Razumevanje sončnih sistemov zunaj omrežja: vaša pot do energetske neodvisnosti

V svetu, ki se vse bolj osredotoča na trajnost in energetsko neodvisnost, so solarni sistemi zunaj omrežja postali priljubljena rešitev za tiste, ki se želijo odklopiti od tradicionalnih virov energije. Toda kaj točno je sončni sistem zunaj omrežja in kako deluje? Ta članek vas bo vodil skozi osnove, od bistvenih komponent do izzivov pri oblikovanju in korakov za doseganje življenjskega sloga brez omrežja.

Kaj je sončni sistem zunaj omrežja?

Solarni sistem zunaj omrežja je rešitev za obnovljivo energijo, ki vam omogoča samostojno proizvodnjo električne energije, ne da bi se zanašali na električno omrežje. Ta vrsta sistema je še posebej uporabna na oddaljenih območjih, kjer povezava z omrežjem ni izvedljiva, ali za posameznike, ki iščejo samozadostnost pri porabi energije.

Za razliko od sistemov, povezanih z omrežjem, ki odvečno energijo vračajo nazaj v omrežje, sistem zunaj omrežja vso neporabljeno energijo shrani v baterije za kasnejšo uporabo. To pomeni, da imate lahko energijo tudi, ko sonce ne sije, na primer ponoči ali v oblačnih dneh.

Kako delujejo sončni sistemi zunaj omrežja

Sončni sistemi zunaj omrežja delujejo s pretvarjanjem sončne svetlobe v električno energijo s pomočjo sončnih kolektorjev. Proizvedena električna energija se nato shrani v baterije in jo upravlja pretvornik, ki pretvori enosmerni tok (DC), ki ga proizvajajo plošče, v izmenični tok (AC), ki ga uporablja večina gospodinjskih aparatov.

Ključne komponente sončnega sistema zunaj omrežja

Razumevanje komponent solarnega sistema zunaj omrežja je ključnega pomena za postavitev zanesljivega in učinkovitega sistema. Vsak del ima ključno vlogo pri zagotavljanju stalne oskrbe vašega doma z električno energijo.

Solarni paneli

Sončni kolektorji so najbolj prepoznaven del vsakega solarnega sistema. Te plošče zajemajo sončno svetlobo in jo pretvarjajo v elektriko. Število in učinkovitost vaših plošč določata, koliko energije lahko proizvede vaš sistem.

Baterije

Baterije so hrbtenica solarnega sistema zunaj omrežja. Shranjujejo elektriko, ki jo ustvarijo sončni kolektorji, tako da jo lahko uporabljate, ko ne sije sonce. Na voljo so različne vrste baterij, pri čemer so litij-ionske baterije najbolj učinkovite in dolgotrajne.

Inverter

Pretvornik je odgovoren za pretvorbo enosmerne električne energije, ki jo proizvedejo sončne celice, v izmenično električno energijo, ki se lahko uporablja za napajanje vaših gospodinjskih aparatov. Brez pretvornika električna energija, ki jo proizvajajo vaši sončni paneli, ne bi bila združljiva z vašimi gospodinjskimi napravami.

Krmilnik polnjenja

Krmilnik polnjenja uravnava napetost in tok, ki prihajata od sončnih kolektorjev do baterij. Zagotavlja učinkovito polnjenje baterij in preprečuje njihovo prenapolnjenost, ki bi jih lahko poškodovala.

Izzivi pri načrtovanju sončnega sistema zunaj omrežja

Načrtovanje sončnega sistema zunaj omrežja ima svoje izzive. Ti vključujejo izbiro pravih komponent, zagotavljanje združljivosti med njimi in zadovoljevanje vaših potreb po energiji brez zanašanja na omrežje.

Integracija pretvornikov in baterij

Eden najzahtevnejših vidikov načrtovanja solarnega sistema zunaj omrežja je učinkovita integracija pretvornika in baterij. Te komponente morajo brezhibno delovati skupaj, da zagotovijo zanesljivo oskrbo z energijo.

Teslin Powerwall

Teslin Powerwall je priljubljena izbira za lastnike stanovanj, ki želijo poenostaviti proces integracije. Ta rešitev vse v enem združuje baterijo, pretvornik in sistem za upravljanje energije v eno samo enoto, kar poenostavi namestitev in zmanjša potrebo po več komponentah.

