Nepriklausomų saulės energijos sistemų supratimas: jūsų kelias į energetinę nepriklausomybę

Pasaulyje, kuriame vis daugiau dėmesio skiriama tvarumui ir energetinei nepriklausomybei, neprijungtos saulės energijos sistemos tapo populiariu sprendimu tiems, kurie nori atsijungti nuo tradicinių energijos šaltinių. Bet kas tiksliai yra saulės sistema be tinklo ir kaip ji veikia? Šiame straipsnyje sužinosite apie pagrindinius dalykus, nuo esminių komponentų iki projektavimo iššūkių ir žingsnių, kaip pasiekti visiškai neprijungtą prie tinklo.

Kas yra išjungta saulės sistema?

Išjungta saulės sistema yra atsinaujinančios energijos sprendimas, leidžiantis gaminti elektros energiją savarankiškai, nepasikliaujant elektros tinklu. Tokio tipo sistemos ypač naudingos atokiose vietovėse, kur neįmanoma prisijungti prie tinklo, arba asmenims, norintiems apsirūpinti savo energijos vartojimu.

Skirtingai nuo su tinklu susietų sistemų, kurios perteklinę energiją tiekia atgal į tinklą, išjungta sistema visą nepanaudotą energiją kaupia baterijose, kad būtų galima naudoti vėliau. Tai reiškia, kad galite turėti energijos net tada, kai nešviečia saulė, pavyzdžiui, naktį arba debesuotomis dienomis.

Kaip veikia išorinės saulės sistemos

Ne tinkle esančios saulės energijos sistemos veikia paverčiant saulės šviesą į elektros energiją naudojant saulės baterijas. Tada pagaminta elektros energija kaupiama baterijose ir valdoma keitiklio, kuris plokščių gaminamą nuolatinę srovę (DC) paverčia kintamąja srove (AC), kurią naudoja dauguma buitinių prietaisų.

Pagrindiniai išorinės saulės sistemos komponentai

Norint sukurti patikimą ir efektyvią sistemą, labai svarbu suprasti ne tinkle esančios saulės sistemos komponentus. Kiekviena dalis atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį užtikrinant, kad jūsų namuose būtų nuolatinis elektros tiekimas.

Saulės baterijos

Saulės baterijos yra labiausiai atpažįstama bet kurios saulės sistemos dalis. Šios plokštės sulaiko saulės šviesą ir paverčia ją elektra. Jūsų skydų skaičius ir efektyvumas lemia, kiek energijos gali pagaminti jūsų sistema.

Baterijos

Baterijos yra išjungtos saulės sistemos pagrindas. Jie kaupia saulės baterijų pagamintą elektros energiją, kad galėtumėte ją naudoti, kai saulė nešviečia. Yra įvairių tipų baterijų, iš kurių ličio jonų baterijos yra efektyviausios ir ilgaamžiškiausios.

Inverteris

Inverteris yra atsakingas už saulės kolektorių pagamintos nuolatinės srovės elektros energijos pavertimą kintamosios srovės elektra, kuri gali būti naudojama jūsų buitiniams prietaisams maitinti. Be keitiklio jūsų saulės baterijų generuojama elektros energija nebūtų suderinama su jūsų buitiniais prietaisais.

Įkrovimo valdiklis

Įkrovimo valdiklis reguliuoja įtampą ir srovę, patenkančią iš saulės baterijų į baterijas. Tai užtikrina efektyvų baterijų įkrovimą ir neleidžia jiems perkrauti, o tai gali sugadinti.

Iššūkiai projektuojant saulės sistemą be tinklo

Ne tinklo saulės sistemos projektavimas turi savo iššūkių. Tai apima tinkamų komponentų parinkimą, suderinamumo užtikrinimą ir energijos poreikių patenkinimą nepasikliaujant tinklu.

Inverterių ir baterijų integravimas

Vienas iš sudėtingiausių aspektų kuriant ne tinkle esančią saulės energijos sistemą yra veiksmingas keitiklio ir baterijų integravimas. Šie komponentai turi sklandžiai veikti kartu, kad būtų užtikrintas patikimas energijos tiekimas.

Tesla Powerwall

„Tesla“ „Powerwall“ yra populiarus pasirinkimas namų savininkams, norintiems supaprastinti integravimo procesą. Šis „viskas viename“ sprendimas sujungia bateriją, keitiklį ir energijos valdymo sistemą į vieną įrenginį, palengvindamas montavimą ir sumažindamas kelių komponentų poreikį.

„Powerwall“ sukurta taip, kad sklandžiai veiktų su saulės baterijomis, kaupia per dieną sugeneruotą energijos perteklių ir, kai reikia, tampa prieinama. Tai sumažina diegimo sudėtingumą ir sumažina skirtingų komponentų suderinamumo problemų riziką.

