Na rynku dostępnych jest wiele popularnych urządzeń opartych na energii słonecznej. Jednym z najczęściej używanych urządzeń jest system fotowoltaiczny. Systemy te są również dostępne w różnych typach i w tym blogu omówimy wszystkie wiodące typy systemów fotowoltaicznych.
Czym jest system fotowoltaiczny?
Fotowoltaika to urządzenie służące do przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną, a system fotowoltaiczny jest jego większą wersją. System składa się z paneli słonecznych lub układów. Ogniwa fotowoltaiczne lub ogniwa słoneczne są wykonane z materiałów półprzewodnikowych, które pochłaniają fotony ze światła słonecznego padającego na nie, co z kolei rozluźnia elektrony z ich orbit, umożliwiając im swobodny przepływ. W ten sposób wytwarzana jest energia elektryczna. Panele słoneczne są głównym elementem systemu i różnią się wydajnością.
Jakie są rodzaje systemów fotowoltaicznych?
Z biegiem czasu zakres systemów fotowoltaicznych zwiększył się. Ogniwa fotowoltaiczne są głównym źródłem absorpcji energii we wszystkich zastosowaniach słonecznych. Zazwyczaj istnieją 3 typy systemów fotowoltaicznych.
1. Samodzielny system fotowoltaiczny lub system fotowoltaiczny poza siecią
Samodzielne systemy PV lub systemy PV poza siecią są przeznaczone dla klientów, którzy nie mogą łatwo podłączyć się do sieci. Może to być spowodowaneze względu na wysoki koszt doprowadzenia zasilania lub lokalizację geograficzną. Zazwyczaj nie ma sensu, aby osoba podłączona do sieci całkowicie przechodziła na system off-grid. Korzyści takiego systemu są takie, że osoba może mieć prąd w odległych miejscach z dala od sieci i być całkowicie samowystarczalna energetycznie. Rozwiązuje to również koszty energii.
2. System podłączony do sieci
System podłączony do sieci to podstawowa instalacja solarna z standardowy falownik podłączony do sieci. Ten system nie ma jednak żadnego magazynu baterii. Jest idealny dla klientów, którzy już są w sieci i chcą dodać energię słoneczną do swoich domów. Takie systemy mogą kwalifikować się do federalnych i stanowych zachęt, które pomagają sfinansować system. Są opłacalne i mają naprawdę prostą konstrukcję z relatywnie niewielką liczbą komponentów. Głównym celem tej sieci jest obniżenie rachunku za energię i skorzystanie z zachęt słonecznych.
Zobacz także: Dlaczego przezroczyste panele słoneczne są przyszłością?
3. System hybrydowy
Systemy hybrydowe są systemy podłączone do sieci z akumulatorem podtrzymującym. Jest idealny dla osób, które już są w sieci i chcą mieć zapasową baterię. Powinieneś wybrać taki system, jeśli Twoje obszary są podatne na przerwy w dostawie prądu i chcesz być przygotowany na przerwy w dostawie prądu.
Jakie są elementy systemu fotowoltaicznego?
Nawet jeśli ogniwa słoneczne lub panele słoneczne są niezbędnymi komponentami bez innych komponentów, system fotowoltaiczny może nie działać tak wydajnie, jak powinien. Komponenty systemu fotowoltaicznego są następujące:
1. Falowniki
Panele słoneczne generują prąd stały (DC) którego nie można używać do zasilania urządzeń, gdyż większość z nich działa na prąd zmienny (AC). Falowniki wykonać zadanie zamiany prądu stałego wytwarzanego przez panele na prąd przemienny, który jest następnie dostarczany do twojego domu. Ponadto nadmiar tej energii jest wprowadzany do sieci krajowej.
2. Systemy monitorowania
Aby poznać dokładną ilość kWh generowanych przez panele słoneczne, konieczny jest licznik lub podobny system.
3. System mocowania
Zamontowane są panele słoneczne ramy stalowe lub aluminiowe które są uziemione na dachu budynku lub zawieszone na ścianach. W każdym przypadku są umieszczone pod takim kątem i nachyleniem, aby panele słoneczne otrzymywały maksymalną ilość światła słonecznego. Zapobiega to również porażenie prądem poprzez łączenie elektryczne i uziemianie systemów paneli słonecznych.
a) Rodzaje systemów regałów dachowych
- System dachu płaskiego: Jest to najpowszechniejszy i obejmuje obciążony balast, który wykorzystuje grawitację do podtrzymywania paneli słonecznych. Po zapoznaniu się z typami systemów fotowoltaicznych należy zrozumieć również ich komponenty.
