EcoBlog

Katere so idealne komponente solarnega sistema 5 kW?

lazy

Ali razmišljate o prehodu na sončno energijo in potrebujete 5 kW izmenične električne energije (domače) za hkratno delovanje vaših naprav in sistema HVAC?

Ena od vaših prvih velikih odločitev je, ali bo solarni sistem na omrežju ali zunaj njega bolje ustrezal vašim potrebam.

Oba običajno uporabljata fotonapetostne sončne celice za zajemanje sončne energije in dodatne komponente za pretvorbo v uporabno električno energijo.

Izven omrežja ponuja energetsko neodvisnost, medtem ko solarni sistemi, povezani z omrežjem, zmanjšajo vašo odvisnost od lokalnega električnega omrežja, vendar še vedno zahtevajo povezavo z omrežjem.

Obe možnosti imata svoje prednosti – katera izbira je prava za vas, je odvisna od številnih dejavnikov, ki jih bomo obravnavali spodaj.

Raziskali bomo tudi razlike in podobnosti med idealnimi komponentami solarnega sistema s 5 kW – v omrežju ali izven njega.

Kaj je potrebno za 5kW solarni sistem na omrežju?

Sistemi za sončno energijo v omrežju ali v omrežju zahtevajo veliko enakih komponent kot električne rešitve zunaj omrežja.

Vendar pa obstaja nekaj ključnih razlik.

Bistvena razlika med sistemi na omrežju in sistemi zunaj omrežja je, da so sistemi na omrežju povezani z električnim omrežjem vašega lokalnega komunalnega podjetja.

Sončna energija je tako kot veter čist, obnovljiv vir energije. Oba imata velik potencial za proizvodnjo električne energije…

Toda oba sta tudi občasna vira energije:

  • Sončni paneli ponoči ne proizvajajo elektrike, energija, ki jo proizvedejo v oblačnih dneh, pa je nižja kot v dneh z nekajurno največjo sončno svetlobo.
  • Vetrne turbine v mirnem vremenu proizvedejo malo ali nič energije

Pri sistemih, povezanih z omrežjem, prekinitev sončne energije običajno ni pomembna. Ko vaša sončna elektrarna ne uspe proizvesti dovolj energije, da bi zadostila porabi električne energije v vašem gospodinjstvu, jo nemoteno prevzame elektrika iz omrežja, da nadomesti primanjkljaj.

Na nekaterih lokacijah boste morda celo lahko prodali odvečno električno energijo, ki jo proizvedete, nazaj komunalnemu podjetju prek programa neto merjenja.

Ker se omrežni sistemi ne zanašajo samo na sonce za proizvodnjo električne energije, so sončne baterije neobvezne. Med izpadom elektrike lahko ostanete brez elektrike…

Toda pri sistemih zunaj omrežja je sončna baterija bistvena komponenta.

Oglejmo si druge bistvene komponente spletnega sončnega sistema.

image7 1
Polikristalni (modri) in monokristalni sončni kolektorji (črni)

Fotovoltaični (PV) moduli

To običajno pomeni sončne (PV) panele. Obstajajo tudi druge možnosti, kot so solarne skodle, vendar velika večina stanovanjskih solarnih sistemov uporablja nekatere različice sončnih kolektorjev.

Ne glede na proizvajalca so solarni paneli na voljo v treh osnovnih konstrukcijah.

  • Trdni sončni paneli : zasnovani za trajno ali fiksno namestitev
  • Fleksibilni sončni paneli : običajno nameščeni in uporabljeni za izboljšanje togega sončnega niza z maksimiranjem razpoložljive površine
  • Prenosni solarni paneli : nastavite/odstranite v nekaj minutah, da boste svoje solarne panele vzeli kamorkoli

Fotovoltaična površina plošče – ​​ki zajema sončne žarke – je sestavljena iz sončnih celic, pogosto jih je na stotine. Postavljeni so v kovinski ali plastični okvir pod zaščitnim materialom – običajno kaljenim steklom.

