Faktor persediaan untuk Sistem Suria Luar Grid

Harapan untuk memiliki kebebasan tenaga: dapat menghidupkan rumah anda tanpa bayaran utiliti bulanan dan tidak terjejas oleh pemadaman atau gangguan utiliti, menjadi perkara biasa. Daya penggerak di sebalik usaha ini ialah sistem tenaga solar "luar-grid". Sistem luar-grid tidak bergantung secara fizikal atau sebaliknya pada syarikat kuasa untuk operasi seperti sistem grid-berikat, sebaliknya adalah sistem penjanaan, penyimpanan dan pengedaran kuasa-sendiri sepenuhnya. Sistem tenaga suria luar-grid ialah contoh sistem 'gelung tertutup' dan akan memberikan kuasa kepada kabin di dalam hutan, kemping atau RV atau lokasi terpencil lain yang tidak mempunyai akses kepada grid kuasa.

Satu-satunya cara untuk mencapai pemutusan sambungan sepenuhnya daripada pembekal tenaga adalah dengan mempunyai sistem tenaga suria bebas pada harta tanah anda. Memasang hanya beberapa sel solar pada bumbung anda tidak mencukupi untuk melakukan ini; anda mesti terlebih dahulu memutuskan berapa banyak elektrik yang anda gunakan dan kemudian mereka bentuk sistem tenaga suria bebas yang boleh membekalkan anda dengan jumlah elektrik itu. Sistem tenaga suria juga mesti bersaiz yang sesuai untuk keperluan penggunaan tenaga khusus anda, kerana membeli terlalu banyak atau terlalu sedikit panel elektrik suria akan mengakibatkan tenaga terbuang serta kehabisan bateri yang kerap dan hampir tiada hasil daripada pemasangan anda. Artikel ini memberikan perbandingan beberapa faktor paling penting untuk dipertimbangkan semasa mencipta sistem tenaga suria dengan kos pengendalian yang rendah dan prestasi jangka panjang-yang boleh dipercayai.

Untuk melaksanakan pengiraan dengan tepat, adalah penting untuk memahami, pertama sekali, fungsi setiap daripada empat komponen yang membentuk sistem luar-grid (berdiri-sendiri).

Panel Suria (Photovoltaic): Hampir semua sistem fotovoltaik terdiri daripada panel solar dan pelbagai teknologinya. Sel-sel pada panel suria yang menukarkan cahaya (sinaran suria) kepada elektrik (DC - arus terus) dipanggil sel fotovoltaik dan proses di mana ia menukar cahaya kepada elektrik dipanggil kesan fotovoltan.

Pengawal Caj DC (Peraturan):Elektrik DC mengalir dari panel solar ke dalam peranti ini yang digunakan sebagai pintu masuk. Tanggungjawab utama pengawal cas adalah untuk mengawal voltan dan jumlah arus yang datang dari panel solar anda supaya anda tidak mengecas bateri anda secara berlebihan, dengan itu memastikan bateri anda tidak rosak.

Untuk sistem luar-grid, pilihan pengawal pilihan ialah pengawal Penjejakan Titik Kuasa Maksimum (MPPT) berbanding model Termodulat Lebar Nadi (PWM) yang lebih lama, kerana pengawal MPPT menjejak titik kuasa maksimum untuk panel fotovoltaik, memberikan kecekapan yang jauh lebih besar daripada pengawal PWM, dan terutamanya dalam keadaan cuaca sejuk atau mendung.

Bank Bateri (Storan):Bank bateri dianggap sebagai pusat-sistem suria luar grid. Memandangkan 100% penjanaan tenaga fotovoltaik suria tidak berlaku pada waktu malam, oleh itu adalah perlu untuk mempunyai sesuatu untuk menyimpan semua lebihan tenaga elektrik yang dihasilkan semasa waktu pengeluaran kuasa puncak untuk digunakan pada waktu malam dan juga pada hari mendung/hujan.

Walaupun bateri asid plumbum-yang dibanjiri lebih murah dalam-kos hadapan; Bateri Lithium Iron Phosphate (LiFePO₄) menjadi jenis bateri standard industri baharu untuk pemasangan baharu kerana jangka hayatnya yang lebih lama, kedalaman nyahcas yang lebih besar dan operasi percuma-selenggara.

Penyongsang:Jumlah tenaga yang disimpan dalam bateri anda ialah voltan DC yang rendah. Kebanyakan perkakas rumah, walau bagaimanapun, menggunakan voltan Arus Ulang Alik (AC) untuk beroperasi. Untuk menukar voltan DC rendah daripada bateri anda kepada voltan AC yang boleh digunakan (biasanya sama ada 120 volt atau 240 volt) untuk peralatan anda yang lain (lampu, peti sejuk dll.), anda perlu membeli penyongsang.

