Сүлжээнээс гадуурх нарны системийг ойлгох нь: Таны эрчим хүчний бие даасан байдалд хүрэх зам

Тогтвортой байдал, эрчим хүчний хараат бус байдалд улам бүр анхаарал хандуулж байгаа энэ үед сүлжээнээс гадуурх нарны систем нь уламжлалт эрчим хүчний эх үүсвэрээс салахыг хүсч буй хүмүүсийн түгээмэл шийдэл болсон. Гэхдээ сүлжээнээс гадуур нарны систем гэж яг юу вэ, энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ? Энэхүү нийтлэл нь үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс эхлээд дизайны сорилтууд болон сүлжээнээс бүрэн хамааралгүй амьдралын хэв маягт хүрэх алхмуудыг судлахад чиглүүлэх болно.

Сүлжээнээс гадуур нарны систем гэж юу вэ?

Сүлжээнээс гадуурх нарны систем нь эрчим хүчний сүлжээнд найдахгүйгээр бие даан эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжийг олгодог сэргээгдэх эрчим хүчний шийдэл юм. Энэ төрлийн систем нь сүлжээнд холбогдох боломжгүй алслагдсан бүс нутагт эсвэл эрчим хүчний хэрэглээгээ бие даан хангахыг эрэлхийлж буй хүмүүст онцгой ач холбогдолтой юм.

Сүлжээнд холбогдсон системээс ялгаатай нь сүлжээнээс гадуурх систем нь ашиглагдаагүй эрчим хүчийг дараа нь ашиглахын тулд батерейнд хадгалдаг. Энэ нь та шөнийн цагаар, үүлэрхэг өдөр гэх мэт нар тусдаггүй үед ч эрчим хүчээ авах боломжтой гэсэн үг юм.

Нарны сүлжээнээс гадуурх системүүд хэрхэн ажилладаг

Сүлжээнээс гадуур нарны систем нарны хавтанг ашиглан нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргах замаар ажилладаг. Дараа нь үйлдвэрлэсэн цахилгааныг батерейнд хадгалж, инвертерээр удирддаг бөгөөд энэ нь самбараас үүссэн шууд гүйдлийг (DC) ихэнх гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд ашигладаг хувьсах гүйдэл (AC) болгон хувиргадаг.

Сүлжээнээс гадуурх нарны системийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Нарны сүлжээнээс гадуурх нарны системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ойлгох нь найдвартай, үр ашигтай системийг бий болгоход маш чухал юм. Хэсэг бүр нь таны гэрийг цахилгаан эрчим хүчээр хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Нарны хавтан

Нарны хавтангууд нь нарны системийн хамгийн танигдах хэсэг юм. Эдгээр хавтан нарны гэрлийг барьж, цахилгаан болгон хувиргадаг. Таны хавтангийн тоо, үр ашиг нь таны систем хэр их эрчим хүч үйлдвэрлэхийг тодорхойлдог.

Батерей

Батерей нь сүлжээнээс гадуур нарны системийн гол тулгуур юм. Тэд нарны хавтангаас гаргаж авсан цахилгааныг хадгалдаг тул нар тусахгүй үед ашиглах боломжтой. Өөр өөр төрлийн батерейнууд байдаг бөгөөд лити-ион батерейнууд нь хамгийн үр ашигтай, удаан эдэлгээтэй байдаг.

Инвертер

Инвертер нь нарны хавтангаас үйлдвэрлэсэн тогтмол гүйдлийн цахилгааныг хувьсах гүйдлийн цахилгаан болгон хувиргах үүрэгтэй бөгөөд энэ нь таны гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийг тэжээхэд ашиглагдана. Инвертер байхгүй бол нарны хавтангийн үйлдвэрлэсэн цахилгаан таны гэр ахуйн төхөөрөмжид тохирохгүй.

Цэнэглэгч хянагч

Цэнэглэгч хянагч нь нарны хавтангаас батарей руу ирэх хүчдэл, гүйдлийг зохицуулдаг. Энэ нь батерейг үр ашигтай цэнэглэж, хэт цэнэглэхээс сэргийлж, улмаар тэдгээрийг гэмтээж болно.