Za izdelavo fotonapetostnih celic v stanovanjskih sončnih kolektorjih se uporabljajo tri vrste materialov.

  • Monokristalni silicij : najučinkovitejša (in običajno najdražja) izbira. Mono sončne celice so izklesane iz enega silicijevega kristala. Pri proizvodnem procesu nastanejo znatni odpadki, kar prispeva k višji ceni. Vendar večja učinkovitost pomeni, da se dodatna naložba običajno dolgoročno povrne.
  • Polikristalni silicij : Polikristalne PV celice so izdelane iz več fragmentov silicija in ne iz ene same celice. Pri proizvodnji je malo odpadkov, postopek pa je cenejši. To pomaga narediti poli solarne panele cenejše od mono panelov. So pa tudi do 10 % manj učinkoviti, kar pomeni, da morajo zavzeti več prostora (in potencialno več plošč), da proizvedejo enako količino električne energije kot monokristalni.
  • Tanka folija : Tankoplastne plošče so poceni, a daleč najmanj učinkovite. Z nizkimi ocenami učinkovitosti kot 5 % se običajno uporabljajo samo v specializiranih aplikacijah. Za razliko od mono in polisilicijevih PV panelov so lahko tankoslojni paneli izdelani iz ene ali več plasti tankega fotonapetostnega filma amorfnega silicija, kadmijevega telurida, galijevega arzenida ali bakrovega indij galijevega selenida.

Vse tri vrste sončnih kolektorjev EcoFlow so izdelane iz monokristalnih silicijevih sončnih celic in se ponašajo z vodilno stopnjo učinkovitosti +/- 23 % v industriji. Univerzalno so združljivi z omrežnimi in izven omrežnimi solarnimi sistemi skoraj vseh uglednih proizvajalcev.

Kabli in ožičenje

Vklopljen ali izključen iz omrežja bo solarni sistem, ki lahko proizvede in proizvede 5 kW električne energije izmeničnega toka, potreboval precejšnje število visoko zmogljivih sončnih kolektorjev.

Prepričajte se, da so kabli, fotonapetostne plošče in ravnotežje sistema, ki ga izberete, združljivi. Izbira plošč s skoraj univerzalnimi priključki, kot je vtič MC-4, pomaga zagotoviti interoperabilnost celotnega sistema, zlasti če kupujete posamezne komponente različnih proizvajalcev.

Ne varčujte s kabli, ne glede na to, ali povezujete sončne celice zaporedno ali vzporedno…

Ena slaba žica lahko vpliva na celotno vrvico.

Untitled 1 energy2store prijenosni punjac baterija plaza planinarenje boravak u prirodi 1

Sistem za montažo solarnih panelov

Fiksne instalacije sončnih kolektorjev – na primer tiste, ki uporabljajo 400-vatne toge sončne kolektorje – zahtevajo montažno strojno opremo, zlasti za strešne instalacije. Plošče morajo biti varno pritrjene na streho, da prenesejo močne vetrove, snežne nevihte in druge ekstremne vremenske razmere.

Številni proizvajalci solarnih panelov vam bodo dobavili opremo za namestitev ali vam ponudili različne možnosti kot dodatno opremo za nominalno ceno. Če se odločite za sodelovanje s profesionalnim monterjem sončnih celic v omrežju ali zunaj njega, vam ne bo treba skrbeti glede izbire montažne opreme.

Če raje namestite svoj niz sončnih kolektorjev, se prepričajte, da ste izbrali visokokakovostno montažno strojno opremo, ki je odporna na vremenske razmere.

In previdno na strehi!

Omrežni pretvornik (GTI)

Tako omrežni kot izvenomrežni solarni sistemi uporabljajo pretvornik za pretvorbo enosmerne energije, ki jo zajamejo sončni kolektorji, v izmenično (gospodinjsko) električno energijo.

Toda solarne rešitve v omrežju morajo uporabljati pretvornik, ki pretvarja enosmerni tok v izmenični tok, ki je skoraj enak omrežni moči. V Združenem kraljestvu mora biti AC napajanje 230 V RMS pri 50 Hz.

