Er zijn veel populaire apparaten op basis van zonne-energie op de markt. Een van de meest gebruikte apparaten is een zonne-PV-systeem. Deze systemen zijn ook verkrijgbaar in verschillende typen en in deze blog bespreken we alle toonaangevende typen zonne-PV-systemen.
Wat is een fotovoltaïsch zonnesysteem?
Fotovoltaïsche apparaten zijn apparaten die worden gebruikt om zonlicht om te zetten in elektriciteit en een fotovoltaïsch zonnesysteem is een grotere versie daarvan. Het systeem bestaat uit zonnepanelen of arrays. Fotovoltaïsche cellen of zonnecellen zijn gemaakt van halfgeleidende materialen die fotonen absorberen van zonlicht dat erop valt, die op hun beurt elektronen losmaken van hun banen zodat ze vrij kunnen stromen. Zo wordt elektriciteit opgewekt. Zonnepanelen zijn het hoofdbestanddeel van het systeem en ze variëren in efficiëntie.
Welke soorten zonne-PV-systemen zijn er?
In de loop van de tijd is de reikwijdte van fotovoltaïsche zonnesystemen toegenomen. Fotovoltaïsche cellen zijn de belangrijkste bron van energieabsorptie in alle zonnetoepassingen. Er zijn doorgaans 3 typen fotovoltaïsche zonnesystemen.
1. Stand-alone PV-systeem of Off Grid PV-systeem
Standalone PV-systemen, ook wel off-grid PV-systemen genoemd, zijn bedoeld voor klanten die niet gemakkelijk op het elektriciteitsnet kunnen worden aangesloten. Dit kan te maken hebben met de hoge kosten van de stroomvoorziening of met de geografische locatie. Meestal is het voor iemand die al op het net is aangesloten niet zinvol om volledig over te stappen op een off-grid systeem. De voordelen van zo'n systeem zijn dat iemand stroom kan hebben op afgelegen plekken, ver weg van het net, en volledig energieonafhankelijk kan zijn. Bovendien zorgt het voor vaste energiekosten.
2. Netgekoppeld systeem
Een netgekoppeld systeem is een eenvoudige zonne-installatie met een standaard netgekoppelde omvormer. Dit systeem heeft echter geen batterijopslag. Het is ideaal voor klanten die al op het elektriciteitsnet zijn aangesloten en zonne-energie aan hun woning willen toevoegen. Dergelijke systemen komen mogelijk in aanmerking voor federale en staatssubsidies die helpen de kosten te dekken. Ze zijn kosteneffectief en hebben een zeer eenvoudig ontwerp met relatief weinig componenten. Het belangrijkste doel van dit systeem is om uw energierekening te verlagen en u te laten profiteren van subsidies voor zonne-energie.
Zie ook : Waarom transparante zonnepanelen de toekomst zijn?
3. Hybride systeem
Hybride systemen zijn systemen die op het elektriciteitsnet zijn aangesloten, maar met een batterij als back-up. Ze zijn ideaal voor mensen die al op het net zijn aangesloten en een batterijback-up willen. Zo'n systeem is een goede keuze als u in een gebied woont waar stroomuitval vaak voorkomt en u daarop voorbereid wilt zijn.
Wat zijn de componenten van een zonne-PV-systeem?
Hoewel zonnecellen of zonnepanelen essentiële componenten zijn zonder andere componenten, werkt een zonne-PV-systeem mogelijk niet zo efficiënt als het zou moeten. De componenten van een zonne-PV-systeem zijn als volgt:
1. Omvormers
Zonnepanelen wekken gelijkstroom (DC) op , die niet gebruikt kan worden om apparaten van stroom te voorzien, aangezien de meeste apparaten op wisselstroom (AC) werken. Omvormers zetten de door de panelen opgewekte gelijkstroom om in wisselstroom, die vervolgens aan uw huis wordt geleverd. Overtollige stroom wordt bovendien teruggeleverd aan het nationale elektriciteitsnet.
2. Monitoringsystemen
Om precies te weten hoeveel kWh de zonnepanelen genereren, is een meter of een dergelijk systeem nodig.
3. Montagesysteem
Zonnepanelen worden gemonteerd op stalen of aluminium frames die ofwel op het dak van gebouwen worden geaard, ofwel aan muren worden bevestigd. In beide gevallen worden ze onder een bepaalde hoek en hellingshoek geplaatst, zodat de zonnepanelen maximaal zonlicht opvangen. Elektrische verbindingen en aarding van de zonnepanelen voorkomen bovendien elektrocutie .
a) Soorten dakreksystemen
- Plat daksysteem: Het is het meest gebruikelijk en omvat verzwaarde ballast die zwaartekracht gebruikt om zonnepanelen omhoog te houden. Nadat u meer te weten bent gekomen over de soorten zonne-PV-systemen, moet u ook hun componenten begrijpen.
