Συστήματα Home Solar Panel 101

Φαίνεται σχεδόν μαγικό ότι μπορείτε να πάρετε μια επίπεδη, γυάλινη πλάκα (ηλιακό πάνελ), να την κολλήσετε στον ήλιο και να πάρετε ηλεκτρικό ρεύμα για να βγείτε από αυτήν. Φαίνεται ακόμη πιο μαγικό όταν το θεωρείτε α ηλιακό ηλεκτρικό σύστημα, όταν διασπάται στα πιο βασικά στοιχεία του, είναι κάτι παραπάνω από άμμο και σύρματα. Η πραγματική μαγεία πίσω από τα ηλιακά πάνελ είναι ένα υλικό ημιαγωγών (ένα φυσικό ορυκτό προϊόν) που μετατρέπει την ελαφριά ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Μόλις παραγάγετε την ηλεκτρική ενέργεια, είναι απλώς θέμα μετάδοσης μέσω καλωδίων - από τα ηλιακά πάνελ και στο σπίτι σας ή στο ηλεκτρικό δίκτυο. Καθαρό, απλό, επιστημονικός μαγεία.

Ένα οικιακό ηλιακό ηλεκτρικό σύστημα είναι, κυριολεκτικά, ένας οικιακός σταθμός παραγωγής ενέργειας. Παράγει ηλεκτρική ενέργεια που είναι εξίσου χρήσιμη με την ισχύ που παίρνετε από το βοηθητικό πρόγραμμα και, στην πραγματικότητα, μπορεί να συνεισφέρει ισχύ στο βοηθητικό σύστημα. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε πραγματικά να παράγετε ενέργεια όχι μόνο για το σπίτι σας αλλά και για τα σπίτια των γειτόνων σας.

Η καρδιά ενός συστήματος ηλιακής ενέργειας είναι τα ηλιακά πάνελ, τα οποία μπορούν να εγκατασταθούν στην οροφή σας ή στο έδαφος. Μια ομάδα ηλιακών συλλεκτών ονομάζεται πίνακας. Όταν ο ήλιος λάμπει στη συστοιχία, τα πάνελ δημιουργούν ηλεκτρισμό και τροφοδοτούν με καλώδια που τελικά συνδέονται με τον πίνακα ηλεκτρικού σέρβις του σπιτιού σας, το κιβώτιο διακοπτών. Από εκεί, ο ηλεκτρισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας από τα φώτα και τις συσκευές στο σπίτι σας. Εάν η συστοιχία σας παράγει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια που χρειάζεται το σπίτι σας ανά πάσα στιγμή, η υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια περνά μέσω ενός ειδικού ηλεκτρικού μετρητή που επιτρέπει την τροφοδοσία ρεύματος στο πλέγμα χρησιμότητας, όπου χρησιμοποιείται από άλλο βοηθητικό πρόγραμμα οι πελάτες.

Ένα οικιακό ηλιακό σύστημα που συνδέεται με το πλέγμα χρησιμότητας είναι γνωστό στη βιομηχανία ως "συνδεδεμένο στο δίκτυο" και είναι ο πιο συνηθισμένος, πιο απλός και λιγότερο ακριβός τύπος οικιακού ηλιακού συστήματος. Εάν ζείτε σε μια ανεπτυγμένη περιοχή με τυπική ηλεκτρική υπηρεσία και θέλετε απλώς να αντισταθμίσετε μερικά ή περισσότερα της συμβατικής σας ενεργειακής χρήσης με ηλιακό ηλεκτρικό ρεύμα, πιθανότατα θα εγκαταστήσετε ένα συνδεδεμένο δίκτυο. Η βασική διάκριση των συνδεδεμένων με το δίκτυο συστημάτων είναι ότι η ενέργεια ρέει αμφίδρομα. Όταν το σπίτι σας χρειάζεται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ό, τι παράγει η ηλιακή σας συστοιχία, το σπίτι τραβάει ενέργεια από το βοηθητικό πρόγραμμα. Όταν η ηλιακή σας παραγωγή υπερβαίνει τη ζήτηση των νοικοκυριών, τροφοδοτείτε το δίκτυο με την ηλιακή σας ενέργεια (και λαμβάνετε πίστωση για αυτό, με τη μία ή την άλλη μορφή).