GTI se mora tudi samodejno izključiti iz omrežja v primeru izpada elektrike. Izolacija vašega fotonapetostnega sistema (in električne energije, ki jo proizvaja) od omrežja med popravilom je bistvena za zagotovitev varnosti električarjev in preprečevanje nadaljnje škode.

Recimo, da izkoristite neto merjenje (Smart Export Guarantee v Združenem kraljestvu). V tem primeru električna energija, ki jo proizvedete, zahteva dodatno kondicioniranje, kot je sinusni val, ki se ujema z valovno obliko omrežja AC, da se varno vrne v infrastrukturo javnega podjetja.

Vsa ta zapletenost pomeni, da sistemi sončne energije v omrežju NISO primerni za dobre DIY projekte. Če želite zagotoviti, da je vaš sistem skladen s kodo ter varno in učinkovito deluje z omrežjem, morate sodelovati z uglednim inštalaterjem in električarjem z licenco.

image1 6 1024x768 1
(Foto: Kameleon007 )

PV-Ready razdelilna plošča

Kot verjetno že veste, ima vsak dom električno ploščo s stikali itd., ki distribuira elektriko iz električnega omrežja v različne dele vašega doma in visokozmogljive naprave.

Odvisno od starosti vaše obstoječe plošče in ožičenja boste morda morali kupiti pametno električno ploščo, ki lahko obdeluje in distribuira električno energijo iz vašega PV sistema in iz omrežja.

image12 1

Pametni merilnik moči

Odvisno od tega, kako deluje vaš program za neto merjenje, lahko vaš števec dobesedno teče nazaj , ko dovajate električno energijo iz svojega omrežnega solarnega sistema nazaj v omrežje.

Če imate tradicionalni mehanski merilnik moči, ga bo morda treba zamenjati. Številna javna podjetja bodo brezplačno (ali za nominalno plačilo) namestila pametni števec električne energije, združljiv z neto merjenjem.

Kaj je potrebno za 5 kW izvenomrežni solarni sistem?

Solarni sistemi zunaj omrežja in 5kW omrežni solarni sistemi so podobni, vendar obstajajo ključne razlike.

Nekatere komponente (kot so sončne celice) delujejo na enak način v obeh sistemih. Druge (kot so razsmerniki) so podobne, nekatere komponente (sončna baterija ali prenosna elektrarna) pa so potrebne za sisteme zunaj omrežja in neobvezne za sisteme, povezane z omrežjem.

Tukaj so komponente, ki smo jih opisali zgoraj in delujejo enako v obeh vrstah 5 KW sistemov.

  • Fotovoltaični (PV) moduli (sončne plošče)
  • Kabli in ožičenje
  • Sistem za montažo solarnih panelov

Spodaj so edinstvene komponente 5kW solarnega sistema zunaj omrežja in kratek opis, kako se običajne komponente razlikujejo od rešitve, povezane z omrežjem.

Inverter

V vsakem fotovoltaičnem (sončnem) sistemu fotonapetostni moduli (običajno solarni kolektorji) zajemajo sončno energijo in jo pretvarjajo v enosmerno električno energijo. Inverter je potreben za pretvorbo enosmernega toka v uporaben izmenični tok (v gospodinjstvu).

Čeprav opravljajo podobno funkcijo, imajo izvenomrežni razsmerniki veliko manj omejitev in zahtev kot omrežni razsmerniki (GTI). Ker so sistemi zunaj omrežja po definiciji neodvisni od obstoječe električne infrastrukture, ni tveganja, da bi električna energija, ki jo obdeluje razsmernik, poškodovala omrežje.

Ob tem ne želite varčevati s pretvornikom. Je sestavni del katerega koli solarnega sistema, ki ni priključen na omrežje, in zaradi varnosti in učinkovitosti želite, da je izmenični tok, ki ga obdeluje in prinaša v vaš dom, “čist”.