OKEPS integruotos sistemos

Dar viena puiki galimybė supaprastinti saulės energijos sistemos projektavimą ir įrengimą, neprijungtą prie tinklo, yra integruota OKEPS sistema. Kaip ir Tesla Powerwall, OKEPS siūlo viską viename sprendimą, į kurį įeina baterija, keitiklis ir kiti reikalingi komponentai.

Vienas iš pagrindinių OKEPS sistemų privalumų yra jų įrengimo paprastumas. Kadangi visi komponentai yra sukurti veikti kartu, diegimo procesas yra nesudėtingas ir nereikia šalinti suderinamumo problemų. Be to, OKEPS sistemos yra žinomos dėl savo patikimumo ir ilgaamžiškumo, todėl jos yra tvirtas pasirinkimas tiems, kurie nori investuoti į ilgalaikį sprendimą be tinklo.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie OKEPS integruotas sistemas, peržiūrėkite jų išsamų gaminio puslapįčia.

Kaip išsirinkti tinkamą saulės sistemą be tinklo

Norint pasirinkti tinkamą saulės energijos sistemą be tinklo, reikia suprasti savo energijos poreikius, nustatyti tinkamą sistemos dydį ir pasirinkti tinkamus komponentus. Toliau aptarsime dažniausiai pasitaikančius atvejus, pateiksime skaičiavimo formules ir pasiūlysime rekomenduojamus planus, kurie padės priimti geriausią sprendimą.

Jūsų namų energijos suvartojimo įvertinimas

Pirmasis žingsnis renkantis tinkamą saulės energijos sistemą, neprijungtą prie tinklo, yra apskaičiuoti energijos suvartojimą namuose. Tai suteiks jums supratimą, kiek energijos jūsų sistemai reikia generuoti ir sukaupti, kad atitiktų jūsų kasdienius poreikius.

Dažnas atvejis: vidutinis namų ūkio energijos suvartojimas

Panagrinėkime tipišką namų ūkį, kuris sunaudoja 30 kWh (kilovatvalandžių) per dieną. Šiame namų ūkyje gali būti standartinių prietaisų, tokių kaip šaldytuvas, skalbimo mašina, šviestuvai ir televizorius.

Skaičiavimo formulė: Kasdienis energijos suvartojimas

Norėdami apskaičiuoti savo dienos energijos suvartojimą:

$\text{Bendras dienos energijos suvartojimas (kWh)}=\text{Kiekvieno prietaiso energijos suvartojimo suma (kWh)}$

Pavyzdžiui:

• Šaldytuvas: 1,5 kWh/dieną
• Skalbimo mašina: 0,5 kWh/naudojimas, naudojamas 3 kartus per savaitę =0,5 × 37 = 0,21\frak{0,5 \karto 3}{7} = 0,2170.5×3,=0.21kWh/dieną
• Apšvietimas: 0,6 kWh/para
• televizorius: 0,3 kWh/parą

Iš viso:$1.5+0.21+0.6+0.3=2.61$kWh per dieną tik šiems prietaisams.

Tačiau jei pridėsite šildymo, vėsinimo ir kitus prietaisus, galite pasiekti vidutiniškai 30 kWh per dieną.

Tinkamos baterijos saugyklos pasirinkimas

Kai nustatote savo dienos energijos suvartojimą, kitas žingsnis yra pasirinkti tinkamą akumuliatoriaus saugyklą. Akumuliatoriaus talpa turi būti pakankamai didelė, kad galėtų kaupti energiją kelias dienas, kai saulės šviesos mažiau.

Dažnas atvejis: 2–3 autonomijos dienos

Norint užtikrinti patikimą maitinimo šaltinį, ypač esant mažai saulės šviesos, įprastas patarimas yra skirti akumuliatoriaus saugyklą 2–3 autonomijos dienoms (dienų skaičius, kurį baterija gali tiekti energiją negaudama įvesties iš saulės kolektorių).

Skaičiavimo formulė: akumuliatoriaus talpa (kWh)

$\text{Akumuliatoriaus talpa (kWh)}=\text{Kasdienis energijos suvartojimas (kWh)}\times \text{Autonomijos dienos}$

Namų ūkiui, naudojančiam 30 kWh per dieną ir 2 dienas autonomiškai:

$\text{Baterijos talpa}=30\text{kWh/dieną}\times 2\text{dienų}=60\text{kWh}$

Rekomenduojamas akumuliatoriaus planas

Aukščiau pateiktame pavyzdyje būtų rekomenduojamas ličio jonų akumuliatorių bankas, kurio bendra talpa yra 60 kWh. Jei pasirinksite Tesla Powerwall, kurios galia yra 13,5 kWh vienam vienetui, jums reikės maždaug 5 vienetų:

Galios sienelių skaičius = 60 kWh 13,5 kWh / vienetas ≈ 4,4 vnt.\text{Galios sienelių skaičius} = \frac{60 \text{ kWh}}{13,5 \text{ kWh/vnt.}} \apie 4,4 \tekstas{ vienetai}Powerwalls skaičius=13.5kWh/vnt60kWh,≈4.4vienetų

Taigi, 5 „Powerwall“ suteiktų reikiamą saugyklą.