Έτσι, τα συνδεδεμένα με το δίκτυο συστήματα βασίζονται στο βοηθητικό πρόγραμμα για επιπλέον ισχύ όταν χρειάζεται. Στηρίζονται επίσης στο πλέγμα χρησιμότητας για λειτουργία. Όταν το δίκτυο πέφτει (όπως κατά τη διάρκεια καταιγίδας ή επισκευών βοηθητικών προγραμμάτων), τα συνδεδεμένα με το δίκτυο ηλιακά συστήματα σταματούν επίσης να λειτουργούν. Τα πάνελ είναι ακόμα λειτουργικά, φυσικά, αλλά η ροή ηλεκτρικού ρεύματος διακόπτεται πριν φτάσει στο διακόπτη ή στον μετρητή χρησιμότητας. Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό ασφαλείας που αποτρέπει την ενεργοποίηση του δικτύου των οικιακών "μονάδων παραγωγής ενέργειας" όταν το βοηθητικό πρόγραμμα αναμένει να κλείσει.

Υπάρχουν δύο άλλοι τύποι ηλιακών συστημάτων, εκτός από τα τυποποιημένα πλέγματα. Η πιο κοινή εναλλακτική λύση έναντι του πλέγματος είναι ένα σύστημα εκτός δικτύου. Αυτό έχει τα περισσότερα από τα ίδια στοιχεία μιας εγκατεστημένης πλέγματος εγκατάστασης και συνδέεται με το διακόπτη του σπιτιού, αλλά δεν συνδέεται με το πλέγμα κοινής ωφέλειας. Αντ 'αυτού, περιλαμβάνει μια μεγάλη συλλογή μπαταριών, που ονομάζεται α τράπεζα μπαταριών, που αποθηκεύει υπερβολική ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας. Όταν ο ήλιος δύει και η συστοιχία σταματά να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα, το σπίτι αντλεί αποθηκευμένη ενέργεια από την τράπεζα μπαταριών. Την επόμενη μέρα, όταν ο ήλιος βγει ξανά, η συστοιχία επαναφορτίζει τις μπαταρίες και ο καθημερινός κύκλος συνεχίζεται.

Τα συστήματα εκτός δικτύου είναι συνηθισμένα σε απομακρυσμένες περιοχές όπου δεν υπάρχει διαθέσιμο πρόγραμμα σύνδεσης ή είναι πολύ ακριβό. Είναι επίσης δημοφιλείς στους λάτρεις της ηλιακής ενέργειας (ή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας) που προτιμούν να παρέχουν όλη τους την οικιακή ενέργεια. Τα συστήματα εκτός δικτύου κοστίζουν περίπου διπλάσιο από το συνδεδεμένο στο δίκτυο και απαιτούν πολύ περισσότερη παρακολούθηση και συντήρηση, αλλά προσφέρουν την επιβράβευση της απόλυτης ενεργειακής ανεξαρτησίας.

Ο τρίτος τύπος συστήματος είναι ένας συνδυασμός πλέγματος και εκτός δικτύου και ονομάζεται, δεν αποτελεί έκπληξη, πλέγμα με εφεδρική μπαταρία. Το όνομα συνοψίζει σχεδόν τι κάνει. Είναι συνδεδεμένο με το πλέγμα και διαθέτει μια τράπεζα μπαταριών για εφεδρική ισχύ όταν το δίκτυο πέσει. Συνήθως, η συστοιχία μπαταριών είναι σχετικά μικρή και τροφοδοτεί μόνο μερικά "κρίσιμα φορτία" στο σπίτι, όπως ψυγείο, εξοπλισμό θέρμανσης και ορισμένα φώτα και πρίζες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει τις μπαταρίες για να επωφεληθεί από τις χρεώσεις εκτός αιχμής, αντλώντας ισχύ από το δίκτυο όταν είναι σχετικά φθηνή. Ωστόσο, η προσθήκη αντιγράφων ασφαλείας της μπαταρίας σε ένα συνδεδεμένο στο δίκτυο σύστημα απαιτεί εξελιγμένο και ακριβό εξοπλισμό, για να μην αναφέρουμε τον περίπλοκο σχεδιασμό και την εγκατάσταση, καθώς και τη συντήρηση της μπαταρίας. Για αυτόν τον λόγο, οι περισσότεροι ιδιοκτήτες σπιτιού επιλέγουν βασικά συστήματα που συνδέονται με το δίκτυο.