Powerwall je zasnovan tako, da brezhibno deluje s sončnimi kolektorji, shranjuje odvečno energijo, ustvarjeno čez dan, in jo daje na voljo, ko je potrebna. To zmanjša zapletenost namestitve in zmanjša tveganje težav z združljivostjo med različnimi komponentami.

Integrirani sistemi OKEPS

Še ena odlična možnost za poenostavitev načrtovanja in namestitve solarnega sistema zunaj omrežja je integrirani sistem OKEPS. Tako kot Teslin Powerwall tudi OKEPS ponuja rešitev vse v enem, ki vključuje baterijo, pretvornik in druge potrebne komponente.

Ena glavnih prednosti sistemov OKEPS je enostavna montaža. Ker so vse komponente zasnovane tako, da delujejo skupaj, je postopek namestitve enostaven in manj je potrebe po odpravljanju težav z združljivostjo. Poleg tega so sistemi OKEPS znani po svoji zanesljivosti in vzdržljivosti, zaradi česar so dobra izbira za tiste, ki želijo vlagati v dolgoročno rešitev zunaj omrežja.

Za več informacij o integriranih sistemih OKEPS si oglejte njihovo podrobno stran o izdelkutukaj.

Kako izbrati pravi sončni sistem zunaj omrežja

Izbira pravega solarnega sistema zunaj omrežja vključuje razumevanje vaših potreb po energiji, določitev pravilne velikosti vašega sistema in izbiro ustreznih komponent. Spodaj bomo razpravljali o pogostih primerih, zagotovili formule za izračun in ponudili priporočene načrte, ki vam bodo pomagali sprejeti najboljšo odločitev.

Ocenjevanje porabe energije vašega doma

Prvi korak pri izbiri pravega solarnega sistema zunaj omrežja je izračun porabe energije vašega doma. To vam bo dalo predstavo o tem, koliko energije mora vaš sistem ustvariti in shraniti, da izpolni vaše dnevne potrebe.

Pogost primer: povprečna poraba energije v gospodinjstvu

Vzemimo tipično gospodinjstvo, ki porabi 30 kWh (kilovatnih ur) na dan. To gospodinjstvo ima lahko standardne naprave, kot so hladilnik, pralni stroj, luči in televizija.

Formula za izračun: dnevna poraba energije

Za izračun dnevne porabe energije:

$\text{Skupna dnevna poraba energije (kWh)}=\text{Vsota porabe energije vsake naprave (kWh)}$

Na primer:

• Hladilnik: 1,5 kWh/dan
• Pralni stroj: 0,5 kWh/uporabo, uporabljeno 3-krat na teden =0,5×37=0,21\frac{0,5 \krat 3}{7} = 0,2170,5×3​=0,21kWh/dan
• Razsvetljava: 0,6 kWh/dan
• TV: 0,3 kWh/dan

Skupaj:$1.5+\mathrm{0,21}+\mathrm{0,6}+\mathrm{0,3}=2.61$kWh/dan samo za te aparate.

Če pa temu dodamo še grelne, hladilne in druge naprave, lahko dosežemo povprečje 30 kWh/dan.

Izbira prave baterije za shranjevanje

Ko določite dnevno porabo energije, je naslednji korak izbira ustreznega akumulatorja. Zmogljivost baterije mora biti dovolj velika za shranjevanje energije za dneve, ko je manj sončne svetlobe.

Pogost primer: 2-3 dni avtonomije

Da bi zagotovili zanesljivo oskrbo z električno energijo, zlasti v obdobjih nizke sončne svetlobe, je običajno priporočilo, da shrambo baterije prilagodite za 2-3 dni avtonomije (število dni, ko lahko baterija napaja, ne da bi prejela vnos iz sončnih kolektorjev).

