Jaké typy solárních energetických systémů existují?

Solární systémy jsou klasifikovány podle toho, jak se připojují k rozvodné síti a jak se využívá elektřina. Existují čtyři hlavní typy:systémy vázané na síť, systémy mimo síť, hybridní systémy a čistě stejnosměrné systémy.

Všechny čtyři používají v podstatě stejné solární panely. Liší se v tom, zda existuje připojení k síti, zda je k dispozici baterie a zda je napájení dodáváno jako AC nebo DC. Který z nich je pro vás ten pravý, závisí na tom, zda je tam, kde se nacházíte, dostupná síť, jaká je cena elektřiny a jak moc by výpadek proudu bolel.
 

Zde je nejprve srovnání vedle sebe, poté následuje bližší pohled na každý typ.
 

1. Solární systémy vázané na síť: Napájejte elektřinu přímo do sítě

Jak to funguje

Během dne panely vyrábějí stejnosměrnou elektřinu. Střídač vázaný na síť jej převádí na střídavý proud, který odpovídá frekvenci a fázi sítě. Energie nejprve napájí vaše vlastní zátěže a veškerý přebytek se prodává do sítě. V noci nebo za zatažených dnů, kdy panely nedokážou pokrýt vaši poptávku, nakupujete elektřinu ze sítě. Není zapojena žádná baterie.

Z čeho se skládá

Solární panely a montážní konstrukce:panely přeměňují sluneční světlo na elektřinu a montážní konstrukce nastavuje úhel náklonu a odolnost proti větru.

Invertor vázaný na síť:srdcem systému. Provádí sledování bodu maximálního výkonu (MPPT), převádí stejnosměrný proud na střídavý a poskytuje ochranu propojení sítě.

DC ochrana:DC kabely, DC spínače a slučovací skříň (malé řetězcové systémy často slučovací skříň vynechávají).

AC rozvodná skříň:obsahuje jističe a přepěťovou ochranu.

Metr:měřič výroby nebo obousměrný měřič používaný k vypořádání elektřiny vyvezené do sítě.

Ochrana před bleskem, uzemnění a monitorování:ty udržují systém v bezpečí a umožňují vzdáleně kontrolovat generovaná data.

Kam se to hodí

Nejlépe funguje tam, kde je denní spotřeba elektřiny vysoká a síť je stabilní: domy a vily postavené vlastními silami s využitelnou střešní plochou a továrny, sklady, supermarkety a školy, které fungují během dne. Má nejnižší investice a nejjednodušší konstrukci a je to typ s největší instalovanou kapacitou na světě.

Příklady a doporučení

Venkovský dům postavený svépomocí:se zhruba 60 až 80 metry čtverečními střešní plochy můžete nainstalovat asi 8 až 10 kW. Vyberte jednofázový nebo třífázový stringový střídač. Roční produkce závisí na místním slunečním záření, proto ji odhadněte pomocí údajů o místním ozáření.

Tovární budova:velká střecha a vysoké denní zatížení vyhovuje systému 300 kW až 1 MW, využívanému především pro vlastní spotřebu s přebytky exportovanými do sítě. Návratnost je obvykle kratší než u rezidenčních systémů.

Je třeba mít na paměti jednu věc

Systém navázaný na mřížku se automaticky vypne, když se síť vypne (ochrana proti ostrovům). To znamená, že dům se systémem vázaným na rozvodnou síť nemá během výpadku napájení.
 

2. Solární systémy mimo síť: Zcela nezávislé na síti

Jak to funguje

Napájení z panelů nejprve nabíjí baterii. Když zátěže odebírají energii, baterie je napájí přes střídač. Systém je soběstačný a nemá žádné napojení na rozvodnou síť.

Z čeho se skládá

Solární panely a montážní konstrukce

Solární regulátor nabíjení:nabíjí baterii a chrání ji, obvykle typu MPPT.

Baterie baterie:Používají se lithium-železo-fosfátové, olovo-uhlíkové a gelové olověné baterie. Kapacita baterie určuje, jak dlouho může systém běžet bez slunce.

