Komponenty systemu solarnego podłączonego do sieci

Planujesz zakup systemu solarnego i systemu paneli słonecznych podłączonych do sieci. Brzmi świetnie i sądzę, że zebrałeś wszystkie niezbędne informacje na ten temat. Informacje takie jak rodzaje wymaganych i działających komponentów systemu solarnego podłączonego do sieci. Czy porównałeś jego zalety i wady? Nie? Jeśli tak, oto rozwiązanie. Ten artykuł jest poświęcony komponentom systemu solarnego podłączonego do sieci wraz z ich zaletami, działaniem i wadami. Ponadto, dzięki kosztom systemu solarnego podłączonego do sieci wymienionym tutaj, możesz uzyskać ogólne pojęcie o tym, jakich wydatków możesz się spodziewać.

Czym jest system solarny podłączony do sieci?

System paneli słonecznych podłączony do sieci elektroenergetycznej nazywany jest systemem solarnym podłączonym do sieci (grid-tied) lub on-grid. System ten zazwyczaj nie jest wyposażony w akumulatory rezerwowe. Mogą być one jednak zasilane bateriami, w których magazynowany jest nadmiar energii generowanej przez panele. Ta zmagazynowana energia jest przesyłana do dużej sieci elektroenergetycznej. W systemie solarnym podłączonym do sieci, energia z sieci elektroenergetycznej jest importowana w przypadku niedoboru zasilania z paneli.

Czym są elementy systemu fotowoltaicznego podłączonego do sieci?

Już wiesz, czym jest system solarny podłączony do sieci, ale czym jest bez swoich komponentów. Oto lista wszystkich wymaganych komponentów systemu solarnego podłączonego do sieci.

1. Kabel i okablowanie

Aby przesłać wygenerowaną energię z paneli słonecznych do falownika, a następnie do sieci energetycznej, wymagane jest odpowiednie okablowanie. Materiał przewodzący i izolacja to dwa czynniki różnicujące typy przewodów. Oto lista czynników, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze przewodów do systemów zasilania słonecznego.

a) Aluminium lub miedź

Te dwa materiały są najczęściej stosowanymi materiałami przewodzącymi w instalacjach fotowoltaicznych w zastosowaniach mieszkaniowych i komercyjnych . Miedź, mając wyższą przewodność niż aluminium, przenosi większy prąd niż aluminium. Ponadto przewody aluminiowe są podatne na zginanie, ale są tańsze niż przewody miedziane. Przewody te nie są dopuszczone do stosowania wewnątrz budynków mieszkalnych.

b) Stały lub splotowy

Wiele małych przewodów tworzy przewody linkowe, co zapewnia im większą elastyczność i są zalecane do zastosowań o dużych rozmiarach. Przewody linkowe mają lepszą przewodność.

c) Izolacja

Kable są chronione przed ciepłem, wilgocią, chemikaliami i promieniowaniem ultrafioletowym za pomocą powłoki izolacyjnej.

I) Przewód fotowoltaiczny ( PV ), USE-2 (kabel rozgałęźny – jednożyłowy) i RHW 2 (termoplastyczny, odporny na wilgoć) posiadają powłokę zewnętrzną odporną na promieniowanie UV i wilgoć, dzięki czemu mogą być stosowane w wilgotnych warunkach i na zewnątrz. Należy upewnić się, że są odporne na światło słoneczne.

II) THHN (termoplastyczny, odporny na wysoką temperaturę przewód pokryty nylonem) jest powszechnie stosowany w pomieszczeniach zamkniętych i suchych.

III) THW (termoplastyczne, odporne na działanie ciepła i wody), THWN (termoplastyczne, odporne na działanie ciepła i wody nylonowe) i TW (termoplastyczne, odporne na działanie wody) można stosować w rurach instalacyjnych zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz.

IV) Kable UF (podziemny kabel zasilający) i USE (jednożyłowy kabel odgałęźny) są uważane za odpowiednie do zastosowań podziemnych lub w miejscach o dużej wilgotności.