Formula za izračun: Kapaciteta baterije (kWh)

$\text{Kapaciteta baterije (kWh)}=\text{Dnevna poraba energije (kWh)}\times \text{Dnevi avtonomije}$

Za gospodinjstvo, ki uporablja 30 kWh/dan z 2 dnevom avtonomije:

$\text{Kapaciteta baterije}=30\text{kWh/dan}\times 2\text{dni}=60\text{kWh}$

Priporočen načrt baterije

Za zgornji primer priporočamo litij-ionsko baterijo s skupno kapaciteto 60 kWh. Če izberete Teslin Powerwall, ki ima kapaciteto 13,5 kWh na enoto, potrebujete približno 5 enot:

Število Powerwalls=60 kWh13,5 kWh/enoto≈4,4 enote\text{Število Powerwalls} = \frac{60 \text{ kWh}}{13,5 \text{ kWh/enoto}} \približno 4,4 \text{ enot}Število Powerwallov=13.5kWh/enoto60kWh​≈4.4enote

Tako bi 5 Powerwalls zagotovilo potrebno shrambo.

Določanje maksimalne porabe energije vašega doma

Prav tako je ključnega pomena, da upoštevate konično moč, ki bi jo vaše gospodinjstvo lahko porabilo v katerem koli trenutku, še posebej, če je hkrati v uporabi več naprav z visoko močjo.

Pogost primer: sočasna uporaba naprav

Na primer, če hkrati uporabljate klimatsko napravo (3500 vatov), ​​hladilnik (800 vatov) in mikrovalovno pečico (1200 vatov), ​​bi bila vaša največja zahteva po moči:

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

Priporočena velikost pretvornika

Vaš pretvornik bi moral prenesti to največjo obremenitev. 6 kW pretvornik bi bil v tem primeru primerna izbira za prilagoditev konicam povpraševanja.

Ocenjevanje razpoložljivega prostora za sončne celice

Naslednji korak je ocena razpoložljivega prostora za namestitev solarnih panelov in določitev števila panelov, ki jih potrebujete za ustvarjanje zadostne količine energije.

Pogost primer: Omejitev prostora na strehi

Predpostavimo, da ima vaša streha 300 kvadratnih čevljev uporabnega prostora in nameravate uporabiti standardne sončne celice, ki proizvajajo približno 350 vatov vsaka in merijo približno 17,5 kvadratnih čevljev.

Formula za izračun: število plošč

Število plošč=Dnevna poraba energije (kWh)Proizvedena energija na ploščo na dan (kWh)\text{Število plošč} = \frac{\text{Dnevna poraba energije (kWh)}}{\text{Proizvedena energija na ploščo na dan (kWh)}}Število plošč=Proizvedena energija na ploščo na dan (kWh)Dnevna poraba energije (kWh)​

Za izračun proizvedene energije na ploščo:

1. Predpostavimo, da je največ 5 ur sončne svetlobe na dan.
2. Vsaka 350W plošča ustvari$350\text{IN}\times 5\text{ure}=1.75\text{kWh/dan}$.

Če potrebujete 30 kWh/dan:

Število panelov=30 kWh1,75 kWh/panel≈17,1 panelov\text{Število panelov} = \frac{30 \text{ kWh}}{1,75 \text{ kWh/panel}} \približno 17,1 \text{ panelov}Število plošč=1.75kWh/panel30kWh​≈17.1plošče

S 17 paneli bi pokrili svoje energetske potrebe, to pa bi zahtevalo cca$17\times 17.5\text{kvadratnih metrov}=297.5\text{kvadratnih metrov}$, le znotraj razpoložljivega strešnega prostora.

Premisleki glede stroškov in končno priporočilo

Pogost primer: proračun v primerjavi z učinkovitostjo

Uravnoteženje stroškov in učinkovitosti je ključno. Na primer, učinkovitejše plošče (kot so tiste iz SunPowerja) lahko stanejo več, vendar zahtevajo manj prostora. Nasprotno, če se odločite za cenejše panele, boste morda potrebovali več prostora ali več panelov za izpolnitev vaših potreb po energiji.

Priporočen načrt

Za gospodinjstvo, ki porabi 30 kWh/dan:

• Shranjevanje baterije: 60 kWh prostora za shranjevanje, npr. 5 Tesla Powerwall.
• Solarni paneli: 17 panelov po 350 W, ki zahtevajo približno 300 kvadratnih metrov prostora.
• Inverter: 6 kW inverter za potrebe po konični moči.
• Stroški: Ocenjeno na približno 40.000 do 50.000 $ za celoten sistem, odvisno od kakovosti komponent in stroškov namestitve.

Ta sistem bi zagotovil dovolj energije za večino tipičnih gospodinjstev in zagotovil, da imate tudi v obdobjih nizke sončne svetlobe dovolj shranjene energije.