Inverterje je mogoče kupiti kot ločene komponente ali kot del celovitih rešitev, kot je EcoFlow’s Smart Home Ecosystem.

Pomembna opomba: Ena najpomembnejših razlik med omrežnimi solarnimi sistemi in solarnimi sistemi zunaj omrežja je, da se v celoti zanašate na moč izmeničnega toka (kW), kapaciteto shranjevanja (kWh) in moč solarne plošče vašega sistema zunaj omrežja .

Pet kilovatov (5 kW) je pomembna raven sočasne izhodne moči izmeničnega toka.

Celo robustne rešitve za sončno energijo zunaj omrežja, kot so kompleti za napajanje EcoFlow, lahko naenkrat zagotovijo samo 3,6 kW delovne moči, DELTA 2 Max pa nudi 2400 W (Surge 4800 W) skupne izhodne moči AC.

Untitled 2 energy2store prijenosni punjac baterija plaza planinarenje boravak u prirodi

Samo 2 x DELTA Pro, povezana skupaj z dvojno napetostnim vozliščem, lahko zagotovita več kot 5 kW delovne električne energije (7,2 kW/14,4 kW konične moči z X-Boostom).

Če želite doseči energetsko neodvisnost, razmislite, ali res potrebujete 5 kW izmenične moči. Seštejte skupno zagonsko in delovno moč vseh naprav in sistemov HVAC, ki jih želite zagnati hkrati. Če je skupna moč enaka ali večja od 5 kW obratovalne moči, je ekosistem pametnega doma lahko prava rešitev za vas.

Imate tudi možnost, da samo del svojega doma napajate izven omrežja – na primer bistvene naprave med izpadi elektrike ali ob konicah, da prihranite na računu za elektriko.

V vsakem primeru je naslednja komponenta bistvenega pomena za solarne sisteme brez omrežja.

Sončna baterija

Sončne baterije so neobvezne v sistemih, povezanih z omrežjem, za dodatno energetsko varnost. Toda v fotonapetostnem sistemu zunaj omrežja je sončna baterija bistvena. Sončna energija je občasna. Če ne shranite dovolj električne energije, da bi preživeli noč – ko solarni kolektorji ne proizvajajo energije – bodo vaše luči ugasnile.

Zmogljivost shranjevanja

Zmogljivost shranjevanja je vsaj tako kritična kot AC izhod v sistemih zunaj omrežja. Izračunajte moč vaše sončne plošče, da zagotovite dovolj zmogljivosti za proizvodnjo električne energije. Ne pozabite, da sončna plošča redko ustvari svojo polno nazivno izhodno moč v dejanskih pogojih.

Ko to storite, izračunajte, koliko kapacitete pomnilnika potrebujete. Zmogljivost shranjevanja se običajno meri v amperskih urah (Ah), vatnih urah (Wh) ali kilovatnih urah (kWh).

Na primer, solarni generatorji EcoFlow in druge rešitve za napajanje izven omrežja merijo zmogljivost v vatnih urah (Wh) ali kilovatnih urah (kWh). Serija prenosnih elektrarn DELTA ponuja razširljivo zmogljivost shranjevanja z dodajanjem dodatnih baterij.

Pametni nadzorni komplet z 2 baterijama DELTA Pros in Smart Extra je mogoče razširiti na 25kWh zmogljivosti shranjevanja električne energije.

Untitled 3 energy2store prijenosni punjac baterija plaza planinarenje boravak u prirodi

Kemija baterije

Razumevanje osnov kemije sončnih celic je ključnega pomena za določitev, kateri 5kW solarni sistem zunaj omrežja je pravi za vas. Pet kemičnih sestav baterij, ki jih najpogosteje najdemo v stanovanjskih solarnih sistemih, je:

  • Svinčena kislina
  • Nikelj-kadmij (NiCd/NiCad)
  • Litij-ion (Li-ion)
    • nikelj mangan kobalt (NMC)
    • Litijev železov fosfat (LFP/LiFePO4)

Kemikalije svinčenih in nikelj-kadmijevih baterij segajo v 19. stoletje in večino 20. stoletja. stoletju so bile edina možnost polnilnih baterij, ki so bile na voljo potrošnikom.

