батареялар

Батареялар желіден тыс күн жүйесінің негізі болып табылады. Олар күн батареялары өндіретін электр энергиясын сақтайды, осылайша сіз оны күн жарқырамаған кезде пайдалана аласыз. Литий-ионды батареялар ең тиімді және ұзақ қызмет ететін батареялардың әртүрлі түрлері бар.

Инвертор

Инвертор күн панельдері өндіретін тұрақты токты тұрмыстық техниканы қуаттандыру үшін пайдалануға болатын айнымалы токқа түрлендіруге жауапты. Инверторсыз күн батареялары өндіретін электр энергиясы тұрмыстық құрылғылармен үйлесімді болмайды.

Зарядтау контроллері

Зарядтау реттегіші күн батареяларынан батареяларға түсетін кернеу мен токты реттейді. Ол батареялардың тиімді зарядталуын қамтамасыз етеді және оларды зақымдауы мүмкін шамадан тыс зарядталуын болдырмайды.

Тордан тыс күн жүйесін жобалаудағы қиындықтар

Тордан тыс күн жүйесін жобалаудың өзіндік қиындықтары бар. Оларға дұрыс құрамдастарды таңдау, олардың арасындағы үйлесімділікті қамтамасыз ету және желіге сенбестен қуат қажеттіліктерін қанағаттандыру кіреді.

Инверторлар мен батареяларды біріктіру

Тордан тыс күн жүйесін жобалаудың ең күрделі аспектілерінің бірі инвертор мен батареяларды тиімді біріктіру болып табылады. Бұл компоненттер сенімді қуат көзін қамтамасыз ету үшін үздіксіз бірге жұмыс істеуі керек.

Tesla Powerwall

Tesla Powerwall - интеграция процесін жеңілдетуді қалайтын үй иелері үшін танымал таңдау. Бұл біртұтас шешім батареяны, инверторды және энергияны басқару жүйесін бір блокқа біріктіріп, орнатуды жеңілдетеді және бірнеше құрамдастардың қажеттілігін азайтады.

Powerwall күн панельдерімен үздіксіз жұмыс істеуге арналған, күн ішінде өндірілген артық энергияны сақтайды және қажет болғанда оны қолжетімді етеді. Бұл орнатудың күрделілігін азайтады және әртүрлі құрамдас бөліктер арасындағы үйлесімділік мәселелерінің қаупін азайтады.

OKEPS біріктірілген жүйелері

Тордан тыс күн жүйесін жобалау мен орнатуды жеңілдетудің тағы бір тамаша нұсқасы - OKEPS интеграцияланған жүйесі. Tesla Powerwall сияқты, OKEPS аккумуляторды, инверторды және басқа қажетті компоненттерді қамтитын барлығы бір шешімді ұсынады.

OKEPS жүйелерінің негізгі артықшылықтарының бірі - орнатудың қарапайымдылығы. Барлық құрамдас бөліктер бірге жұмыс істеуге арналғандықтан, орнату процесі қарапайым және үйлесімділік мәселелерін шешудің қажеті шамалы. Сонымен қатар, OKEPS жүйелері сенімділігі мен ұзақ мерзімділігімен танымал, бұл оларды ұзақ мерзімді желіден тыс шешімге инвестиция салғысы келетіндер үшін сенімді таңдау жасайды.

OKEPS интеграцияланған жүйелері туралы қосымша ақпарат алу үшін олардың егжей-тегжейлі өнім бетін қараңызМұнда.

Оң желіден тыс күн жүйесін қалай таңдауға болады

Дұрыс желіден тыс күн жүйесін таңдау сіздің энергия қажеттіліктеріңізді түсінуді, жүйеңіздің дұрыс өлшемін анықтауды және сәйкес компоненттерді таңдауды қамтиды. Төменде біз жалпы жағдайларды талқылаймыз, есептеу формулаларын береміз және ең жақсы шешім қабылдауға көмектесетін ұсынылған жоспарларды ұсынамыз.