Invertor mimo síť:převádí stejnosměrný proud baterie na střídavý. Mnoho produktů kombinuje ovladač a měnič v jedné jednotce.

Distribuce a ochranná zařízení

Záložní generátor (volitelné):další zdroj během dlouhých období zataženého nebo deštivého počasí.

Kam se to hodí

Místa bez sítě nebo místa, kde připojení k síti stojí příliš mnoho: ostrovy, pastviny, hraniční základny, horské domy, vzdálené výzkumné stanice a základnové stanice telekomunikací.

Příklady a doporučení

Herderův domov:s denní spotřebou cca 5 až 8 kWh, nastavením cca 3 kW panelů, cca 10 kWh bateriového úložiště a 3 kW off-grid all-in-one jednotka může provozovat ledničku, televizi a osvětlení. Rozložte používání vysoce výkonných spotřebičů.

Tip na velikost:velikost baterie podle počtu po sobě jdoucích zamračených dnů, které chcete pokrýt. Vyhraďte si zpravidla 2 až 3 dny a více tam, kde je slunce nespolehlivé.

Většina nákladů na systém mimo síť jde do baterie. Životnost baterie má velký vliv na celkové náklady, takže neposuzujte pouze cenu předem.
 

3. Hybridní solární systémy: Grid-Tied Plus Storage, s napájením ze sítě a zálohováním

V průmyslu se tento typ častěji nazývá ahybridní grid-tied/off-grid systémnebo ahybridní systém solar-plus-storage. Přidává baterii do systému vázaného na síť, takže může interagovat se sítí a také samostatně dodávat energii během výpadku.

Jak to funguje

Denní generování obsluhuje zátěž jako první. Přebytečná energie nabíjí baterii a jakmile je baterie plná, zbytek je exportován do sítě. V noci se zátěže odebírají z baterie, a když je baterie vybitá, ze sítě. Když dojde k výpadku sítě, systém se přepne do režimu off-grid a nadále napájí kritické zátěže prostřednictvím svého záložního portu.

Z čeho se skládá

Solární panely a montážní konstrukce

Hybridní invertor:spojuje funkce síťového střídače a bateriového střídače v jedné jednotce. Je to klíčová část výbavy, která tento systém odlišuje od předchozích dvou.

Akumulátor energie:obytné systémy v současnosti spoléhají hlavně na fosforečnan lithný.

Inteligentní měřič nebo proudový transformátor:měří spotřebu domácnosti a proud tekoucí do a ze sítě, na základě čehož se systém rozhoduje, kdy nabíjet a vybíjet.

Systém energetického managementu (EMS):nastavuje provozní strategie, jako je nabíjení a vybíjení podle doby spotřeby elektřiny.

Panel zálohování:kritické zátěže, jako je chladnička, osvětlení a síťová zařízení, jsou připojeny k záložnímu portu.

Kam se to hodí

Oblasti s častými výpadky nebo nestabilní sítí

Místa s velkým rozdílem mezi špičkovými a mimošpičkovými cenami elektřiny, kde můžete nabíjet, když je elektřina levná, a vybíjet, když je drahá

Uživatelé, kteří jsou citliví na výpadky proudu: domácí kanceláře, chovy hospodářských zvířat, chladírny a malé kliniky

Příklady a doporučení

Vilová domácnost:8 až 10 kW panelů s 10 až 20 kWh bateriového úložiště. Připojte chladničku, osvětlení, router a některé zásuvky do záložního portu. Zda mohou být zahrnuty těžké zátěže, jako jsou klimatizace, závisí na záložním výstupním výkonu střídače.

Farma hospodářských zvířat:nainstalujte síťový systém s úložným prostorem, aby ventilace, topení a zařízení na pitnou vodu zůstaly v provozu během výpadku.

Hybridní systém stojí více než systém připojený k síti. Za peníze navíc se kupují dvě možnosti: záložní napájení při výpadcích a cenová arbitráž. Zda se to vyplatí, závisí na tom, jak často dochází k místním výpadkům a na vašem tarifu za elektřinu.
 

