Vilka typer av solenergisystem finns det?

Solenergisystem klassificeras efter hur de ansluter till elnätet och hur elen används. Det finns fyra huvudtyper:nätbundna system, off-grid system, hybridsystem och rena DC-system.

Alla fyra använder i princip samma solpaneler. Det som skiljer är om det finns nätanslutning, om det finns ett batteri och om strömmen levereras som AC eller DC. Vilken som är rätt för dig beror på om nätet är tillgängligt där du är, hur elen är prissatt och hur mycket ett strömavbrott skulle skada.
 

Här är en jämförelse sida vid sida först, följt av en närmare titt på varje typ.
 

1. Nätbundna solsystem: Mata elektricitet direkt in i nätet

Hur det fungerar

Under dagen producerar panelerna likström. En nätbunden växelriktare omvandlar den till AC som matchar nätets frekvens och fas. Strömmen försörjer först dina egna laster och eventuellt överskott säljs till elnätet. På natten eller mulna dagar, när panelerna inte kan täcka ditt behov, köper du ström från nätet. Inget batteri är inblandat.

Vad den består av

Solpaneler och monteringsstruktur:panelerna förvandlar solljus till elektricitet, och monteringsstrukturen ställer in lutningsvinkeln och vindmotståndet.

Grid-bunden inverter:hjärtat i systemet. Den utför maximal effektspårning (MPPT), konverterar DC till AC och ger skydd mot nätanslutningar.

DC-sida skydd:DC-kablar, DC-omkopplare och en kombinerarbox (små system av strängtyp utelämnar ofta kombinerarboxen).

AC distributionslåda:innehåller strömbrytare och ett överspänningsskydd.

Meter:en produktionsmätare eller dubbelriktad mätare som används för att avräkna den el som exporteras till nätet.

Åskskydd, jordning och övervakning:dessa håller systemet säkert och låter dig kontrollera genereringsdata på distans.

Där det passar

Det fungerar bäst där elanvändningen dagtid är hög och nätet är stabilt: egenbyggda hus och villor med användbar takyta och fabriker, lager, stormarknader och skolor som är i drift dagtid. Den har den lägsta investeringen och den enklaste strukturen, och det är den typ med störst installerad kapacitet i världen.

Exempel och rekommendationer

Självbyggt lanthus:med cirka 60 till 80 kvadratmeter takyta kan du installera cirka 8 till 10 kW. Välj en enfas eller trefas strängväxelriktare. Årlig produktion beror på lokalt solsken, så uppskatta det med hjälp av lokala bestrålningsdata.

Fabriksbyggnad:ett stort tak och hög dagbelastning passar ett 300 kW till 1 MW system, som främst används för egen konsumtion med överskott som exporteras till nätet. Återbetalningen är vanligtvis kortare än för bostadssystem.

En sak att tänka på

Ett nätbundet system stängs av automatiskt när nätet går ner (anti-öskydd). Det betyder att ett hus med ett nätbundet system fortfarande inte har någon ström under ett avbrott.
 

2. Solsystem utanför nätet: helt oberoende av nätet

Hur det fungerar

Ström från panelerna laddar batteriet först. När laster drar ström försörjer batteriet dem genom växelriktaren. Systemet är fristående och har ingen koppling till elnätet.

Vad den består av

Solpaneler och monteringsstruktur

Solar laddningsregulator:laddar batteriet och skyddar det, vanligtvis en MPPT-typ.

Batteribank:litiumjärnfosfat, bly-kol och gel bly-syra batterier används alla. Batterikapaciteten avgör hur länge systemet kan köras utan sol.

Off-grid inverter:omvandlar batteriets likström till växelström. Många produkter kombinerar regulatorn och växelriktaren i en enda enhet.

Distributions- och skyddsutrustning

Säkerhetskopieringsgenerator (valfritt):en extra källa under långa perioder av molnigt eller regnigt väder.

Där det passar

Platser utan nät, eller där det kostar för mycket att ansluta till nätet: öar, betesmarker, gränsposter, bergshem, avlägsna forskningsstationer och telekombasstationer.

Exempel och rekommendationer

Herders hem:med en daglig förbrukning på cirka 5 till 8 kWh, en uppsättning på cirka 3 kW paneler, cirka 10 kWh batterilagring och en 3 kW off-grid allt-i-ett enhet kan driva ett kylskåp, en TV och belysning. Förskjuta användningen av högeffektsapparater.

Storlekstips:storlek på batteriet efter antalet på varandra följande molniga dagar du vill täcka. Reservera 2 till 3 dagar som regel, och mer där solsken är opålitligt.