Сүлжээнээс гадуурх нарны системийг зохион бүтээхэд тулгарч буй бэрхшээлүүд

Сүлжээнээс гадуур нарны системийг зохион бүтээх нь өөрийн гэсэн сорилтуудыг дагуулдаг. Үүнд зөв бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох, тэдгээрийн хоорондын нийцтэй байдлыг хангах, эрчим хүчний хэрэгцээгээ цахилгаан сүлжээнд найдахгүйгээр хангах зэрэг орно.

Инвертер ба батерейг нэгтгэх

Сүлжээнээс гадуур нарны системийг зохион бүтээхэд тулгардаг хамгийн хэцүү асуудлуудын нэг бол инвертер болон батерейг үр дүнтэй нэгтгэх явдал юм. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь найдвартай эрчим хүчний хангамжийг хангахын тулд тасралтгүй хамтран ажиллах ёстой.

Теслагийн Powerwall

Теслагийн Powerwall нь интеграцийн үйл явцыг хялбарчлахыг хүсч буй байшингийн эздийн түгээмэл сонголт юм. Энэхүү нэгдмэл шийдэл нь зай, инвертер, эрчим хүчний удирдлагын системийг нэг нэгж болгон нэгтгэж, суурилуулалтыг хөнгөвчлөх, олон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэрэгцээг багасгадаг.

Powerwall нь нарны зайн хавтантай ямар ч саадгүй ажиллах, өдрийн цагаар үүссэн илүүдэл эрчим хүчийг хадгалах, шаардлагатай үед ашиглах боломжтой болгох зориулалттай. Энэ нь суулгацын нарийн төвөгтэй байдлыг бууруулж, өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын нийцтэй байдлын эрсдлийг бууруулдаг.

OKEPS нэгдсэн систем

Сүлжээнээс гадуурх нарны системийн дизайн, суурилуулалтыг хялбаршуулах өөр нэг гайхалтай сонголт бол OKEPS нэгдсэн систем юм. Теслагийн Powerwall-ийн нэгэн адил OKEPS нь зай, инвертер болон бусад шаардлагатай эд ангиудыг багтаасан цогц шийдлийг санал болгодог.

OKEPS системийн гол давуу талуудын нэг нь суулгахад хялбар байдаг. Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хамтдаа ажиллахаар бүтээгдсэн тул суулгах процесс нь энгийн бөгөөд нийцтэй байдлын асуудлыг шийдвэрлэх шаардлагагүй болно. Нэмж дурдахад, OKEPS системүүд найдвартай, бат бөх чанараараа алдартай бөгөөд энэ нь сүлжээнээс гадуур урт хугацааны шийдэлд хөрөнгө оруулахыг хүсч буй хүмүүст хатуу сонголт болгодог.

OKEPS нэгдсэн системийн талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл бүтээгдэхүүний дэлгэрэнгүй хуудаснаас үзнэ үүэнд.

Сүлжээнээс гадуур нарны системийг хэрхэн зөв сонгох вэ

Сүлжээнээс гадуур нарны системийг зөв сонгох нь таны эрчим хүчний хэрэгцээг ойлгох, системийн зөв хэмжээг тодорхойлох, тохирох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох явдал юм. Доор бид нийтлэг тохиолдлуудын талаар ярилцаж, тооцооллын томъёолол өгч, танд хамгийн сайн шийдвэр гаргахад туслах санал болгож буй төлөвлөгөөг санал болгоно.

Гэрийнхээ эрчим хүчний хэрэглээг үнэлэх

Сүлжээнээс гадуур нарны системийг зөв сонгох эхний алхам бол гэрийнхээ эрчим хүчний хэрэглээг тооцоолох явдал юм. Энэ нь таны өдөр тутмын хэрэгцээг хангахын тулд таны систем хэр их эрчим хүч гаргаж, хадгалах шаардлагатай талаар ойлголт өгөх болно.

Нийтлэг тохиолдол: Өрхийн эрчим хүчний дундаж хэрэглээ

Өдөрт 30 кВт/цаг цахилгаан хэрэглэдэг ердийн өрхийг авч үзье. Энэ гэрт хөргөгч, угаалгын машин, гэрэл, зурагт зэрэг стандарт хэрэгсэл байж болно.