- System montowany na ziemi: Używa balastu lub kotew mechanicznych do mocowania paneli słonecznych do podłoża. W systemie mocowania naziemnego zainstalowano również system śledzenia z silnikami i czujnikami do śledzenia słońca w ciągu dnia w celu uzyskania maksymalnej generacji energii.
- System dachu spadzistego: W tym systemie regały są mechanicznie kotwione do konstrukcji dachu.
- Panele fotowoltaiczne: Istnieją zasadniczo 3 rodzaje paneli słonecznych, każdy różniący się wydajnością, wyglądem i kosztem. Jednak rodzaj paneli słonecznych definiuje wydajność Twojego systemu fotowoltaicznego.
Zobacz także: Przenośny stojak na panele słoneczne
4. Inne komponenty
a) Wyłączniki automatyczne: Nazywane również wyłącznikami, chronią systemy elektryczne przed przepięciami i przetężeniami. Wyłącznik uruchamia się automatycznie, gdy prąd przekracza ustalony limit. Używane są również wyłączniki obsługiwane ręcznie; jednak preferowane są wyłączniki automatyczne.
b) Łączniki: Łączą dwa lub więcej kabli, aby utworzyć 1 duży kabel. Ponadto są one wyposażone w bezpieczniki w celu ochrony, a wszystkie średnie i duże, a także przemysłowe panele słoneczne wykorzystują łączniki.
c) Rozłączenia: Aby ręcznie odłączyć przewód elektryczny, stosuje się wyłącznik, który jest jak bramka lub przełącznik. Zazwyczaj jest on używany po obu stronach falownika i nazywany jest wyłącznikiem DC i wyłącznikiem AC. Jest on również używany podczas instalowania lub wymiany falowników, ponieważ zapewnia również izolację elektryczną.
d) Metry: Służy do pomiaru ilości energii przechodzącej przez niego, a obliczona wartość jest wykorzystywana przez firmy użyteczności publicznej do przygotowania rachunku. W przypadku systemu fotowoltaicznego stosuje się specjalny dwukierunkowy licznik energii elektrycznej. Mierzy on energię elektryczną przesyłaną z obu końców, tj. energię elektryczną dostarczaną przez dostawców usług użyteczności publicznej i energię wychodzącą z paneli słonecznych w sieci.
e) Okablowanie: Są one zasadniczo wymagane do dostarczania energii elektrycznej między różnymi komponentami systemu. Rozmiar i grubość przewodów są określane przez ilość i rodzaj dostarczanej przez nie energii. Ponadto przewody wystawione na bezpośrednie działanie promieni słonecznych muszą mieć ochronę UV, a metalowa osłona jest wymagana dla dodatkowej ochrony przewodów przewodzących prąd stały.
Zobacz także: 5 metod pozyskiwania energii słonecznej
Jak działa system fotowoltaiczny?
Spośród różnych typów systemów fotowoltaicznych główne prace nad systemami fotowoltaicznymi obejmują: wytwarzanie energii elektrycznej z energii słonecznej. Energia słoneczna w postaci fotonów jest przechwytywana przez ogniwa fotowoltaiczne i materiał półprzewodnikowy w 1 lub 2 warstwach komórka jest zbudowana zazwyczaj z krzemu.
Pochłonięte światło wprawia elektrony w drgania, a one biegną swobodnie generując prąd, czyli prąd stały. Ilość wytworzonej energii elektrycznej zależy od wydajności paneli słonecznych i intensywności światła przez nie otrzymywanego. Więcej mocy jest generowane przy większej intensywności światła słonecznego. Wydajność ogniw fotowoltaicznych jest mierzona w kilowatach szczytowych (kWp). Dzięki temu zrozumiałeś działanie systemów fotowoltaicznych. Następnie poznajmy zastosowanie systemu fotowoltaicznego.
Zobacz także: Panel słoneczny monokrystaliczny kontra polikrystaliczny
Jakie jest zastosowanie systemu fotowoltaicznego?
Istnieje wiele sposobów wykorzystania instalacji fotowoltaicznych, zarówno na szczeblu rządowym, jak i indywidualnym.
1. Budynek: Obejmuje zastosowania mieszkaniowe, w których system paneli słonecznych jest instalowany na dachu lub ziemi w celu spełnienia wymagań dotyczących energii elektrycznej. Obecnie materiały fotowoltaiczne są również integrowane z struktura budynku, np. okna, okładziny lub dachówkiPonadto parkingi i markizy są pokryte panelami słonecznymi, które spełniają podwójną funkcję: zacieniają i zasilają.
2. WojskowyŻołnierze mogą nosić lekką cienką folię Fotowoltaika do ładowania sprzętu elektronicznego u podstawy lub w terenie. Panele te są elastyczne, przenośne i wytrzymałe, dzięki czemu wytrzymują trudne sytuacje.