Үйіңіздің энергия тұтынуын бағалау

Дұрыс желіден тыс күн жүйесін таңдаудың бірінші қадамы - үйіңіздің энергия тұтынуын есептеу. Бұл сіздің жүйеңіздің күнделікті қажеттіліктеріңізді қанағаттандыру үшін қанша энергия өндіру және сақтау қажет екендігі туралы түсінік береді.

Жалпы жағдай: Тұрмыстық энергияны орташа пайдалану

Тәулігіне 30 кВт/сағ (киловатт-сағат) тұтынатын әдеттегі үй шаруашылығын қарастырайық. Бұл үйде тоңазытқыш, кір жуғыш машина, шамдар және теледидар сияқты стандартты құрылғылар болуы мүмкін.

Есептеу формуласы: Күнделікті энергия тұтынуы

Күнделікті энергия тұтынуды есептеу үшін:

$\text{Жалпы тәуліктік энергия тұтынуы (кВт/сағ)}=\text{Әрбір құрылғының энергияны тұтыну сомасы (кВт/сағ)}$

Мысалы:

• Тоңазытқыш: 1,5 кВт/сағ
• Кір жуғыш машина: 0,5 кВт/сағ, аптасына 3 рет пайдаланылады =0,5×37=0,21\frac{0,5 \рет 3}{7} = 0,2170,5×3.=0,21кВт/сағ
• Жарықтандыру: 0,6 кВт/сағ
• теледидар: 0,3 кВт/сағ

Барлығы:$1.5+\mathrm{0,21}+0.6+0.3=2.61$тек осы құрылғылар үшін кВт/сағат.

Дегенмен, жылыту, салқындату және басқа құрылғыларды қоссаңыз, орташа есеппен тәулігіне 30 кВт/сағ жетуіңіз мүмкін.

Батареяны дұрыс сақтау орнын таңдау

Күнделікті қуат тұтынуды анықтағаннан кейін келесі қадам дұрыс батарея сақтау орнын таңдау болып табылады. Батарея сыйымдылығы күн сәулесі аз болған кезде энергияны бірнеше күн бойы сақтау үшін жеткілікті үлкен болуы керек.

Жалпы жағдай: автономияның 2-3 күні

Сенімді қуат көзін қамтамасыз ету үшін, әсіресе күн сәулесі аз уақыттарда, жалпы ұсыныс аккумуляторды 2-3 күн автономияға (батарея күн панельдерінен кіріс алмай-ақ қуатпен қамтамасыз ете алатын күндер саны) өлшем беру болып табылады.

Есептеу формуласы: Батарея сыйымдылығы (кВт/сағ)

$\text{Батарея сыйымдылығы (кВт/сағ)}=\text{Күнделікті энергия тұтынуы (кВт/сағ)}\times \text{Автономия күндері}$

2 күн автономиямен тәулігіне 30 кВт/сағ пайдаланатын үй шаруашылығы үшін:

$\text{Батарея сыйымдылығы}=30\text{кВт/сағ}\times 2\text{күндер}=60\text{кВтсағ}$

Ұсынылатын батарея жоспары

Жоғарыда келтірілген мысал үшін жалпы сыйымдылығы 60 кВт/сағ литий-ионды аккумулятор банкі ұсынылады. Бірлігіне 13,5 кВт/сағ қуаттылығы бар Tesla Powerwall құрылғысын таңдасаңыз, сізге шамамен 5 бірлік қажет болады:

Powerwalls саны=60 кВтсағ13,5 кВт/бірлік≈4,4 бірлік\text{Қуат қабырғасының саны} = \frac{60 \text{ кВтсағ}}{13,5 \text{ kWh/unit}} \шамамен 4,4 \text{ бірлік}Powerwalls саны=13.5кВт/сағ60кВтсағ.≈4.4бірлік

Осылайша, 5 Powerwall қажетті сақтауды қамтамасыз етеді.

Сіздің үйіңіздің максималды қуат қажеттілігін анықтау

Сондай-ақ үй шаруашылығыңыздың кез келген уақытта алатын ең жоғары қуатын ескеру өте маңызды, әсіресе бірнеше жоғары ваттты құрылғылар бір уақытта пайдаланылғанда.

