Hvilke typer solenergisystemer finnes det?

Solenergisystemer er klassifisert etter hvordan de kobles til strømnettet og hvordan elektrisiteten brukes. Det er fire hovedtyper:nettbundne systemer, off-grid-systemer, hybridsystemer og rene DC-systemer.

Alle fire bruker stort sett de samme solcellepanelene. Det som skiller er om det er nettforbindelse, om det er batteri, og om strømmen leveres som AC eller DC. Hvilken som er riktig for deg avhenger av om nettet er tilgjengelig der du er, hvordan elektrisitet er priset og hvor mye et strømbrudd vil skade.
 

Her er en side-ved-side sammenligning først, etterfulgt av en nærmere titt på hver type.
 

1. Nettbundne solsystemer: Mat elektrisitet direkte inn i nettet

Hvordan det fungerer

På dagtid produserer panelene likestrøm. En nettbundet inverter konverterer den til AC som matcher nettets frekvens og fase. Strømmen forsyner først dine egne laster, og eventuelt overskudd selges til nettet. Om natten eller på overskyede dager, når panelene ikke kan dekke behovet ditt, kjøper du strøm fra nettet. Det er ikke noe batteri involvert.

Hva den består av

Solcellepaneler og monteringsstruktur:panelene gjør sollys til elektrisitet, og monteringsstrukturen setter vippevinkelen og vindmotstanden.

Grid-bundet inverter:hjertet av systemet. Den utfører maksimal effektpunktsporing (MPPT), konverterer likestrøm til vekselstrøm og gir beskyttelse mot nettforbindelse.

DC-sidebeskyttelse:DC-kabler, DC-brytere og en kombinasjonsboks (små strengtypesystemer utelater ofte kombineringsboksen).

AC distribusjonsboks:inneholder strømbrytere og overspenningsvern.

Måler:en generasjonsmåler eller toveismåler som brukes til å avregne elektrisiteten som eksporteres til nettet.

Lynbeskyttelse, jording og overvåking:disse holder systemet trygt og lar deg kontrollere generasjonsdata eksternt.

Hvor det passer

Det fungerer best der strømbruken på dagtid er høy og nettet er stabilt: selvbygde hus og villaer med brukbar takplass, og fabrikker, varehus, supermarkeder og skoler som opererer på dagtid. Den har den laveste investeringen og den enkleste strukturen, og det er typen med størst installert kapasitet på verdensbasis.

Eksempler og anbefalinger

Selvbygd bygdehus:med omtrent 60 til 80 kvadratmeter takflate, kan du installere rundt 8 til 10 kW. Velg en en-fase eller tre-fase streng omformer. Årlig generasjon avhenger av lokalt solskinn, så estimer det ved å bruke lokale strålingsdata.

Fabrikkbygg:et stort tak og høy dagbelastning passer til et 300 kW til 1 MW system, hovedsakelig brukt til eget forbruk med overskudd eksportert til nettet. Tilbakebetalingen er vanligvis kortere enn for boligsystemer.

En ting å huske på

Et nettbundet system slår seg av automatisk når nettet går ned (anti-øybeskyttelse). Det betyr at et hus med et nettbundet system fortsatt ikke har strøm under et strømbrudd.
 

2. Solsystemer utenfor nettet: Helt uavhengig av nettet

Hvordan det fungerer

Strøm fra panelene lader batteriet først. Når laster trekker strøm, forsyner batteriet dem gjennom omformeren. Systemet er selvstendig og har ingen tilknytning til strømnettet.

Hva den består av

Solcellepaneler og monteringsstruktur

Solar ladekontroller:lader batteriet og beskytter det, vanligvis en MPPT-type.

Batteribank:litiumjernfosfat, bly-karbon og gel bly-syre-batterier brukes alle. Batterikapasiteten avgjør hvor lenge systemet kan kjøre uten sol.

Off-grid inverter:konverterer batteriets likestrøm til AC. Mange produkter kombinerer kontrolleren og omformeren i en enkelt enhet.

Distribusjon og beskyttelsesutstyr

Sikkerhetskopieringsgenerator (valgfritt):en ekstra kilde under lange perioder med overskyet eller regnvær.

Hvor det passer

Steder uten nett, eller hvor det koster for mye å koble til nettet: øyer, beiteland, grenseposter, fjellhus, fjerntliggende forskningsstasjoner og telekombasestasjoner.

Eksempler og anbefalinger

Herders hjem:med et daglig forbruk på ca. 5 til 8 kWh, et oppsett på rundt 3 kW paneler, ca. 10 kWh batterilagring og en 3 kW off-grid alt-i-ett-enhet kan kjøre et kjøleskap, en TV og belysning. Forskyv bruken av høyeffektsapparater.

Tips til størrelse:størrelse batteriet med antall påfølgende overskyet dager du ønsker å dekke. Reserver 2 til 3 dager som regel, og mer der solskinn er upålitelig.

Det meste av kostnadene til et off-grid system går inn i batteriet. Batterilevetiden har stor effekt på totalkostnaden, så ikke døm ut fra forhåndsprisen alene.
 

3. Hybrid solcellesystemer: Grid-Tied Plus Storage, med Grid Power og Backup

I bransjen kalles denne typen oftere enhybrid nettbundet/off-grid systemeller asolenergi-pluss-lagring hybridsystem. Den legger til et batteri til et nettbundet system, slik at det kan samhandle med nettet og også levere strøm på egen hånd under et strømbrudd.

Hvordan det fungerer

Dagtidsgenerering betjener belastningene først. Overskuddskraft lader batteriet, og når batteriet er fullt, eksporteres resten til nettet. Om natten trekker lasten fra batteriet, og når batteriet blir lavt, fra nettet. Når nettet går ned, bytter systemet til off-grid-modus og fortsetter å drive kritiske belastninger gjennom backup-porten.