3. Lokalizacje zdalneKraje rozwijające się mogą wykorzystać Systemy fotowoltaiczne jako rozwiązanie dla zapotrzebowania na energię elektryczną dla domów wiejskich, wiosek, zakładów odsalania wody, odległych klinik zdrowia i platform wiertniczych na morzu. Jest to bardziej opłacalne i oszczędza czas niż przedłużanie linii energetycznych.
4. Farmy fotowoltaiczne: Systemy fotowoltaiczne rozłożone na akrach mogą zapewnić zasilanie na dużą skalę. Produkcja energii może wynosić od dziesiątek megawatów do ponad gigawata. Stałe lub śledzące słońce panele fotowoltaiczne są używane do zasilania sieci regionalnych lub miejskich.
5. Przestrzeń:Rodzaje systemów fotowoltaicznych są główne źródło zasilania sztucznych satelitów krążących wokół Ziemi. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i łaziki powierzchniowe na Księżycu i Marsie otrzymują energię z wysokowydajnych systemów fotowoltaicznych. Jest i pozostanie istotną częścią eksploracji planet i kosmosu.
6. Samodzielne zasilanie:W tym przypadku określenie „stand alone” odnosi się do wykorzystania systemów PV w jednym konkretnym celu, a nie do zasilania różnych urządzeń w tym samym czasie. PV może elektronarzędzia, mierniki i inne urządzenia w odległych lub miejskich obszarach, gdzie połączenie licznikowe nie jest powszechne. Jest również używany do spełniania wymagań dotyczących energii elektrycznej dla telefonów alarmowych, świateł drogowych, pomp nawadniających, nadajników radiowych, zdalnych posterunków strażniczych i tymczasowych znaków drogowych, wraz z różnymi tego typu samodzielnymi aplikacjami.
7. Transport:Panele słoneczne można zamocować na samochody i łodzie aby zapewnić zasilanie pomocnicze. Aby zapewnić ładowanie akumulatora pokładowego, potrzebny jest lekki system fotowoltaiczny, który można stosować na szyberdachach samochodów.
Zobacz także: Najlepsze solarne światło bezpieczeństwa z czujnikiem ruchu
Jakie są zalety systemu fotowoltaicznego?
Zalety systemu fotowoltaicznego są następujące:
- Wysoce niezawodna ponieważ systemy fotowoltaiczne są odporne na trudne warunki atmosferyczne.
- Niezależność produkcji energii elektrycznej i od dostawców usług komunalnych.
- Niskie koszty utrzymania kosztów, ponieważ samooczyszczanie jest wystarczające przy regularnych kontrolach i okazjonalnych naprawach.
- Niski poziom hałasu ponieważ jedyny dźwięk jaki wydaje to dźwięk falownika, który jest minimalny.
- Trwały, ponieważ panel słoneczny system działa przez co najmniej 20 lat, a gwarancja producenta obejmuje wady przez ten sam okres.
- Nadzór fotowoltaiczny może być ręcznie zrobione poprzez dodanie większej liczby modułów w celu zwiększenia wydajności, co nie wiąże się ze znacznymi kosztami.
- Silne zabezpieczenia pod względem działania po instalacji.
- Zero paliwa konsumpcja.
Zobacz także: 4 zalety podgrzewacza wody słonecznej
Jakie są wady systemów fotowoltaicznych?
Wady systemów fotowoltaicznych są następujące:
- Kosztowny startupów ze względu na wysokie koszty produkcji, co przekłada się na drogie panele słoneczne i ich instalację.
- Nadmierne wymagania dotyczące magazynowania w zakresie kopie zapasowe baterii co z kolei zwiększa ślad węglowy, złożoność i ogólny koszt.
- Nieznajomość wśród ludzi odnośnie różnych terminów związanych z systemem fotowoltaicznym.
- słaba efektywność W przypadku niektórych paneli konieczna jest instalacja większej liczby paneli lub droższych paneli o wyższej wydajności.
- Niestabilny, ponieważ produkcja jest w dużym stopniu zależna od zmian pogoda, lokalizacja i klimat.
Tak więc różne rodzaje systemów fotowoltaicznych służą temu samemu celowi, jakim jest zamiana światła słonecznego na energię elektryczną. Istnieją jednak różnice w sposobie ich instalacji. Możesz jednak zdecydować, jakiego rodzaju systemu potrzebujesz, w zależności od swoich potrzeb w zakresie energii elektrycznej i budżetu. Spośród komponentów systemu fotowoltaicznego możesz zdecydować po konsultacji z dostawcą, aby zapewnić bezpieczeństwo i łatwość użytkowania po instalacji. A tak przy okazji, który z nich wolisz?
Polecamy: Łączenie paneli słonecznych szeregowo i równolegle
