Sistem Panel Surya Rumah 101

Tampaknya hampir ajaib bahwa Anda dapat mengambil piring datar yang tertutup kaca (panel surya), menjulurkannya di bawah sinar matahari, dan mendapatkan listrik untuk mengeluarkannya. Tampaknya lebih ajaib ketika Anda menganggap bahwa a sistem tenaga surya, ketika dipecah menjadi elemen yang paling penting, hanya sedikit lebih dari pasir dan kabel. Keajaiban nyata di balik panel surya adalah bahan semi-konduktor (produk mineral alami) yang mengubah energi cahaya menjadi listrik. Setelah Anda menghasilkan energi listrik, itu hanya masalah mentransmisikannya melalui kabel-dari panel surya dan ke rumah Anda atau ke jaringan utilitas listrik. Murni, sederhana, ilmiah sihir.

Sistem listrik tenaga surya rumah, secara harfiah, adalah pembangkit listrik rumah tangga. Ini menghasilkan listrik yang setiap bit berguna seperti daya yang Anda dapatkan dari utilitas, dan, pada kenyataannya, itu dapat berkontribusi daya ke sistem utilitas. Dengan cara ini, Anda benar-benar dapat menghasilkan daya tidak hanya untuk rumah Anda sendiri tetapi juga untuk rumah tetangga Anda.

Jantung dari sistem tenaga surya adalah panel surya, yang dapat dipasang di atap atau di tanah. Sekelompok panel surya disebut Himpunan. Ketika matahari bersinar ke array, panel menciptakan listrik dan memasukkannya ke kabel yang akhirnya terhubung ke panel layanan listrik rumah Anda, kotak pemutus sirkuit Anda. Dari sana, listrik dapat digunakan langsung oleh lampu dan peralatan di rumah Anda. Jika array Anda menghasilkan lebih banyak listrik yang dibutuhkan rumah Anda setiap saat, kelebihan listrik akan lewat melalui meteran listrik khusus yang memungkinkan daya untuk berpindah ke jaringan utilitas, di mana digunakan oleh utilitas lain pelanggan.

Sistem tata surya rumah yang terhubung ke jaringan utilitas dikenal di industri sebagai "grid-terikat" dan merupakan jenis tata surya rumah yang paling umum, paling sederhana, dan paling murah. Jika Anda tinggal di daerah yang dikembangkan dengan layanan listrik standar dan Anda hanya ingin mengimbangi sebagian atau sebagian dari penggunaan energi konvensional Anda dengan listrik tenaga surya, Anda kemungkinan besar akan memasang sistem grid-terikat. Perbedaan utama dari sistem grid-terikat adalah bahwa energi mengalir dua arah. Ketika rumah Anda membutuhkan lebih banyak listrik daripada array surya Anda menghasilkan, rumah menarik daya dari utilitas. Ketika produksi matahari Anda melebihi permintaan rumah tangga, Anda memberi makan grid dengan tenaga surya Anda (dan Anda mendapatkan kredit untuk itu, dalam satu atau lain bentuk).

Jadi, sistem grid-terikat mengandalkan utilitas untuk daya ekstra saat dibutuhkan. Mereka juga mengandalkan jaringan utilitas untuk operasi. Ketika grid turun (seperti saat badai atau perbaikan utilitas), sistem surya yang diikat grid juga berhenti bekerja. Panel masih berfungsi, tentu saja, tetapi aliran listrik terputus sebelum sampai ke kotak pemutus atau meteran utilitas. Ini adalah fitur keselamatan untuk mencegah "pembangkit listrik" rumah tangga memberi energi ke jaringan ketika utilitas mengharapkannya untuk dimatikan.

Ada dua jenis sistem tata surya lain, selain grid-terikat standar. Alternatif yang lebih umum untuk grid-terikat adalah sistem off-grid. Ini memiliki sebagian besar komponen yang sama dari pengaturan grid-terikat, dan terhubung ke kotak pemutus rumah, tetapi tidak terhubung ke jaringan utilitas. Sebagai gantinya, ini termasuk banyak koleksi baterai, yang disebut a bank baterai, yang menyimpan tenaga surya berlebih pada siang hari. Ketika matahari terbenam dan array berhenti menghasilkan listrik, rumah menarik daya yang tersimpan dari bank baterai. Hari berikutnya, ketika matahari muncul lagi, baterai mengisi ulang baterai, dan siklus harian berlanjut.