Жалпы жағдай: Құрылғыларды бір уақытта пайдалану

Мысалы, кондиционерді (3500 Вт), тоңазытқышты (800 Вт) және микротолқынды пешті (1200 Вт) бір уақытта іске қоссаңыз, ең жоғары қуат қажеттілігі:

$\text{Ең жоғары қуат (Вт)}=3500\text{IN}+800\text{IN}+1200\text{IN}=5,500\text{IN}$

Ұсынылатын инвертор өлшемі

Сіздің инверторыңыз осы ең жоғары жүктемені көтере алуы керек. Ең жоғары сұранысты қанағаттандыру үшін бұл жағдайда 6 кВт инвертор қолайлы таңдау болады.

Күн панельдері үшін қолжетімді кеңістікті бағалау

Келесі қадам - ​​күн панельдерін орнату үшін бос орынды бағалау және жеткілікті энергия өндіру үшін қанша панель қажет екенін анықтау.

Жалпы жағдай: шатырдың кеңістігін шектеу

Сіздің шатырыңызда 300 шаршы фут пайдалы кеңістік бар делік және сіз әрқайсысы шамамен 350 ватт өндіретін және шамамен 17,5 шаршы фут өлшейтін стандартты күн панельдерін пайдалануды жоспарлап отырсыз.

Есептеу формуласы: Панельдер саны

Панельдер саны=Тәуліктік қуат тұтыну (кВтсағ)Тәулігіне бір панельге өндірілетін энергия (кВтсағ)\text{Панельдер саны} = \frac{\text{Тәуліктік қуат тұтыну (кВтсағ)}}{\text{Тәулігіне бір панельге өндірілген энергия (кВтсағ)}}Панельдер саны=Тәулігіне бір панельге өндірілетін энергия (кВт/сағ)Күнделікті энергия тұтынуы (кВт/сағ).

Бір панельде өндірілетін энергияны есептеу үшін:

1. Күніне ең жоғары күн сәулесінің 5 сағатын есептеңіз.
2. Әрбір 350 Вт панель жасайды$350\text{IN}\times 5\text{сағат}=\mathrm{1,75}\text{кВт/сағ}$.

Тәулігіне 30 кВт/сағ қажет болса:

Панельдер саны=30 кВт/сағ1,75 кВт/панель≈17,1 панель\text{Панельдер саны} = \frac{30 \text{ kWh}}{1,75 \text{ kWh/panel}} \шамамен 17,1 \text{ панельдер}Панельдер саны=1,75кВт/сағ30кВтсағ.≈17.1панельдер

17 панель арқылы сіз энергия қажеттіліктеріңізді өтейсіз және бұл шамамен қажет болады$17\times 17.5\text{шаршы фут}=297.5\text{шаршы фут}$, бос шатыр кеңістігінде.

Құнды қарастыру және қорытынды ұсыныс

Жалпы жағдай: бюджет пен тиімділік

Құндылық пен тиімділікті теңестіру маңызды. Мысалы, тиімдірек панельдер (SunPower сияқты) қымбатырақ болуы мүмкін, бірақ аз орын қажет етеді. Керісінше, арзанырақ панельдерді таңдау қуат қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін көбірек орын немесе көбірек панельдерді қажет етуі мүмкін.

Ұсынылатын жоспар

Тәулігіне 30 кВт/сағ тұтынатын үй шаруашылығы үшін:

• Батареяны сақтау: 60 кВт/сағ сақтау орны, мысалы, 5 Tesla Powerwall.
• Күн панельдері: әрқайсысы 350 Вт болатын 17 панель, шамамен 300 шаршы фут кеңістік қажет.
• Инвертор: 6 кВт инвертор ең жоғары қуат талаптарын орындау үшін.
• Құны: Құрамдас бөліктердің сапасы мен орнату шығындарына байланысты толық жүйе үшін шамамен $40 000 - $ 50 000 шамасында бағаланады.

Бұл жүйе әдеттегі үй шаруашылықтарының көпшілігін жеткілікті қуатпен қамтамасыз етіп, күн сәулесі аз болған кезде де жеткілікті қуат жинақталғанын қамтамасыз етеді.