Čeprav jih pogosto najdemo v starejših stanovanjskih solarnih sistemih, se svinčeno-kislinske in NiCd baterije redko uporabljajo v sodobnih. Litij-ionske baterije so postale izbira za večino naprav, ki jih napajajo baterije za polnjenje – od pametnih telefonov do električnih vozil (EV).

Svinčeno-kislinske baterije so morda še vedno najcenejša možnost, vendar niti one niti NiCd ne morejo tekmovati z zmogljivostjo in dolgo življenjsko dobo litij-ionskih baterij.

Nikelj, mangan, kobalt (NMC) in litij-železov fosfat (LFP/LiFePO4) sta novejša podmnožica kemikalij litij-ionskih baterij s številnimi prednostmi pred tradicionalnimi litij-ionskimi baterijami.

Zlasti kemija LiFePO4 (LFP) baterij je v zadnjih letih doživela hitre inovacije in sprejetje – tudi v zahtevnih aplikacijah, kot so električna vozila.

Skoraj vse rešitve za napajanje izven omrežja EcoFlow zdaj vključujejo baterije LFP/LiFePO4, ki nudijo številne prednosti pred starejšimi možnostmi. Primarne prednosti vključujejo:

image2 8 energy2store prijenosni punjac baterija plaza planinarenje boravak u prirodi
  • Življenjski cikel 3000 polnih polnjenj/praznjenj brez opazno zmanjšane zmogljivosti. To je do 10 let vsakodnevne uporabe, preden boste verjetno ugotovili, da se je zmogljivost shranjevanja baterije LFP zmanjšala (na +/-80 %). Zmanjšana zmogljivost shranjevanja ne pomeni, da prenosna elektrarna ne bo delovala. Le pogosteje ga boste morali polniti.

    V nasprotju z drugimi kemijami baterij (kot je svinčena kislina) kronološki čas praktično nima vpliva na življenjsko dobo baterije LFP. Življenjska doba je najboljši način za določitev, kako dolgo bo zdržala LiFePO4 ali druga Li-ion baterija, preden jo je treba zamenjati.
Untitled 4 energy2store prijenosni punjac baterija plaza planinarenje boravak u prirodi
  • Hitrejši čas polnjenja: do 6x hitrejše polnjenje z uporabo sončne energije, AC, DC ali USB-C. Nekatere prenosne elektrarne, kot je DELTA 2 Max, omogočajo celo večkratno polnjenje in polnjenje od 0-80% v samo 43 minutah.
  • Širok razpon temperatur polnjenja/delovanja
  • Tiho delo kot šepet
  • Lahek, kompakten in vzdržljiv
Untitled 5 energy2store prijenosni punjac baterija plaza planinarenje boravak u prirodi

Solarni regulator polnjenja

Solarni krmilniki polnjenja so še ena bistvena komponenta PV električnih rešitev zunaj omrežja in so običajno v eni od dveh vrst: MPPT in PWM.

Solarni krmilnik polnjenja uravnava enosmerni tok, ki potuje od sončnih kolektorjev do prenosne naprave ali drugega sistemskega ravnovesja. Preprečuje prekomerno polnjenje sončnih celic in električne udare, ki lahko bistveno skrajšajo njihovo življenjsko dobo — in so v nekaterih scenarijih lahko celo nevarni.

Tako kot pretvornik je lahko solarni krmilnik polnjenja samostojna komponenta ali del celovite rešitve za napajanje zunaj omrežja, kot so prenosne elektrarne EcoFlow.

Za sistem s 5 kW je zelo priporočljiv krmilnik polnjenja MPPT (Maximum Power Point Tracking) namesto PWM (Pulse Width Modulation). MPPT krmilniki polnjenja so veliko bolj učinkoviti pri podpiranju velikih nizov sončnih kolektorjev, potrebnih za proizvodnjo 5kW električne energije.