Sistem off-grid umum di daerah terpencil di mana sambungan utilitas tidak tersedia atau sangat mahal. Mereka juga populer dengan penggemar hard-core surya (atau energi terbarukan) yang lebih suka menyediakan semua energi rumah tangga mereka sendiri. Sistem off-grid berharga sekitar dua kali lipat dari grid-terikat dan membutuhkan lebih banyak pemantauan dan pemeliharaan, tetapi mereka menawarkan imbalan kemandirian energi lengkap.

Jenis sistem ketiga adalah kombinasi antara grid-terikat dan off-grid dan disebut, tidak mengherankan, diikat jaringan dengan cadangan baterai. Nama ini cukup meringkas apa fungsinya. Itu terikat ke grid, dan memiliki bank baterai untuk daya cadangan ketika grid turun. Biasanya, bank baterai relatif kecil dan kekuatan hanya beberapa "beban kritis" di rumah, seperti lemari es, peralatan pemanas, dan beberapa lampu dan outlet. Ini juga dapat menggunakan baterai untuk mengambil keuntungan dari tingkat utilitas off-peak, menarik daya jaringan saat itu relatif murah. Namun, menambahkan cadangan baterai ke sistem yang diikat jaringan memerlukan peralatan yang canggih dan mahal, belum lagi desain dan pemasangan yang rumit serta pemeliharaan baterai. Untuk alasan ini, kebanyakan pemilik rumah memilih sistem dasar grid-terikat sebagai gantinya.

Listrik tenaga surya secara teknis disebut fotovoltaik, atau PV, yang merupakan campuran dari kata-kata foto (untuk cahaya) dan volt (untuk listrik). Sinar matahari mengandung satuan energi cahaya yang disebut foton. Panel surya mengubah energi itu menjadi listrik dengan sel surya yang terbuat dari silikon kristalin, semi-konduktor — bahan yang mengubah satu bentuk energi menjadi listrik. Sederhananya, foton cahaya menyerang satu sisi sel surya; ini membangkitkan elektron dalam semi-konduktor, dan listrik keluar dari sisi lain. Bahan konduktif (pada dasarnya, kabel) menangkap energi ini dan memberinya makan sistem tenaga surya (PV).

Panel surya menghasilkan energi dalam bentuk arus searah, atau DC, listrik. Tapi peralatan rumah tangga dan lampu Anda menyala arus bolak-balik, AC, listrik. Oleh karena itu, DC dari panel surya harus dikonversi ke AC dengan perangkat yang disebut a Inverter DC-to-AC. Beberapa sistem menggunakan inverter tunggal (disebut inverter string), yang mengubah daya dari semua panel surya; yang lain menggunakan microinverters, yang terhubung ke masing-masing satu atau dua panel dan terselubung di setiap panel (atau sepasang panel).

Setelah daya dikonversi ke AC, ia pergi melalui sakelar pemutus (yang digunakan untuk mengisolasi array surya dari sisa sistem, untuk keselamatan, perbaikan, dll.) kemudian melalui meter produksi PV, yang melacak energi matahari diproduksi. Akhirnya, daya dimasukkan ke kotak pemutus rumah, biasanya dengan beberapa pemutus sirkuit khusus. Di sisi lain kotak pemutus adalah a meteran bersih, yang memungkinkan daya mengalir masuk dan keluar dari grid, tidak seperti meter satu arah standar, yang memungkinkan daya mengalir hanya dari grid ke rumah. Meteran bersih mencatat daya masuk dan keluar, sehingga Anda dan perusahaan utilitas dapat melacak rumah tangga Anda bersih penggunaan listrik.

Semua sistem yang diikat dengan kisi-kisi mencakup cara untuk "shutdown cepat," atau kemampuan untuk menonaktifkan sistem pada array. Ini memungkinkan personel darurat (petugas pemadam kebakaran, dll.) Untuk mematikan sistem PV dari luar rumah sebelum memasukinya. Sistem dengan string inverter termasuk peralatan shutdown yang terpisah, sementara yang dengan microinverters memiliki kemampuan shutdown otomatis yang dibangun ke dalam microinverters.