V) Zakres temperatur pracy różnych typów przewodów

• PV – 90° Celsjusza (194°F) na mokro i 150° C (302° F) na sucho
• THFN – 90° C (194°F)
• THW – 75° C do 90° C (167°F 194°F)
• THWN – 75° C na mokro (167° F) i 90° C (194° F na sucho)
• Temperatura topnienia – 40°C (140°F)
• UF i UŻYCIE – 60° C do 75° C (140°F 167°F)
• USE-2 i RHW-2 – 90° C (194°F)

d) Kolor

Izolacja przewodów elektrycznych jest oznaczona kolorami, aby określić ich działanie i zastosowanie. Osoba z lepszą znajomością kodowania może łatwo rozwiązywać problemy i naprawiać je. Przewody, jeden z podstawowych elementów instalacji fotowoltaicznej podłączonych do sieci elektroenergetycznej , mają różne oznaczenia w zależności od prądu przemiennego i stałego. Poniżej znajduje się tabela kodowania kolorami dla różnych rodzajów prądu.

Prąd przemienny		Prąd stały
Kolor	Zastosowanie	Kolor	Zastosowanie
Czarny/czerwony/inne kolory z wyjątkiem wymienionych poniżej	Nieuziemiony i gorący	Czerwony	Pozytywy
Zielony lub goły	Sprzęt uziemiający	Zielony lub goły	Sprzęt uziemiający
Biały	Uziemiony przewodnik	Biały	Przewód ujemny lub uziemiony

2. Skrzynka łącznikowa

Ten składnik przynosi moc wyjściową z kilku łańcuchów słonecznych razem. Każdy przewód szeregowy jest podłączony do zacisku bezpiecznika. Wyjście bezpiecznikowanych wejść jest następnie łączone na pojedynczym przewodzie łączącym skrzynkę łączną z falownikiem. Skrzynka łączna solarna konsoliduje również moc przychodzącą do jednego głównego zasilania, które dalej dystrybuuje ją do falownika solarnego. Falownik jest wyposażony zarówno w zabezpieczenie nadprądowe, jak i przeciwprzepięciowe, co dodatkowo zwiększa jego niezawodność i ochronę.

Aby ograniczyć utratę mocy, konieczne jest optymalne pozycjonowanie skrzynki łączonej między falownikiem słonecznym a modułami słonecznymi. Ponadto wymagają niewielkiej konserwacji, ale ich jakość jest główną cechą ich wydajności.

Przeczytaj także: Moduł słoneczny a panel słoneczny: jaka jest różnica?

3. Falowniki sieciowe

Falownik sieciowy, stosowany w szczególności do modułów fotowoltaicznych, to urządzenie, które przetwarza prąd stały (DC) pochodzący z modułów fotowoltaicznych na prąd przemienny (AC). Energia z konwertera jest następnie dostarczana do sieci, gdzie jest wykorzystywana do zasilania urządzeń i sprzętów. Falowniki sieciowe są podłączone między siecią energetyczną a panelami.

Faza i napięcie przebiegu sinusoidalnego prądu przemiennego sieci energetycznej muszą być dokładnie dopasowane do dokładności inwertera podłączonego do sieci. Inwertery te mogą przełączać zasilanie z paneli do sieci w nocy i z powrotem do sieci. Inwerter podłączony do sieci słonecznej jest konieczny, ponieważ synchronizuje częstotliwość i napięcie wyjściowe z podłączoną siecią.

4. Net Meter (miernik mocy)

To urządzenie jest podstawowym elementem niezbędnym w zestawieniu komponentów systemu solarnego podłączonego do sieci. Oblicza wejście i wyjście zasilania do i z sieci energetycznej. Jest to podobne do liczników energii elektrycznej już zainstalowanych w domach, ale liczniki netto mierzą import i eksport energii. Natomiast liczniki energii elektrycznej służą jedynie do pomiaru jednostki energii elektrycznej dostarczanej i zużywanej z sieci. Nadmiar energii wytwarzanej przez panele słoneczne jest przesyłany do sieci, co zamienia się w kredyt dla Ciebie. Kredyt ten jest wykorzystywany do pobierania energii elektrycznej z sieci w nocy lub w dni o niskiej produkcji. Nie zostaniesz obciążony opłatą za jednostki, dopóki ilość energii nie zostanie przesłana do licznika.

Zobacz także: Czym są roczne oszczędności dzięki energii słonecznej?