Untitled 6 energy2store prijenosni punjac baterija plaza planinarenje boravak u prirodi

Sistem za upravljanje baterije

Napreden sistem za upravljanje baterije (BMS) optimizira delovanje — in podaljšuje življenjski cikel — sončnih celic LifePO4 (LFP).

5kW sistem sončne energije izven omrežja ima znatne stroške. Napreden BMS, kot je tisti v prenosnih elektrarnah EcoFlow, pomaga povečati vašo donosnost naložbe in doseči sončno povračilo prej v življenjskem ciklu vašega sistema.

Ko dosežete svoj solarni izkupiček, ves denar, ki ga prihranite na računih za elektriko, ostane v vašem žepu!

Napredni BMS je dragocen dodatek k vsakemu sistemu sončne energije zunaj omrežja.

Pogosto zastavljena vprašanja

Koliko panelov je potrebnih za 5kW solarni sistem?

Izračun, koliko sončnih kolektorjev potrebujete za proizvodnjo 5 kW električne energije na uro, ni lahek podvig. Začnite tako, da poiščete povprečne dnevne največje ure sonca na vaši lokaciji. Če za primer uporabimo trdno sončno ploščo EcoFlow 400 W, predpostavimo, da bo vsaka plošča proizvedla 75 % svoje nazivne moči za vsako uro največje sončne svetlobe (300 W).

Če vaša lokacija prejme povprečno 6 ur največje sončne svetlobe, bi potrebovali približno 17 fotonapetostnih panelov, da ustvarite 5 kW, ko ste izpostavljeni neposredni sončni svetlobi. Ne pozabite – noben solarni sistem ne bo proizvedel 5 kW 24 ur na dan. Če podnevi in ​​ponoči vsako uro porabite 5 kWh električne energije, morate živeti v precej veliki hiši. To bi bilo 120 kWh – približno 12-kratnik dnevne porabe električne energije povprečnega ameriškega gospodinjstva.

Koliko energije naj proizvede solarni sistem z močjo 5 kW?

Izraz solarni sistem 5kW je nekoliko zavajajoč. Kaže, da lahko sistem zagotovi 5kW stalne izhodne moči AC. Vendar pa za sistem zunaj omrežja ne navaja, kako dolgo lahko zagotavlja to raven proizvodnje ali koliko energije morajo proizvesti vaši sončni kolektorji, da zadovoljijo potrebe po porabi električne energije v vašem gospodinjstvu.

Če potrebujete sistem sončne energije zunaj omrežja, ki lahko proizvede 5 kW izmenične energije, morate določiti naslednje:
prenosna naprava ali drug sistem največje izhodne bilance AC.
Skupna poraba električne energije (kWh) na dan
Koliko sončnih kolektorjev in sončnih baterij potrebujete, da zadostite skupnim potrebam po proizvodnji in shranjevanju električne energije?

Končne misli

Pet kilovatov električne energije je precejšnja količina električne energije.

Če živite na območju, kjer je omrežna elektrika zanesljiva, je sistem sončne energije v omrežju verjetno najboljša izbira. Sistem, vezan na omrežje, lahko uporablja moč vašega komunalnega podjetja, ko vaša proizvodnja električne energije PV upade.

Če živite nekje, kjer je zaradi zastarele infrastrukture, oddaljene lokacije ali ekstremnih vremenskih razmer električno omrežje nezanesljivo (ali ga sploh ni), je ekosistem Smart Home EcoFlow trajnostna rešitev. Zmore 7.200 W (napetost 14.400) AC izhodne moči in je razširljiv na 25 kWh pomnilnika.

Ne glede na to, ali se odločite za priključitev na omrežje ali izven njega, lahko državne davčne olajšave in spodbude znatno nadomestijo stroške prehoda na sončno energijo.

Previdno pretehtajte skupno dnevno porabo električne energije v vašem domu, da ugotovite, katera možnost vam najbolj ustreza.