Тооцооллын томъёо: Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээ

Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээгээ тооцоолохын тулд:

$\text{Өдөр тутмын нийт эрчим хүчний хэрэглээ (кВт цаг)}=\text{Төхөөрөмж бүрийн эрчим хүчний хэрэглээний нийлбэр (кВт.ц)}$

Жишээ нь:

• Хөргөгч: 1.5 кВт.ц/хоног
• Угаалгын машин: 0.5 кВт.ц/хэрэглээ, долоо хоногт 3 удаа хэрэглэнэ =0.5×37=0.21\frac{0.5 \times 3}{7} = 0.2170.5×3.=0.21кВт.ц/хоног
• Гэрэлтүүлэг: 0.6 кВт.ц/хоног
• ТВ: 0.3 кВт.ц/хоног

Нийт:$1.5+0.21+0.6+0.3=2.61$Зөвхөн эдгээр төхөөрөмжүүдэд өдөрт кВт.ц.

Гэсэн хэдий ч хэрэв та халаалт, хөргөлт болон бусад хэрэгслийг нэмбэл өдөрт дунджаар 30 кВт цаг хүрч болно.

Батерейны зөв хадгалах газрыг сонгох

Та өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээгээ тодорхойлсны дараа дараагийн алхам нь зөв батерейг сонгох явдал юм. Зайны багтаамж нь нарны гэрэл багатай үед хэдэн өдрийн турш эрчим хүчээ хадгалахад хангалттай байх ёстой.

Нийтлэг тохиолдол: 2-3 хоногийн бие даасан байдал

Найдвартай эрчим хүчний хангамжийг хангахын тулд ялангуяа нарны гэрэл багатай үед батерейны хэмжээг 2-3 хоногийн бие даасан байдлаар (нарны хавтангаас оролт авахгүйгээр батерейг хэдэн өдрийн турш эрчим хүчээр хангах боломжтой) ашиглахыг зөвлөж байна.

Тооцооллын томъёо: Батерейны багтаамж (кВт цаг)

$\text{Зайны хүчин чадал (кВт цаг)}=\text{Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээ (кВт цаг)}\times \text{Автономитийн өдрүүд}$

Өдөрт 30 кВт.ц эрчим хүч хэрэглэж байгаа өрхийн хувьд 2 хоногийн бие даасан байдалтай:

$\text{Зайны багтаамж}=30\text{кВт.ц/хоног}\times 2\text{өдрүүд}=60\text{кВт.ц}$

Зөвлөмж болгож буй батерейны төлөвлөгөө

Дээрх жишээний хувьд нийт 60 кВт.ц хүчин чадалтай лити-ион батерейг ашиглахыг зөвлөж байна. Хэрэв та нэгж тутамд 13.5 кВт.ц хүчин чадалтай Теслагийн Powerwall-ийг сонговол ойролцоогоор 5 нэгж хэрэгтэй болно.

Цахилгаан хананы тоо=60 кВт.ц13.5 кВт.цаг/нэгж≈4.4 нэгж\text{Хүчний хананы тоо} = \frac{60 \text{ кВт.ц}}{13.5 \text{ kWh/unit}} \ойролцоогоор 4.4 \text{ нэгж}Цахилгаан хананы тоо=13.5кВт.ц/нэгж60кВт.ц.≈4.4нэгж

Тиймээс 5 Powerwall нь шаардлагатай хадгалах санг хангах болно.

Гэрийнхээ хамгийн их цахилгааны хэрэгцээг тодорхойлох

Ялангуяа хэд хэдэн өндөр ваттын цахилгаан хэрэгсэл нэгэн зэрэг ашиглагдаж байгаа үед танай өрх ямар ч үед авч болох дээд хүчийг анхаарч үзэх нь маш чухал юм.

Нийтлэг тохиолдол: Цахилгаан хэрэгслийг нэгэн зэрэг ашиглах

Жишээлбэл, хэрэв та агааржуулагч (3500 ватт), хөргөгч (800 ватт), богино долгионы зуух (1200 ватт) зэргийг нэгэн зэрэг ажиллуулж байгаа бол таны эрчим хүчний хамгийн их хэрэгцээ нь:

$\text{Оргил хүч (Вт)}=3500\text{IN}+800\text{IN}+1200\text{IN}=5,500\text{IN}$

Санал болгож буй инвертерийн хэмжээ

Таны инвертер энэ оргил ачааллыг даах чадвартай байх ёстой. Оргил эрэлтийг хангахын тулд энэ тохиолдолд 6 кВт-ын инвертер тохиромжтой сонголт байх болно.