5. Stojaki i uchwyty

Do montażu paneli słonecznych w jednym miejscu niezbędne są stojaki i uchwyty. Nie można przecież po prostu zostawić paneli słonecznych na gołym dachu. Konieczne jest umieszczenie ich na stojakach lub uchwytach, ponieważ zapewnia to odpowiednią wentylację i nachylenie paneli. Słońce zmienia swoje położenie w ciągu dnia, a płasko położone panele słoneczne nie otrzymują wystarczającej ilości światła słonecznego o różnych porach dnia. Nachylenie lub orientacja paneli za pomocą uchwytów i uchwytów umożliwia ustawienie ich pod odpowiednim kątem, aby zapewnić maksymalną ekspozycję na światło słoneczne.

Uwaga : Nachylenie i kąt nachylenia paneli zależą od rodzaju dachu i lokalizacji.

6. Wyłączniki bezpieczeństwa

W systemach solarnych podłączonych do sieci wymagany jest panel wyłączników, podobny do tego, który masz w domu, ale z większą liczbą dodatkowych wyłączników dla inwerterów. Niektóre wyłączniki bezpieczeństwa odcinają połączenia między panelami słonecznymi a inwerterami, aby uniknąć uszkodzenia inwerterów. Instalacja AC i DC prawidłowe odłączenie zapewnia ogólne bezpieczeństwo.

• Rozłączniki DC, nazywane również rozłącznikami PV, umieszczane są pomiędzy falownikiem a panelami słonecznymi. W niektórych przypadkach falowniki mają wbudowane przyłącza prądu stałego.
• Odłączniki prądu zmiennego są instalowane pomiędzy falownikiem a siecią. Najczęściej montowane na ścianie zewnętrznej w pobliżu licznika elektrycznego. W przypadku przepięcia lub podobnych, przerywają przepływ prądu z falownika do sieci. Urządzenia zabezpieczające są niezbędne wśród komponentów systemu solarnego podłączonego do sieci.
• Zmienne przy określaniu rozmiaru wyłączników dla systemów fotowoltaicznych należy wziąć pod uwagę obciążenie obwodu, napięcie, okablowanie, obciążenie obwodu oraz natężenie prądu/rozmiar wyłącznika.

7. Panele słoneczne

Oto główne elementy każdego systemu paneli słonecznych. Na rynku dostępne są 3 rodzaje paneli słonecznych : monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkowarstwowe (amorficzne). Pierwsze dwa to panele słoneczne stosowane głównie w dachowych systemach fotowoltaicznych w budynkach mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych. Zazwyczaj system fotowoltaiczny o mocy 6 kW wymaga 15 paneli, ale liczba ta może się zwiększać lub zmniejszać w zależności od ich wydajności i rodzaju. Wynika to z faktu, że panele monokrystaliczne są bardziej wydajne niż panele polikrystaliczne.

8. Sieć użyteczności publicznej

To urządzenie, do którego podłącza się lokalną lub rządową linię energetyczną , a następnie dostarcza energię do domu. Jest to złożona sieć wytwarzania, dystrybucji i przesyłu energii. Produkcją i dostawą energii zarządzają operatorzy sieci. Falowniki są podłączone do tej sieci energetycznej w celu przesyłu energii generowanej przez panele słoneczne. Poniżej przedstawiamy zasady działania systemów fotowoltaicznych podłączonych do sieci.

Jak działa system solarny podłączony do sieci? Jak działa system fotowoltaiczny podłączony do sieci?

To proste zbieranie, konwersja, transfer, i wykorzystują proces, który jest systemem solarnym podłączonym do sieci. Fotony ze światła słonecznego są absorbowane przez panele słoneczne, które zamieniają energię cieplną i świetlną na energię elektryczną. Prąd stały (DC) generowany przez panele słoneczne jest przesyłany do inwerterów podłączonych do sieci. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o systemie PV podłączonym do sieci.

Prąd stały (DC) jest następnie przekształcany w prąd przemienny (AC) przez falownik. Ponieważ większość urządzeń i sprzętów działa na prąd zmienny, falownik jest niezbędnym elementem. Ponadto, ta energia elektryczna zasila urządzenia i sprzęty.