4. Čistý stejnosměrný solární systém: DC napájení bez inverze

Jak to funguje

Stejnosměrná elektřina z panelů se nepřevádí na střídavou. Jde přímo do DC zátěže. Některé systémy obsahují baterii a ovladač a některé nemají baterii vůbec: když svítí slunce, zátěž běží, a když ne, zátěž se zastaví.

Z čeho se skládá

Solární panely

DC regulátor(potřebné pouze v systémech s baterií)

Baterie(volitelný)

DC zátěže:LED světla, DC vodní čerpadla, DC ventilátory, kamery a podobná zařízení

Bez invertoru je struktura nejjednodušší ze čtyř a je zde o jeden krok konverze méně, kde dochází ke ztrátě energie.

Kam se to hodí

Místa, kde je zátěž sama o sobě stejnosměrná, výkon je malý a zařízení je rozprostřeno: solární pouliční osvětlení, zahradní osvětlení, solární vodní čerpadla, zavlažování farem, dopravní signály a sledovací zařízení a malá komunikační zařízení.

Příklady a doporučení

Solární pouliční osvětlení:běžnou konfigurací je panel o výkonu několika desítek wattů, lithiová baterie a ovladač. Světlo se v noci automaticky rozsvítí a není potřeba žádná kabeláž.

Solární čerpadlo na vodu:panely přímo pohánějí stejnosměrné čerpadlo. Čím silnější je sluneční svit během dne, tím více vody se přečerpá do akumulační nádrže pro pozdější použití. Můžete vynechat baterii a ušetřit značné náklady.

Její limity jsou jasné. Nemůže přímo napájet běžné domácí AC spotřebiče a úroveň výkonu nemůže být příliš velká.

5. Jak si vybrat mezi čtyřmi systémy

Projděte si tyto otázky v tomto pořadí:

Je tam mřížka?Pokud ne, zvolte off-grid nebo čistý DC. Pokud ano, přejděte k další otázce.

Jak moc by výpadek bolel?Pokud hodně, zvolte hybridní systém. Pokud ne moc, zvolte mřížkované.

Jsou vaše zátěže AC spotřebiče nebo DC zátěže?Pokud potřebujete napájet pouze stejnosměrné zátěže, jako jsou pouliční osvětlení nebo čerpadla, stačí čistý stejnosměrný proud.

jaký je váš rozpočet?Pro stejnou solární kapacitu je síťová síť nejlevnější. Hybridní a off-grid systémy zvyšují náklady na baterie.

FAQ

Otázka: Proč systém připojený k síti nefunguje při výpadku proudu?Protože střídač má ochranu proti ostrovnímu přepnutí. Pokud by systém nadále dodával energii do mrtvé sítě, ohrozil by pracovníky veřejných služeb provádějící opravy, takže se musí automaticky odpojit. Pokud chcete napájení během výpadků, zvolte hybridní systém.

Otázka: Může být off-grid systém později přeměněn na hybridní systém?Ano, ale záleží na stávajícím vybavení. Pokud původní systém používá střídač mimo síť, musí být obvykle nahrazen hybridním střídačem. Panely a montážní konstrukce lze obecně znovu použít.

Otázka: Je čistý DC systém energeticky účinnější než AC systém?Ztrácí méně energie, protože nedochází k inverznímu kroku, ale pouze v případě, že zátěž je již stejnosměrné zařízení. Nákup stejnosměrných spotřebičů jen proto, abyste ušetřili ztráty při přestavbě, obvykle stojí více, než ušetří.

Otázka: Který typ je pro dům nejlepší?Pokud je síť stabilní a někdo je přes den doma a využívá elektřinu, nejlepší hodnota je připojení k síti. Pokud jsou výpadky časté nebo je rozdíl mezi cenami ve špičce a mimo špičku velký, zvažte hybridní systém. Návratnost závisí na místních cenách elektřiny, pobídkových zásadách a vašem skutečném využití, proto požádejte kvalifikovaného místního instalačního technika o odhad.