Нарны хавтанг ашиглах боломжтой орон зайг үнэлэх

Дараагийн алхам бол нарны зайг суурилуулах зайг үнэлж, хангалттай эрчим хүч үйлдвэрлэхэд хэдэн хавтан хэрэгтэйг тодорхойлох явдал юм.

Нийтлэг тохиолдол: Дээврийн зайны хязгаарлалт

Таны дээвэр 300 хавтгай дөрвөлжин фут ашиглах боломжтой талбайтай гэж бодъё, мөн та тус бүр нь 350 ваттын хүчин чадалтай, 17.5 хавтгай дөрвөлжин метр талбайтай стандарт нарны хавтанг ашиглахаар төлөвлөж байна.

Тооцооллын томъёо: Самбарын тоо

Самбарын тоо=Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээ (кВт.цаг)Хамгийн нэг өдөрт үйлдвэрлэсэн эрчим хүч (кВт.ц)\text{Панелийн тоо} = \frac{\text{Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээ (кВт.ц)}}{\text{Хамгийн өдөрт үйлдвэрлэсэн эрчим хүч (кВтц)}}Самбарын тоо=Өдөрт нэг самбарт үйлдвэрлэсэн эрчим хүч (кВт.ц)Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээ (кВт цаг).

Нэг самбарт үйлдвэрлэсэн эрчим хүчийг тооцоолохын тулд:

1. Өдөрт хамгийн их нарны гэрэл 5 цаг байна гэж бодъё.
2. 350W самбар бүрийг үүсгэдэг$350\text{IN}\times 5\text{цаг}=1.75\text{кВт.ц/хоног}$.

Хэрэв танд өдөрт 30 кВт цаг хэрэгтэй бол:

Самбарын тоо=30 кВт.ц1.75 кВт.ц/панел≈17.1 хавтан\текст{Хамбарын тоо} = \frac{30 \текст{ кВтц}}{1.75 \text{ kWh/panel}} \ойролцоогоор 17.1 \text{ самбар}Самбарын тоо=1.75кВт.ц/панел30кВт.ц.≈17.1хавтан

17 хавтантай бол та эрчим хүчний хэрэгцээгээ нөхөх бөгөөд үүнд ойролцоогоор шаардлагатай болно$17\times 17.5\text{квадрат фут}=297.5\text{квадрат фут}$, таны боломжтой дээврийн орон зайд.

Зардлын талаар анхаарах зүйлс ба эцсийн зөвлөмж

Нийтлэг тохиолдол: Төсөв ба үр ашиг

Зардал, үр ашгийг тэнцвэржүүлэх нь чухал юм. Жишээлбэл, илүү үр ашигтай хавтангууд (SunPower-ийнх шиг) илүү үнэтэй боловч бага зай шаарддаг. Үүний эсрэгээр, хямд хавтанг сонгох нь таны эрчим хүчний хэрэгцээг хангахын тулд илүү их зай эсвэл илүү олон самбар шаардагдана.

Санал болгож буй төлөвлөгөө

Өдөрт 30 кВт.ц эрчим хүч хэрэглэж байгаа өрхийн хувьд:

• Зай хадгалах: 60 кВт.ц багтаамжтай, жишээлбэл, 5 Tesla Powerwall.
• Нарны хавтан: Тус бүр нь 350Вт хүчин чадалтай 17 хавтан, ойролцоогоор 300 квадрат фут талбай шаарддаг.
• Инвертер: Оргил эрчим хүчний хэрэгцээг хангах 6 кВт инвертер.
• Зардал: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн чанар болон суурилуулалтын зардлаас хамааран иж бүрэн систем нь ойролцоогоор 40,000-аас 50,000 доллар болно.

Энэ систем нь ихэнх энгийн айл өрхүүдийг хангалттай эрчим хүчээр хангаж, нарны гэрэл багатай үед ч танд хангалттай эрчим хүч хуримтлуулах болно.