Hjemmesolpanelanlegg 101

Det virker nesten magisk at du kan ta en flat, glassdekket plate (et solcellepanel), stikke den ut i solen og få strøm til å komme ut av den. Det virker enda mer magisk når du vurderer at a solelektrisk system, når det brytes ned i de mest essensielle elementene, er det lite mer enn sand og ledninger. Den virkelige magien bak solcellepaneler er et halvledermateriale (et naturlig mineralprodukt) som konverterer lysenergi til elektrisitet. Når du har produsert den elektriske energien, handler det bare om å overføre den via ledninger - fra solcellepanelene og inn i huset ditt eller til det elektriske nettnettet. Ren, enkel, vitenskapelig magi.

Et solcelle-elektrisk system er, bokstavelig talt, et husholdnings kraftverk. Den genererer strøm som er like nyttig som kraften du får fra verktøyet, og faktisk kan den bidra med strøm til verktøyet. På denne måten kan du faktisk produsere strøm ikke bare for ditt eget hjem, men også for naboene dine.

Hjertet i et solkraftsystem er solcellepanelene, som kan installeres på taket ditt eller på bakken. En gruppe solcellepaneler kalles en matrise. Når solen skinner på matrisen, skaper panelene strøm og fører den inn i ledninger som til slutt kobles til hjemmet sitt elektriske servicepanel, strømbryterboksen. Derfra kan strømmen brukes direkte av lysene og apparater i huset ditt. Hvis matrisen din lager mer strøm som huset ditt trenger når som helst, passerer overflødig strøm gjennom en spesiell elektrisk måler som lar strømmen bevege seg på verktøynettet, der den brukes av andre verktøy kunder.

Et hjemmesolsystem som er koblet til verktøynett er kjent i bransjen som "nettbundet" og er den vanligste, mest enkle og rimeligste typen hjemmesolsystem. Hvis du bor i et utviklet område med standard elektrisk service, og du bare vil oppveie noen eller de fleste av din konvensjonelle energibruk med solenergi, vil du sannsynligvis installere et nettbundet system. Det viktigste skillet mellom nettbaserte systemer er at energien flyter begge veier. Når huset ditt trenger mer strøm enn solcellepanelet produserer, henter huset strøm fra verktøyet. Når solproduksjonen din overstiger husholdningenes etterspørsel, mater du nettet med solenergien din (og du får kreditt for det, i en eller annen form).

Så nettbaserte systemer er avhengige av verktøyet for ekstra strøm når det er nødvendig. De er også avhengige av verktøynettet for drift. Når rutenettet går ned (for eksempel under storm eller reparasjoner av verktøyet), slutter også nettbaserte solsystemer å fungere. Panelene er selvsagt fremdeles funksjonelle, men strømstrømmen kuttes av før den kommer til bryterboksen eller verktøymåleren. Dette er en sikkerhetsfunksjon for å forhindre at husholdnings "kraftverk" får strøm på nettet når verktøyet forventer at det blir stengt.

Det er to andre typer solsystemer, i tillegg til standardnettbundet. Det mer vanlige alternativet til nettbundet er et off-grid system. Dette har de fleste av de samme komponentene i et nettbundet oppsett, og det kobles til hjemmets bryterboks, men det kobles ikke til verktøynettet. I stedet inkluderer den en stor samling av batterier, kalt a batteribank, som lagrer overflødig solkraft i løpet av dagen. Når solen går ned og matrisen slutter å generere strøm, henter huset lagret strøm fra batteribanken. Dagen etter, når solen kommer ut igjen, lader arrayet batteriene, og den daglige syklusen fortsetter.

Off-grid-systemer er vanlige i avsidesliggende områder der tilkobling av verktøy ikke er tilgjengelig eller er veldig kostbar. De er også populære blant hardkjerne solenergi (eller fornybar energi) -entusiaster som foretrekker å skaffe all sin egen husholdningsenergi. Off-grid-systemer koster omtrent dobbelt så mye som nett-bundet og krever mye mer overvåking og vedlikehold, men de gir belønningen for fullstendig energiuavhengighet.

Den tredje typen system er en kombinasjon av nett-bundet og off-rutenett og kalles, ikke overraskende, nettbundet med batteribackup. Navnet oppsummerer ganske mye hva det gjør. Det er knyttet til nettet, og det har en batteribank for sikkerhetskopiering når nettet går ned. Vanligvis er batteribanken relativt liten og gir bare noen få "kritiske belastninger" i huset, som kjøleskap, varmeutstyr og noen lys og stikkontakter. Den kan også bruke batteriene til å dra nytte av hastighetsnivået utenfor toppen, og trekke strømnettet når det er relativt billig. Å legge til batteribackup til et nettbasert system krever imidlertid sofistikert og kostbart utstyr, for ikke å nevne kompleks design og installasjon samt vedlikehold av batterier. Av denne grunn velger de fleste huseiere grunnleggende nettbaserte systemer i stedet.

Solenergi kalles teknisk photovoltaic, eller PV, som er en blanding av ordene bilde (for lys) og volt (for strøm). Sollys inneholder enheter av lysenergi som kalles fotoner. Et solcellepanel konverterer den energien til elektrisitet med sine solceller laget av krystallinsk silisium, en halvleder - et materiale som gjør en form for energi til elektrisitet. Enkelt sagt, lysets fotoner treffer den ene siden av solcellene; dette begeistrer elektroner i halvlederen, og strøm kommer ut på den andre siden. Ledende materialer (i hovedsak ledninger) fanger opp denne energien og mater den til solsystemet (PV).

Solcellepaneler produserer energi i form av likestrøm, eller DC, strøm. Men husholdningsapparater og lys tennes vekselstrøm, Vekselstrøm. Derfor må DC fra solcellepanelene konverteres til AC med en enhet som kalles a DC-til-AC inverter. Noen systemer bruker en enkelt omformer (kalt en strenginverter), som konverterer strømmen fra alle solcellepanelene; andre bruker mikroinvertere, som kobles til ett eller to paneler hver og skjult på hvert panel (eller et par paneler).

Når strømmen er konvertert til vekselstrøm, går den gjennom en frakoblingsbryter (som brukes til å isolere solarrayen fra resten av systemet, for sikkerhet, reparasjoner, etc.) deretter gjennom en PV-produksjonsmåler, som holder oversikt over solenergien produsert. Til slutt føres strømmen inn i hjemmets bryterboks, vanligvis med et par spesialbrytere. På den andre siden av bryterboksen er en nettmåler, som lar strøm løpe både på og av nettet, i motsetning til en vanlig enveismåler, som lar strømmen strømme fra nettet til huset. Nettmåleren registrerer både innkommende og utgående strøm, slik at du og hjelpefirmaet kan spore husholdningenes nett strømbruk.

Alle nettbaserte systemer inkluderer et middel for "rask avslutning", eller muligheten til å deaktivere systemet i matrisen. Dette gjør det mulig for beredskapspersonell (brannmannskaper, etc.) å stenge et PV-system fra utsiden av huset før de kommer inn i det. Systemer med strengomformere inkluderer separat avstengningsutstyr, mens de med mikroinvertere har automatisk avstengningsevne innebygd i mikroinverteren.