- Grondgemonteerd systeem: Het gebruikt ballast of mechanische ankers om zonnepanelen aan de grond te bevestigen. Een trackingsysteem met motoren en sensoren om de zon overdag te volgen voor maximale stroomopwekking is ook geïnstalleerd in het grondmontagesysteem.
- Hellend daksysteem: Bij dit systeem worden de stellingen mechanisch verankerd aan de dakconstructie.
- Fotovoltaïsche zonnepanelen: Er zijn in principe 3 soorten zonnepanelen, die allemaal verschillen in efficiëntie, uiterlijk en kosten. Het type zonnepanelen bepaalt echter de output van uw zonne-PV-systeem.
Zie ook : Draagbare standaard voor zonnepanelen
4. Andere componenten
a) Stroomonderbrekers: Deze beschermen elektrische systemen tegen overspanning en overstroom. Een stroomonderbreker wordt automatisch geactiveerd wanneer de stroom een vooraf bepaalde limiet overschrijdt. Handmatig bediende stroomonderbrekers worden ook gebruikt, maar een automatische heeft de voorkeur.
b) Combiners: Deze combineren twee of meer kabels tot één grote kabel. Ze zijn ook voorzien van zekeringen ter bescherming en alle middelgrote tot grote, evenals grootschalige zonne-energiecentrales, maken gebruik van combiners.
c) Scheidingsschakelaars: Om een elektrische draad handmatig los te koppelen, wordt een scheidingsschakelaar gebruikt, vergelijkbaar met een poort of een schakelaar. Deze worden doorgaans aan weerszijden van een omvormer gebruikt en worden DC-scheidingsschakelaars en AC-scheidingsschakelaars genoemd. Ze worden ook gebruikt bij het installeren of vervangen van omvormers, omdat ze tevens elektrische isolatie bieden.
d) Meters: Deze worden gebruikt om de hoeveelheid energie te meten die erdoorheen stroomt. Deze berekende hoeveelheid wordt door energiebedrijven gebruikt om de factuur op te stellen. Voor een zonne-energiesysteem wordt een speciale bidirectionele elektriciteitsmeter gebruikt. Deze meet de elektriciteit die van beide kanten wordt overgedragen, dat wil zeggen de elektriciteit die door de energieleveranciers wordt geleverd en de energie die de zonnepanelen aan het net terugleveren.
e) Bedrading: Deze is essentieel voor de stroomvoorziening tussen de verschillende componenten van het systeem. De grootte en dikte van de draden worden bepaald door de hoeveelheid en het type stroom die erdoorheen loopt. Draden die aan direct zonlicht worden blootgesteld, moeten bovendien beschermd zijn tegen UV-straling. Voor draden die gelijkstroom voeren, is een metalen omhulsel voor extra bescherming vereist.
Zie ook: 5 methoden om zonne-energie op te wekken
Hoe werkt een fotovoltaïsch zonnesysteem?
Onder de verschillende soorten zonne-PV-systemen zijn de belangrijkste zonne-PV-systemen: elektriciteit opwekken uit zonne-energie. Energie van de zon in de vorm van fotonen wordt opgevangen door fotovoltaïsche cellen en de halfgeleidend materiaal in 1 of 2 lagen van de cel is meestal opgebouwd uit silicium.
Geabsorbeerd licht trilt elektronen en ze lopen vrij rond en genereren stroom, dat is gelijkstroom. De hoeveelheid opgewekte elektriciteit hangt af van de efficiëntie van zonnepanelen en de intensiteit van het licht dat ze ontvangen. Er wordt meer vermogen opgewekt met meer intensiteit van zonlicht. De efficiëntie van fotovoltaïsche cellen wordt gemeten in termen van kilowattpiek (kWp). Hiermee heb je begrepen hoe fotovoltaïsche zonnesystemen werken. Laten we hierna meer leren over de toepassing van zonne-PV-systemen.
Zie ook: Monokristallijn zonnepaneel versus polykristallijn zonnepaneel
Wat is de toepassing van een zonne-PV-systeem?
Er zijn talloze toepassingsmogelijkheden voor zonne-PV-systemen, zowel op overheidsniveau als individueel.
1. Gebouwen : Dit omvat residentiële toepassingen waarbij een zonnepanelensysteem op het dak of de grond wordt geïnstalleerd om in de elektriciteitsbehoefte te voorzien. Tegenwoordig worden fotovoltaïsche materialen ook in de structuur van een gebouw geïntegreerd, zoals ramen, gevelbekleding of dakpannen . Daarnaast worden parkeergarages en luifels bedekt met zonnepanelen die een dubbele functie vervullen: schaduw bieden en stroom opwekken.