Nadmiar energii generowanej przez panele słoneczne jest przesyłany do sieci elektroenergetycznej i tam przechowywany do czasu dalszego zapotrzebowania. Tę zmagazynowaną energię można wykorzystać w nocy lub w dni, w których generowanie energii słonecznej jest niewystarczające. Jeśli pod koniec miesiąca ilość zmagazynowanej energii przekroczy ilość energii zużywanej z sieci, właściciel otrzymuje z tego tytułu przychód. Teraz, wraz z elementami systemu solarnego podłączonego do sieci, rozumiesz, że działa. Następnie nadszedł czas, aby dowiedzieć się więcej o typach systemów fotowoltaicznych podłączonych do sieci.

Uwaga : Wysokość wypłacanej kwoty różni się w zależności od kraju i zależy od obowiązujących przepisów.

Zobacz także : Zasada działania falownika sieciowego

Jakie są zalety systemów solarnych podłączonych do sieci?

Po zapoznaniu się z elementami systemu fotowoltaicznego podłączonego do sieci, czas dowiedzieć się, jak korzystne jest to rozwiązanie.

1. Oszczędzaj więcej pieniędzy dzięki rozliczeniu netto: Nadwyżka energii elektrycznej wytworzonej w ciągu dnia jest przesyłana do licznika netto i przekształcana w kredyty, które możesz wykorzystać do pobierania energii z sieci bez konieczności płacenia za nią.

2. Sieć elektroenergetyczna działa jak wirtualny akumulator: Sieć elektroenergetyczna działa jak akumulator w systemie podłączonym do sieci. Zapewnia zasilanie awaryjne w przypadku niewystarczającej produkcji energii z paneli słonecznych lub w nocy. W przeciwieństwie do tradycyjnych akumulatorów słonecznych, sieć elektroenergetyczna nie wymaga konserwacji ani wymiany. Teraz możesz poznać wady systemu fotowoltaicznego podłączonego do sieci.

Zobacz także : 3 zalety i wady amorficznych paneli słonecznych

Jakie są wady systemów solarnych podłączonych do sieci?

Po zapoznaniu się z zaletami, czas poznać również wady systemów solarnych podłączonych do sieci.

1. Zależność od sieci: Systemy fotowoltaiczne podłączone do sieci (on-grid) są zależne od sieci w zakresie magazynowania energii. Sieć jest ważnym elementem funkcjonowania tego systemu. Systemy fotowoltaiczne podłączone do sieci nie mogą działać bez połączenia z siecią.

2. Wysoki początkowy koszt instalacji : System wymaga wysokowydajnych paneli słonecznych, a także innych komponentów, takich jak falownik, stelaże i inne urządzenia elektryczne. Wszystkie te czynniki zwiększają początkowy koszt instalacji systemu.

Zobacz także : 5 głównych wad falownika hybrydowego

Jaki jest koszt systemu fotowoltaicznego podłączonego do sieci?

Zazwyczaj instalacja fotowoltaiczna w sieci kosztuje od 12 600 do 14 000 dolarów netto, po odliczeniu federalnej ulgi podatkowej na energię słoneczną. Koszt za wat w większości systemów wynosi od 2.75 do 3.35 dolara, a średnia krajowa wynosi około 3.00 dolara.

Koszty systemu różnią się w zależności od różnych czynników, takich jak rozmiar systemu , lokalizacja, nachylenie dachu oraz marka i rodzaj paneli słonecznych. Poniżej znajduje się tabela, w której można znaleźć średni koszt systemu fotowoltaicznego podłączonego do sieci, w zależności od jego rozmiaru.

Rozmiar systemu (kilowaty)	Średni koszt systemu
4 kW	$9,100
6 kW	$12,390
8 kW	$15,960
10 kW	$19,180
12 kW	$23,100
14 kW	$26,936
16 kW	$29,860

Uwaga: Średni koszt podany w tabeli został obliczony po odliczeniu federalnej ulgi podatkowej na energię słoneczną.

Więc dzisiaj dowiedziałeś się o elementach systemu solarnego podłączonego do sieci, takich jak panele fotowoltaiczne, falowniki, regulatory ładowania, sieci energetyczne, wyłączniki bezpieczeństwa, stojaki i uchwyty, licznik netto (miernik mocy) i skrzynka łączna. Każdy element ma swoją własną specjalną funkcjonalność, która pomaga w lepszym wyjściu systemów solarnych. Poza tym teraz znasz przybliżoną kwotę, którą musisz zapłacić jako koszty systemu solarnego podłączonego do sieci w zależności od wielkości jego mocy wyjściowej.

Polecane: Czym jest kontroler ładowania PWM?