Jūsų namų didžiausio galios poreikio nustatymas

Taip pat labai svarbu atsižvelgti į didžiausią galią, kurią jūsų namų ūkis gali sunaudoti bet kuriuo metu, ypač kai vienu metu naudojami keli didelės galios prietaisai.

Dažnas atvejis: prietaisų naudojimas vienu metu

Pavyzdžiui, jei tuo pačiu metu naudojate oro kondicionierių (3 500 vatų), šaldytuvą (800 vatų) ir mikrobangų krosnelę (1 200 vatų), didžiausios galios poreikis būtų toks:

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

Rekomenduojamas keitiklio dydis

Jūsų keitiklis turėtų atlaikyti šią didžiausią apkrovą. Šiuo atveju 6 kW inverteris būtų tinkamas pasirinkimas, kad būtų patenkinta didžiausia paklausa.

Įvertiname laisvą vietą saulės kolektoriams

Kitas žingsnis – įvertinti saulės kolektorių įrengimui skirtą erdvę ir nustatyti, kiek plokščių reikia, kad pagamintumėte pakankamai energijos.

Dažnas atvejis: stogo erdvės apribojimas

Tarkime, kad jūsų stoge yra 300 kvadratinių pėdų naudingos erdvės, o jūs planuojate naudoti standartines saulės baterijas, kurių kiekviena generuoja apie 350 vatų ir yra apie 17,5 kvadratinių pėdų.

Skaičiavimo formulė: Skydelių skaičius

Skydų skaičius = Kasdienis energijos suvartojimas (kWh) Energija, pagaminta viename skydelyje per dieną (kWh)\text{Skydelių skaičius} = \frac{\text{Kasdienis energijos suvartojimas (kWh)}}{\text{Pagrindo per dieną pagaminama energija (kWh)}}Skydelių skaičius=Vieno skydelio per dieną pagaminta energija (kWh)Kasdienis energijos suvartojimas (kWh),

Norėdami apskaičiuoti vieno skydo pagamintą energiją:

1. Tarkime, kad 5 valandos didžiausios saulės šviesos per dieną.
2. Kiekviena 350 W plokštė generuoja$350\text{IN}\times 5\text{valandų}=1.75\text{kWh/dieną}$.

Jei jums reikia 30 kWh per dieną:

Skydelių skaičius = 30 kWh 1,75 kWh / skydelis ≈ 17,1 plokštės\text{Skydelių skaičius} = \frac{30 \text{ kWh}}{1,75 \text{ kWh/panel}} \apie 17,1 \text{ panels}Skydelių skaičius=1.75kWh/panelis30kWh,≈17.1plokštės

Turėdami 17 plokščių, patenkinsite savo energijos poreikius, o tam reikėtų maždaug$17\times 17.5\text{kvadratinių pėdų}=\mathrm{297,5}\text{kvadratinių pėdų}$, tik jūsų turimoje stogo vietoje.

Išlaidų svarstymai ir galutinė rekomendacija

Dažnas atvejis: biudžetas ir efektyvumas

Svarbiausia yra suderinti išlaidas ir efektyvumą. Pavyzdžiui, efektyvesnės plokštės (pvz., „SunPower“) gali kainuoti daugiau, tačiau užtruks mažiau vietos. Ir atvirkščiai, renkantis pigesnes plokštes gali prireikti daugiau vietos arba daugiau plokščių, kad būtų patenkinti jūsų energijos poreikiai.

Rekomenduojamas planas

Namų ūkiui naudojant 30 kWh per dieną:

• Baterijos saugykla: 60 kWh saugyklos, pvz., 5 Tesla Powerwalls.
• Saulės baterijos: 17 plokščių po 350 W, kurioms reikia apie 300 kvadratinių pėdų vietos.
• Inverteris: 6 kW keitiklis, patenkinantis didžiausios galios reikalavimus.
• Kaina: Apytiksliai nuo 40 000 iki 50 000 USD už visą sistemą, priklausomai nuo komponentų kokybės ir montavimo išlaidų.

Ši sistema aprūpintų pakankamai energijos daugumai tipiškų namų ūkių, užtikrinant, kad net ir esant mažai saulės šviesos, būtų sukaupta pakankamai energijos.