2. Militair gebruik : Soldaten kunnen lichtgewicht dunnefilm- PV-panelen meenemen om elektronische apparatuur op te laden op de basis of in het veld. Deze panelen zijn flexibel, draagbaar en robuust, waardoor ze bestand zijn tegen zware omstandigheden.
3. Afgelegen locaties : Ontwikkelingslanden kunnen PV-systemen gebruiken als oplossing voor de elektriciteitsbehoefte van huizen op het platteland, dorpen, ontziltingsinstallaties, afgelegen gezondheidsklinieken en offshore olieplatforms. Het is kosteneffectiever en tijdbesparender dan het aanleggen van elektriciteitsleidingen.
4. Zonneparken : PV-systemen verspreid over hectares kunnen grootschalige energievoorziening leveren. De energieproductie kan variëren van tientallen megawatt tot meer dan een gigawatt. Vaste of zonvolgende PV-panelen worden gebruikt om regionale of gemeentelijke elektriciteitsnetten te voeden.
5. Ruimtevaart : Verschillende soorten zonne-PV-systemen zijn een primaire energiebron voor kunstmatige satellieten die rond de aarde draaien . Het internationale ruimtestation en de rovers op de maan en Mars ontvangen hun energie via zeer efficiënte fotovoltaïsche systemen. Het is en blijft een essentieel onderdeel van planetaire en ruimteverkenning.
6. Standalone stroomvoorziening : Standalone verwijst hier naar het gebruik van PV-systemen voor één specifiek doel en niet voor het gelijktijdig voeden van verschillende apparaten. PV-systemen kunnen gereedschap, meters en andere apparaten van stroom voorzien in afgelegen of stedelijke gebieden waar geen meteraansluiting beschikbaar is. Ze worden ook gebruikt om te voorzien in de elektriciteitsbehoefte van noodtelefoons, straatverlichting, irrigatiepompen, radiozenders, bewakingsposten op afstand en tijdelijke verkeersborden, naast diverse andere standalone toepassingen.
7. Transport : Zonnepanelen kunnen op auto's en boten worden gemonteerd om extra stroom te leveren. Om te voorzien in de behoefte aan het opladen van accu's aan boord, kan een lichtgewicht fotovoltaïsch systeem op het zonnedak van auto's worden gebruikt.
Zie ook : Beste beveiligingslamp op zonne-energie met bewegingssensor
Wat zijn de voordelen van een zonne-PV-systeem?
De voordelen van een zonne-PV-systeem zijn als volgt:
- Zeer betrouwbaar omdat PV-systemen bestand zijn tegen zware weersomstandigheden.
- Onafhankelijkheid van de elektriciteitsproductie en van nutsbedrijven.
- Weinig onderhoud kosten, omdat zelfreiniging voldoende is met regelmatige inspectie en incidentele reparaties.
- Lage geluidsoverlast Omdat het enige geluid dat geproduceerd wordt afkomstig is van de omvormer, is dat ook minimaal.
- Volhardend omdat zonnepaneel systeem gaat minimaal 20 jaar meeen de fabrieksgarantie dekt defecten gedurende dezelfde periode.
- Fotovoltaïsch toezicht kan zijn handmatig gedaan door het toevoegen van meer modules om de efficiëntie te verhogen en brengt geen hoge kosten met zich mee.
- Sterke beveiliging wat betreft de werking na installatie.
- Nul brandstof consumptie.
Zie ook: 4 voordelen van een zonneboiler
Wat zijn de nadelen van een zonne-PV-systeem?
De nadelen van een zonne-PV-systeem zijn als volgt:
- Duur opstart vanwege de hoge productiekosten die leiden tot dure zonnepanelen en de installatie daarvan.
- Overtollige opslagvereisten in termen van back-ups van batterijen Die op zijn beurt verhoogt de CO2-voetafdruk, complexiteit en totale kosten.
- Gebrek aan kennis onder mensen over verschillende termen die verband houden met het fotovoltaïsche systeem.
- De lage efficiëntie Bij sommige panelen is de installatie van meer panelen of duurdere panelen met een hogere efficiëntie vereist.
- Onstabiel omdat de productie grotendeels wordt beïnvloed door veranderingen in weer, locatie en klimaat.
Dus, verschillende soorten zonne-PV-systemen dienen hetzelfde doel: zonlicht omzetten in elektriciteit. Er is echter een verschil in de manier waarop ze worden geïnstalleerd. Maar u kunt beslissen welk type systeem u nodig hebt, afhankelijk van uw elektriciteitsbehoeften en budget. Van de componenten van een zonne-PV-systeem kunt u beslissen na overleg met de leverancier om de veiligheid en het gebruiksgemak na installatie te garanderen. Trouwens, welke heeft uw voorkeur?
Aanbevolen: Zonnepanelen in serie versus parallel schakelen