Hva den består av

Solcellepaneler og monteringsstruktur

Hybrid inverter:kombinerer funksjonene til en nettkoblet omformer og en batteriomformer i én enhet. Det er nøkkelutstyret som skiller dette systemet fra de to foregående.

Energilagringsbatteri:boligsystemer er for tiden hovedsakelig avhengige av litiumjernfosfat.

Smart måler eller strømtransformator:måler husholdningens forbruk og strømmen som strømmer til og fra nettet, som systemet bruker for å bestemme når det skal lades og lades ut.

Energiledelsessystem (EMS):setter driftsstrategier, som lading og utlading i henhold til strømpriser ved brukstid.

Panel for sikkerhetskopiering:kritiske belastninger som kjøleskap, belysning og nettverksutstyr er koblet til backup-porten.

Hvor det passer

Områder med hyppige strømbrudd eller et ustabilt rutenett

Steder med stort gap mellom peak og off-peak strømpriser, hvor du kan lade når strømmen er billig og lade når det er dyrt

Brukere som er følsomme for strømbrudd: hjemmekontorer, husdyrgårder, fryselager og små klinikker

Eksempler og anbefalinger

Villahusholdning:8 til 10 kW paneler med 10 til 20 kWh batterilagring. Koble kjøleskapet, belysningen, ruteren og noen uttak til backup-porten. Hvorvidt tung belastning som klimaanlegg kan inkluderes, avhenger av omformerens reserveutgangseffekt.

Husdyrgård:installer et nettbundet system med lagring slik at ventilasjons-, varme- og drikkevannsutstyr fortsetter å gå under et strømbrudd.

Et hybridsystem koster mer enn et nettbundet. De ekstra pengene kjøper to muligheter: reservestrøm under strømbrudd og prisarbitrasje. Hvorvidt det lønner seg avhenger av hvor ofte strømbrudd skjer lokalt og av strømtariffen din.
 

4. Rene DC-solsystemer: DC-strøm uten inversjon

Hvordan det fungerer

DC-elektrisiteten fra panelene konverteres ikke til AC. Den går rett til DC-belastninger. Noen systemer inkluderer et batteri og kontroller, og noen har ikke noe batteri i det hele tatt: når solen skinner går lasten, og når den ikke stopper, stopper lasten.

Hva den består av

Solcellepaneler

DC-kontroller(kun nødvendig i systemer med batteri)

Batteri(valgfri)

DC-belastninger:LED-lys, DC vannpumper, DC-vifter, kameraer og lignende utstyr

Uten en inverter er strukturen den enkleste av de fire, og det er ett konverteringstrinn mindre der energi går tapt.

Hvor det passer

Steder hvor lasten er selve DC, strømmen er liten og utstyret er spredt utover: solcellegatelys, hagelys, solenergivannpumper, gårdsvanning, trafikksignaler og overvåkingsutstyr, og små kommunikasjonsenheter.

Eksempler og anbefalinger

Solar gatelys:en vanlig konfigurasjon er et panel på noen få dusin watt, et litiumbatteri og en kontroller. Lyset tennes automatisk om natten, og ingen kabling er nødvendig.

Solar vannpumpe:panelene driver en DC-pumpe direkte. Jo sterkere solskinn i løpet av dagen, jo mer vann pumpes inn i en lagertank for senere bruk. Du kan utelate batteriet og spare store kostnader.

Dens grenser er klare. Den kan ikke drive vanlige vekselstrømsapparater direkte, og strømnivået kan ikke være veldig stort.

5. Hvordan velge blant de fire systemene

Arbeid gjennom disse spørsmålene i rekkefølge:

Finnes det et rutenett?Hvis ikke, velg off-grid eller ren DC. Gå i så fall til neste spørsmål.

Hvor mye ville et strømbrudd skade?Hvis mye, velg et hybridsystem. Hvis ikke mye, velg rutenettbundet.

Er dine laster AC-apparater eller DC-laster?Hvis du bare trenger å drive DC-belastninger som gatelys eller pumper, er ren DC nok.

Hva er budsjettet ditt?For samme solkapasitet er nettbundet det billigste. Hybrid- og off-grid-systemer øker kostnadene for batterier.

FAQ

Spørsmål: Hvorfor fungerer ikke et nettbundet system under et strømbrudd?Fordi omformeren har anti-øybeskyttelse. Hvis systemet fortsatte å mate strøm inn i et dødt nett, ville det sette arbeidstakere i fare for reparasjoner, så det må kobles fra automatisk. Hvis du vil ha strøm under strømbrudd, velg et hybridsystem.

Spørsmål: Kan et off-grid system konverteres til et hybrid system senere?Ja, men det avhenger av eksisterende utstyr. Hvis det originale systemet bruker en off-grid inverter, må den vanligvis erstattes med en hybrid inverter. Panelene og monteringsstrukturen kan generelt gjenbrukes.

Spørsmål: Er et rent DC-system mer energieffektivt enn et AC-system?Den mister mindre energi fordi det ikke er noe inversjonstrinn, men bare hvis lasten allerede er en DC-enhet. Å kjøpe DC-apparater bare for å spare på konverteringstap koster vanligvis mer enn det sparer.

Spørsmål: Hvilken type er best verdi for et hjem?Hvis nettet er stabilt og noen er hjemme og bruker strøm på dagtid, er nettbundet den beste verdien. Hvis avbrudd er hyppige eller gapet mellom topp- og lavtopppriser er stort, bør du vurdere et hybridsystem. Tilbakebetalingen avhenger av lokale strømpriser, insentivpolitikk og din faktiske bruk, så spør en kvalifisert lokal installatør for et estimat.