Η ηλιακή ηλεκτρική ενέργεια καλείται τεχνικά φωτοβολταϊκά, ή PV, που είναι ένας συνδυασμός των λέξεων φωτογραφία (για φως) και βόλτ (για ηλεκτρική ενέργεια). Το φως του ήλιου περιέχει μονάδες φωτεινής ενέργειας που ονομάζεται φωτόνια. Ένας ηλιακός συλλέκτης μετατρέπει αυτήν την ενέργεια σε ηλεκτρισμό με τα ηλιακά στοιχεία του από κρυσταλλικό πυρίτιο, έναν ημιαγωγό - ένα υλικό που μετατρέπει μια μορφή ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Με απλά λόγια, τα φωτόνια του φωτός χτυπούν τη μία πλευρά των ηλιακών κυττάρων. Αυτό διεγείρει τα ηλεκτρόνια στον ημιαγωγό και η ηλεκτρική ενέργεια βγαίνει από την άλλη πλευρά. Τα αγώγιμα υλικά (ουσιαστικά, σύρματα) συλλαμβάνουν αυτήν την ενέργεια και τροφοδοτούν το ηλιακό (PV) σύστημα.

Τα ηλιακά πάνελ παράγουν ενέργεια με τη μορφή συνεχές ρεύμα, ή DC, ηλεκτρική ενέργεια. Αλλά οι οικιακές συσκευές και τα φώτα σας λειτουργούν εναλλασσόμενο ρεύμα, AC, ισχύς. Επομένως, το DC από τα ηλιακά πάνελ πρέπει να μετατραπεί σε AC με μια συσκευή που ονομάζεται a Μετατροπέας DC-to-AC. Ορισμένα συστήματα χρησιμοποιούν έναν μόνο μετατροπέα (που ονομάζεται μετατροπέας συμβολοσειρών), ο οποίος μετατρέπει την ισχύ από όλα τα ηλιακά πάνελ. Άλλοι χρησιμοποιούν μικρο-μετατροπείς, οι οποίοι συνδέονται σε έναν ή δύο πίνακες ο καθένας και κρυμμένος σε κάθε πίνακα (ή ζεύγος πλαισίων).

Μόλις η ισχύς μετατραπεί σε εναλλασσόμενο ρεύμα, περνά μέσω ενός διακόπτη αποσύνδεσης (ο οποίος χρησιμοποιείται για την απομόνωση της ηλιακής συστοιχίας από το υπόλοιπο του συστήματος, για ασφάλεια, επισκευές, κ.λπ.) στη συνέχεια μέσω ενός μετρητή φωτοβολταϊκής παραγωγής, ο οποίος παρακολουθεί την ηλιακή ενέργεια παράγεται. Τέλος, η τροφοδοσία τροφοδοτείται στο κιβώτιο διακοπτών του σπιτιού, συνήθως με μερικούς ειδικούς διακόπτες. Στην άλλη πλευρά του διακόπτη είναι ένα καθαρός μετρητής, που επιτρέπει την τροφοδοσία ρεύματος τόσο εντός όσο και εκτός του δικτύου, σε αντίθεση με έναν τυπικό μετρητή μονής κατεύθυνσης, ο οποίος επιτρέπει τη ροή ισχύος μόνο από το δίκτυο προς το σπίτι. Ο καθαρός μετρητής καταγράφει τόσο την εισερχόμενη όσο και την εξερχόμενη ισχύ, ώστε εσείς και η εταιρεία κοινής ωφελείας να μπορείτε να παρακολουθείτε το νοικοκυριό σας καθαρά χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.

Όλα τα συνδεδεμένα στο δίκτυο συστήματα περιλαμβάνουν ένα μέσο για «ταχεία απενεργοποίηση» ή τη δυνατότητα απενεργοποίησης του συστήματος στη συστοιχία. Αυτό επιτρέπει στο προσωπικό έκτακτης ανάγκης (πυροσβέστες, κ.λπ.) να κλείσει ένα φωτοβολταϊκό σύστημα έξω από το σπίτι πριν από την είσοδό του. Τα συστήματα με μετατροπείς συμβολοσειράς περιλαμβάνουν ξεχωριστό εξοπλισμό τερματισμού λειτουργίας, ενώ τα συστήματα με μικρο-μετατροπείς έχουν δυνατότητα αυτόματης απενεργοποίησης ενσωματωμένη στους μικρο-μετατροπείς.