Een zelfvoorzienend zonne-energiesysteem gebruikt zonnepanelen om elektriciteit op te wekken uit zonlicht, maar is niet aangesloten op het elektriciteitsnet of andere energiebronnen. Een zonne-energiesysteem kan stroom leveren voor diverse toepassingen, zoals verlichting, waterpompen, ventilatie, communicatie en entertainment, met name op afgelegen locaties waar geen elektriciteit beschikbaar is of de elektriciteitsvoorziening onbetrouwbaar is.
Componenten van een stand-alone systeem
Normaal gesproken bestaat een zelfstandig zonnesysteem uit vier hoofdonderdelen.
- Zonnepanelen of zonnepanelen – Om zonne-energie om te zetten in gelijkstroom (DC)
- Laadregelaar – Het regelt de stroom en spanning die van PV-panelen naar omvormers, batterijen en apparaten wordt geleverd. Ze kunnen pulsbreedtemodulatie (PWM) of MPPT-controllers (Maximum Power Point Tracking).
- Zonne-omvormer – Het zet gelijkstroom om in wisselstroom, die wordt geleverd aan batterijen en apparaten.
- Batterijbanken – Ze slaan overtollige energie op die overdag door zonnepaneelsystemen wordt gegenereerd. Deze opgeslagen energie kan 's nachts worden gebruikt om ervoor te zorgen dat apparaten efficiënt werken.
Stand-alone systeemparameters
Om een optimaal, zelfstandig zonne-PV-systeem voor een specifieke toepassing te creëren, is het belangrijk om rekening te houden met verschillende factoren.
- Belastingskenmerken - AC-gekoppeld/DC-gekoppeld, stroom, frequentie, vermogen en spanning
- Beschikbaarheid van zonne-energiebronnen – De hoek van de panelen, de intensiteit van de zonnestraling en het aantal zonuren
- Systeemconfiguratie – Serie- of parallelschakeling van modules en batterijen
- Systeembewaking – Indicatoren, meters en sensoren
- Systeembeveiliging – Stroomonderbrekers, zekeringen en overspanningsbeveiligingen
- Systeemgrootte – Batterij-efficiëntie en -capaciteit, omvormervermogen en PV-module- of arraygrootte.
Soorten stand-alone systemen
Een zelfstandig zonne-PV-systeem kan op verschillende manieren worden geconfigureerd, afhankelijk van het type en de omvang van de belasting.
1. Zelfstandig zonne-PV-systeem met alleen DC-belasting
- Hoofd onderdelen: Een PV-module en een DC-belasting.
- Voors: Het eenvoudigste en meest kosteneffectieve stand-alone systeem, omdat het rechtstreeks wordt aangesloten op DC-belastingen zoals ventilatoren, motoren en pompen.
- nadelen: Beperkte prestaties en toepassingen; levert alleen stroom tijdens daglichturen.
2. Stand-alone systeem met regelcircuit en DC-belasting
- Hoofdcomponenten (in volgorde): Zonnemodule, elektronisch regelcircuit (hetzij een laadregelaar of MPPT), en DC-belastingen.
- Voors: Verbeterde efficiëntie en benutting; langere levensduur; betere prestaties en betrouwbaarheid van de belasting; zorgt voor stabiele stroom en spanning.
- nadelen: Hogere kosten en complexiteit; levert 's nachts geen stroom; heeft een batterij nodig om overdag efficiënt te kunnen functioneren
3. Stand-alone systeem met batterij, DC-belasting en elektronisch regelcircuit
- Hoofdcomponenten (in volgorde): Zonnepaneel, elektronisch regelcircuit (hetzij een laadregelaar of MPPT), accu (DC-gekoppeld), en DC-belastingen.
- Voors: Continue en betrouwbare stroomvoorziening (dag en nacht); geschikt voor wisselende belastingen en vermogensbehoeften
- nadelen: Meer componenten maken het duurder; meer onderhoud; zwaar om te hanteren; beperkte levensduur en efficiëntie
4. Stand-alone systeem met AC/DC-belasting, elektronisch regelcircuit en omvormer
- Hoofdcomponenten (in volgorde): Zonnepaneel, elektronisch regelcircuit (hetzij een laadregelaar of MPPT), omvormer, batterij en DC-belastingen.
- Voors: Kan zowel AC- als DC-belastingen (computers, tv, verlichting, enz.) van stroom voorzien; flexibeler en efficiënter
- nadelen: Duurder; complexer; omvormer voegt brommend geluid toe; vereist meer bescherming tegen storingen en pieken
Zie ook: Wat is een zonneconstante?
