Hem solpanelsystem 101

Det verkar nästan magiskt att du kan ta en platt, täckt glasplatta (en solpanel), sticka den ut i solen och få el att komma ut ur den. Det verkar ännu mer magiskt när man tänker på att a solenergisystem, när det är uppdelat i sina mest väsentliga element, är lite mer än sand och ledningar. Den verkliga magin bakom solpaneler är ett halvledarmaterial (en naturlig mineralprodukt) som konverterar ljusenergi till elektricitet. När du har producerat den elektriska energin handlar det bara om att överföra den via ledningar - från solpanelerna och in i ditt hus eller till elnätet. Ren, enkel, vetenskaplig magi.

Ett solenergi för hemmet är, bokstavligen, ett hushålls kraftverk. Den genererar elektricitet som är lika användbar som den kraft du får från verktyget, och faktiskt kan den bidra med ström till verktygssystemet. På detta sätt kan du faktiskt producera kraft inte bara för ditt eget hem utan också för dina grannars hem.

Hjärtat i ett solenergisystem är solpanelerna, som kan installeras på ditt tak eller på marken. En grupp solpaneler kallas en array. När solen skiner på matrisen skapar panelerna elektricitet och matar den i ledningar som slutligen ansluter till ditt hems elektriska servicepanel, din brytare. Därifrån kan elen användas direkt av lamporna och apparaterna i ditt hus. Om din grupp producerar mer el som ditt hus behöver vid en viss tidpunkt passerar överskottet el genom en speciell elektrisk mätare som tillåter kraften att flytta till nätnätet, där den används av andra verktyg kunder.

Ett hemssolsystem som är anslutet till verktygsnät är känt i branschen som "gridbundet" och är den vanligaste, mest enkla och billigaste typen av solsystem för hemmet. Om du bor i ett utvecklat område med standardelektrisk service och du bara vill kompensera för några eller de flesta av din konventionella energianvändning med solenergi installerar du troligtvis ett nätbundet system. Den viktigaste skillnaden i nätbundna system är att energin flyter båda vägarna. När ditt hus behöver mer elektricitet än vad din solpanel producerar drar huset ström från verktyget. När din solproduktion överstiger hushållets efterfrågan matar du nätet med din solkraft (och du får kredit för det, i en eller annan form).

Så, nätbundna system förlitar sig på verktyget för extra kraft vid behov. De förlitar sig också på verktygsnätet för drift. När nätet går ner (t.ex. under en storm eller reparationer av verktyg), slutar även nätbundna solsystem att fungera. Panelerna är naturligtvis fortfarande funktionella, men elflödet stängs av innan det kommer till din brytare eller verktygsmätare. Detta är en säkerhetsfunktion för att förhindra hushållens "kraftverk" från att spänna nätet när verktyget förväntar sig att det stängs av.

Det finns två andra typer av solsystem, förutom standardnätbundet. Det vanligaste alternativet till nätbundet är ett off-grid system. Detta har de flesta av samma komponenter i en nätbunden installation, och den ansluts till hemets brytare, men den ansluts inte till verktygsnätet. Istället innehåller den en stor samling batterier, kallad a batteribank, som lagrar överskott av solenergi under dagen. När solen går ner och matrisen slutar producera el drar huset lagrad kraft från batteribanken. Nästa dag, när solen kommer ut igen, laddar matrisen batterierna och den dagliga cykeln fortsätter.

Off-grid-system är vanliga i avlägsna områden där verktygskoppling inte är tillgänglig eller är mycket dyr. De är också populära bland hårdkärna sol- (eller förnybar energi) entusiaster som föredrar att tillhandahålla all sin egen hushållsenergi. Off-grid-system kostar ungefär dubbelt så mycket som nätbundet och kräver mycket mer övervakning och underhåll, men de ger belöningen för fullständigt energioberoende.

Den tredje typen av system är en kombination av rutnät och off-grid och kallas, inte förvånande, nätbundet med batteribackup. Namnet sammanfattar ganska mycket vad det gör. Det är bundet till nätet och det har en batteribank för reservkraft när nätet går ner. Vanligtvis är batteribanken relativt liten och driver bara några "kritiska belastningar" i huset, som kylskåp, värmeutrustning och vissa ljus och uttag. Det kan också använda batterierna för att dra nytta av hastighetsnivån utanför topp, och dra ut nätspänning när det är relativt billigt. Att lägga till batteribackup till ett nätbundet system kräver dock sofistikerad och dyr utrustning, för att inte tala om komplex design och installation samt batteriunderhåll. Av denna anledning väljer de flesta husägare grundläggande nätbundna system istället.

Solenergi kallas tekniskt solcellereller PV, som är en blandning av orden Foto (för ljus) och volt (för el). Solljus innehåller enheter av ljusenergi som kallas fotoner. En solpanel konverterar den energin till elektricitet med sina solceller gjorda av kristallint kisel, en halvledare - ett material som förvandlar en form av energi till elektricitet. Enkelt uttryckt slår ljusets fotoner på ena sidan av solcellerna; detta väcker elektroner i halvledaren och el kommer ut på andra sidan. Ledande material (i huvudsak ledningar) fångar upp denna energi och matar den till solsystemet (PV).

Solpaneler producerar energi i form av likströmeller DC, el. Men dina hushållsapparater och lampor tänds växelström, AC, effekt. Därför måste DC från solpanelerna konverteras till AC med en enhet som kallas a DC-till-AC inverter. Vissa system använder en enda inverterare (kallad en stränginverterare), som konverterar kraften från alla solpaneler; andra använder mikroinverterare, som ansluter till en eller två paneler vardera och höljande vid varje panel (eller ett par paneler).

När strömmen har konverterats till växelström går den via en frånkopplare (som används för att isolera solpanelen från resten av systemet, för säkerhet, reparationer, etc.) sedan genom en PV-produktionsmätare, som håller reda på solenergin produceras. Slutligen matas strömmen in i hemets brytare, vanligtvis med ett par specialbrytare. På andra sidan av brytaren är en nettomätare, som låter ström springa både på och utanför nätet, till skillnad från en standard envägsmätare, som låter strömmen endast flöda från nätet till huset. Nätmätaren registrerar både inkommande och utgående kraft, så att du och verktygsföretaget kan spåra ditt hushåll netto elanvändning.

Alla nätbundna system har ett medel för "snabb avstängning" eller förmågan att inaktivera systemet i matrisen. Detta gör det möjligt för akutpersonal (brandmän, etc.) att stänga av ett PV-system från utsidan av huset innan de går in i det. System med stränginverterare inkluderar separat avstängningsutrustning, medan de med mikroinverterare har automatisk avstängningsfunktion inbyggd i mikroinverterarna.