Sistemi di pannelli solari domestici 101

Sembra quasi magico che tu possa prendere un piatto piatto di vetro (un pannello solare), sporgerlo al sole e ottenere elettricità per uscirne. Sembra ancora più magico se si considera che a sistema elettrico solare, se scomposto nei suoi elementi più essenziali, è poco più che sabbia e fili. La vera magia dietro i pannelli solari è un materiale semiconduttore (un prodotto minerale naturale) che converte l'energia della luce in elettricità. Una volta che hai prodotto l'energia elettrica, si tratta semplicemente di trasmetterla tramite fili, dai pannelli solari, a casa tua o sulla rete elettrica. Puro, semplice, scientifico Magia.

Un sistema elettrico solare domestico è, letteralmente, una centrale elettrica domestica. Genera elettricità utile tanto quanto l'energia fornita dall'utilità e, di fatto, può contribuire al sistema di utilità. In questo modo, puoi effettivamente produrre energia non solo per la tua casa ma anche per le case dei tuoi vicini.

Il cuore di un sistema di energia solare sono i pannelli solari, che possono essere installati sul tetto o sul terreno. Un gruppo di pannelli solari si chiama an Vettore. Quando il sole splende sull'array, i pannelli creano elettricità e la alimentano in fili che alla fine si collegano al pannello di servizio elettrico della tua casa, la tua scatola dell'interruttore. Da lì, l'elettricità può essere utilizzata direttamente dalle luci e dagli elettrodomestici di casa. Se l'array produce più elettricità di cui la tua casa ha bisogno in un dato momento, l'elettricità in eccesso passa attraverso un apposito contatore elettrico che consente alla potenza di spostarsi sulla rete pubblica, dove viene utilizzata da altre utility i clienti.

Un sistema solare domestico collegato al griglia di utilità è noto nel settore come "legato alla griglia" ed è il tipo più comune, più semplice e meno costoso di sistema solare domestico. Se vivi in ​​un'area sviluppata con un servizio elettrico standard e vuoi solo compensare alcuni o più del tuo consumo di energia convenzionale con l'elettricità solare, molto probabilmente installerai un sistema collegato alla rete. La distinzione chiave dei sistemi collegati alla rete è che l'energia scorre in entrambe le direzioni. Quando la tua casa ha bisogno di più elettricità di quella che il tuo impianto solare sta producendo, la casa prende energia dall'utilità. Quando la produzione solare supera la domanda delle famiglie, si alimenta la rete con la propria energia solare (e si ottiene credito per essa, in un modo o nell'altro).

Pertanto, i sistemi collegati alla rete fanno affidamento sull'utilità per maggiore potenza quando necessario. Si basano anche sulla griglia di utilità per il funzionamento. Quando la rete si abbassa (come durante una tempesta o riparazioni di servizi), anche i sistemi solari collegati alla rete smettono di funzionare. I pannelli sono ancora funzionanti, ovviamente, ma il flusso di elettricità viene interrotto prima che arrivi alla tua scatola dell'interruttore o al contatore delle utenze. Questa è una funzione di sicurezza per impedire alle "centrali elettriche" domestiche di alimentare la rete quando l'utilità prevede che venga chiusa.

Esistono altri due tipi di sistemi solari, oltre allo standard legato alla griglia. L'alternativa più comune alla griglia legata è un sistema off-grid. Questo ha la maggior parte degli stessi componenti di una configurazione legata alla griglia e si connette al breaker box della casa, ma non si collega alla griglia dell'utilità. Invece, include una vasta collezione di batterie, chiamata a banco batterie, che immagazzina l'energia solare in eccesso durante il giorno. Quando il sole tramonta e l'array smette di generare elettricità, la casa consuma energia accumulata dal banco batterie. Il giorno successivo, quando il sole esce di nuovo, l'array ricarica le batterie e il ciclo giornaliero continua.