Untuk mengendalikan peralatan sensitif, anda memerlukan penyongsang gelombang sinus tulen kerana ia menyediakan output gelombang sinus yang lancar (sesuai untuk peralatan elektronik sensitif untuk beroperasi dengan betul).

Anda tidak boleh memilih mana-mana komponen sehingga anda tahu berapa banyak kuasa yang sebenarnya anda gunakan. Proses ini dipanggil analisis beban atau audit tenaga.

Untuk menentukan bilangan watt yang menggunakan pejabat atau rumah anda setiap hari (untuk melakukan pengiraan ini), anda perlu mengetahui beberapa maklumat tentang mana-mana perkakas yang anda gunakan. Secara khususnya, anda perlu mengetahui jumlah tenaga elektrik yang digunakan oleh setiap peralatan anda pada setiap-watt, berapa lama peranti berjalan setiap hari dan berapa banyak watt yang digunakan setiap jam oleh peralatan anda. Satu lagi sebab mengapa sistem luar-grid gagal memenuhi jangkaan pengguna ialah beberapa sistem telah bersaiz betul berdasarkan penggunaan puncak.

Dengan penggunaan harian anda diketahui, anda boleh saiz bank bateri. Soalan utama di sini ialah "Hari Autonomi." Ini merujuk kepada berapa hari anda mahu sistem anda berjalan tanpa sebarang input daripada matahari (iaitu, semasa ribut salji atau tempoh mendung berpanjangan).

Kebanyakan-pereka bentuk sistem grid mengesyorkan sekurang-kurangnya 2-3 hari autonomi untuk sistem luar grid mereka. Selain itu, adalah penting untuk mengelakkan pelepasan bateri yang berlebihan untuk memanjangkan jangka hayatnya. Dengan Bateri Litium, ia mungkin boleh diterima untuk menggunakan 80-90%, tetapi ini perlu dipertimbangkan dalam pengiraan kapasiti anda.

Anda juga perlu memilih penyongsang yang boleh mengendalikan "lonjakan" kuasa atau beban maksimum. Walaupun penggunaan biasa anda mungkin rendah, pam air atau motor peti sejuk boleh menggunakan 3 hingga 5 kali cabutan biasa apabila dihidupkan pada mulanya. Penyongsang yang tidak dapat menyokong lonjakan ini akan tersandung.

Voltan sistem 12V, 24V atau 48V perlu ditentukan. Sistem yang lebih kecil (iaitu van atau kabin kecil) cenderung menggunakan 12V jadi sistem 24V atau 48V biasanya diperlukan di rumah kerana jarak yang semakin meningkat antara bateri dan peralatan. Sistem voltan yang lebih tinggi adalah berfaedah kerana pendawaian kuprum yang lebih murah dan lebih nipis diperlukan, dan kehilangan kuasa adalah kurang dari jarak jauh.

Akhir sekali, spesifikasi teknikal bukan satu-satunya faktor. Lokasi fizikal panel anda adalah penting. Di Hemisfera Utara, panel sepatutnya menghadap ke selatan pada sudut kecondongan yang sama dengan latitud anda untuk memaksimumkan pendedahan.

Tambahan pula, penyelidikan akademik baru-baru ini menyerlahkan keperluan untuk "faktor kebolehsuaian" dalam-reka bentuk grid, terutamanya dalam kawasan membangun. Faktor seperti keupayaan pengguna untuk membayar penyelenggaraan, integriti struktur bumbung, dan juga keupayaan untuk menempatkan semula sistem adalah pertimbangan penting yang sering diabaikan dalam rangka kerja saiz standard.

Pertimbangkan jumlah keperluan tenaga dan bilangan panel solar yang boleh anda tampung di atas bumbung atau kawasan tanah yang tersedia. Satu-satunya pertimbangan lain ialah memilih antara panel Mono dan Poli. Ia adalah jalan yang panjang dan berliku yang dipenuhi dengan sains dan matematik. Namun pengembaraan suria di luar-grid memuncak dengan sara diri – ganjaran yang mendalam. Selain daripada ambang besar pengetahuan untuk meramalkan beban sistem dengan tepat dan meminimumkan kehilangan kuasa, keupayaan untuk mensaiz bateri simpanan untuk mencapai keadaan autonomi adalah diperlukan. Keupayaan untuk memadankan tatasusunan suria dengan waktu matahari tempatan dan memilih penyongsang yang sesuai juga merupakan prasyarat untuk membina sistem yang menghasilkan kuasa bersih dan beroperasi dalam kesunyian yang tenang untuk tahun-tahun akan datang. Sama ada sistem DIY atau sistem Profesional, pengetahuan tentang prinsip ini akan menjadikan matahari bekerja untuk anda.