I sistemi off-grid sono comuni nelle aree remote in cui l'utilità non è disponibile o è molto costosa. Sono anche popolari tra gli appassionati di energia solare (o di energia rinnovabile) che preferiscono fornire tutta la propria energia domestica. I sistemi off-grid costano circa il doppio rispetto alla rete e richiedono molto più monitoraggio e manutenzione, ma offrono la ricompensa della completa indipendenza energetica.

Il terzo tipo di sistema è una combinazione di grid-linked e off-grid e viene chiamato, non a caso, legato alla griglia con batteria di riserva. Il nome riassume praticamente ciò che fa. È legato alla griglia e ha un banco batteria per l'alimentazione di backup quando la griglia si abbassa. In genere, il banco batterie è relativamente piccolo e alimenta solo pochi "carichi critici" in casa, come il frigorifero, le apparecchiature di riscaldamento e alcune luci e prese. Può anche utilizzare le batterie per sfruttare i tassi di utilità non di punta, assorbendo energia di rete quando è relativamente poco costoso. Tuttavia, l'aggiunta di backup della batteria a un sistema collegato alla rete richiede apparecchiature sofisticate e costose, per non parlare della progettazione e dell'installazione complesse, nonché della manutenzione della batteria. Per questo motivo, la maggior parte dei proprietari di case optano invece per sistemi di base collegati alla griglia.

L'elettricità solare è tecnicamente chiamata fotovoltaicoo PV, che è una fusione delle parole foto (per la luce) e volt (per l'elettricità). La luce solare contiene unità di energia luminosa chiamate fotoni. Un pannello solare converte quell'energia in elettricità con le sue celle solari fatte di silicio cristallino, un semiconduttore, un materiale che trasforma una forma di energia in elettricità. In poche parole, i fotoni di luce colpiscono un lato delle celle solari; questo eccita gli elettroni nel semiconduttore e l'elettricità esce dall'altra parte. I materiali conduttivi (essenzialmente i fili) catturano questa energia e la alimentano con il sistema solare (PV).

I pannelli solari producono energia sotto forma di corrente continuao DC, elettricità. Ma i tuoi elettrodomestici e le luci si accendono corrente alternata, Corrente alternata. Pertanto, la CC dai pannelli solari deve essere convertita in CA con un dispositivo chiamato a Inverter DC-AC. Alcuni sistemi utilizzano un singolo inverter (chiamato inverter di stringa), che converte la potenza di tutti i pannelli solari; altri usano microinverter, che si collegano a uno o due pannelli ciascuno e si nascondono su ciascun pannello (o coppia di pannelli).

Una volta che l'alimentazione viene convertita in CA, passa attraverso un interruttore di disconnessione (che viene utilizzato per isolare l'array solare dal resto del sistema, per sicurezza, riparazioni, ecc.) quindi attraverso un contatore di produzione fotovoltaica, che tiene traccia dell'energia solare prodotta. Infine, l'alimentazione viene immessa nella scatola degli interruttori domestici, di solito con un paio di interruttori speciali. Dall'altro lato della scatola dell'interruttore è a metro netto, che consente al flusso di energia di entrare e uscire dalla rete, a differenza di un misuratore unidirezionale standard, che consente il flusso di energia solo dalla rete alla casa. Il misuratore di rete registra sia la potenza in entrata che quella in uscita, così tu e la società di servizi pubblici potete tracciare la potenza della vostra famiglia netto uso di elettricità.

Tutti i sistemi collegati alla griglia includono un mezzo per lo "spegnimento rapido" o la possibilità di disabilitare il sistema nell'array. Ciò consente al personale di emergenza (vigili del fuoco, ecc.) Di chiudere un impianto fotovoltaico dall'esterno della casa prima di accedervi. I sistemi con inverter di stringa includono apparecchiature di spegnimento separate, mentre quelle con microinverter dispongono di funzionalità di spegnimento automatico integrate nei microinverter.