Det mesta av kostnaderna för ett off-grid-system går in i batteriet. Batteriets livslängd har stor effekt på den totala kostnaden, så döm inte bara efter förhandspriset.
 

3. Hybrid solsystem: Grid-Tied Plus Storage, med Grid Power och Backup

I branschen kallas denna typ oftare för enhybrid nätbundet/off-grid systemeller asolar-plus-lagring hybridsystem. Den lägger till ett batteri till ett nätanslutet system, så det kan interagera med nätet och även leverera ström på egen hand under ett avbrott.

Hur det fungerar

Dagsgenerering tjänar lasten först. Överskottskraft laddar batteriet och när batteriet är fullt exporteras resten till nätet. På natten drar belastningen från batteriet, och när batteriet börjar ta slut, från nätet. När nätet går ner växlar systemet till off-grid-läge och fortsätter att driva kritiska belastningar genom dess backupport.

Vad den består av

Solpaneler och monteringsstruktur

Hybrid växelriktare:kombinerar funktionerna hos en nätbunden växelriktare och en batteriväxelriktare i en enhet. Det är den viktigaste utrustningen som skiljer detta system från de två föregående.

Energilagringsbatteri:bostadssystem förlitar sig för närvarande huvudsakligen på litiumjärnfosfat.

Smart mätare eller strömtransformator:mäter hushållens förbrukning och strömmen till och från nätet, som systemet använder för att bestämma när det ska laddas och laddas ur.

Energiledningssystem (EMS):sätter verksamhetsstrategier, såsom laddning och urladdning enligt elpriserna vid användningstid.

Panel för säkerhetskopiering:kritiska belastningar som kylskåp, belysning och nätverksutrustning kopplas till backupporten.

Där det passar

Områden med frekventa avbrott eller ett instabilt nät

Ställen med stort gap mellan hög- och lågtrafikpriser på el, där du kan ladda när strömmen är billig och ladda ur när det är dyrt

Användare som är känsliga för strömavbrott: hemmakontor, djurgårdar, kylförvaring och små kliniker

Exempel och rekommendationer

Villa hushåll:8 till 10 kW paneler med 10 till 20 kWh batterilagring. Anslut kylskåpet, belysningen, routern och några uttag till backupporten. Huruvida tunga laster såsom luftkonditioneringsapparater kan inkluderas beror på växelriktarens reservuteffekt.

Boskapsgård:installera ett nätbundet system med förvaring så att ventilations-, värme- och dricksvattenutrustning fortsätter att fungera under ett avbrott.

Ett hybridsystem kostar mer än ett nätbundet. De extra pengarna köper två funktioner: reservkraft under avbrott och prisarbitrage. Om det lönar sig beror på hur ofta avbrott sker lokalt och på din eltaxa.
 

4. Rena DC-solsystem: Likström utan inversion

Hur det fungerar

DC-elektriciteten från panelerna omvandlas inte till AC. Den går direkt till DC-belastningar. Vissa system inkluderar ett batteri och en kontrollenhet, och vissa har inget batteri alls: när solen skiner körs belastningen och när den inte gör det stannar belastningen.

Vad den består av

Solpaneler

DC-kontroller(behövs endast i system med batteri)

Batteri(frivillig)

DC-belastningar:LED-lampor, DC-vattenpumpar, DC-fläktar, kameror och liknande utrustning

Utan en växelriktare är strukturen den enklaste av de fyra, och det finns ett omvandlingssteg mindre där energi går förlorad.

Där det passar

Platser där belastningen är själv DC, strömmen är liten och utrustningen är utspridda: gatubelysning, trädgårdsbelysning, solvattenpumpar, bevattning på gården, trafiksignaler och övervakningsutrustning och små kommunikationsenheter.

Exempel och rekommendationer

Solar gatubelysning:en vanlig konfiguration är en panel på några dussin watt, ett litiumbatteri och en kontroller. Ljuset tänds automatiskt på natten och inga kablar behövs.

Solvattenpump:panelerna driver en DC-pump direkt. Ju starkare solsken under dagen, desto mer vatten pumpas in i en lagringstank för senare användning. Du kan lämna ut batteriet och spara en stor kostnad.

Dess gränser är tydliga. Den kan inte driva vanliga växelströmsapparater direkt, och effektnivån kan inte vara särskilt stor.

5. Hur man väljer bland de fyra systemen

Arbeta igenom dessa frågor i ordning:

Finns det ett rutnät?Om inte, välj off-grid eller ren DC. Gå i så fall till nästa fråga.

Hur mycket skulle ett avbrott göra ont?Om mycket, välj ett hybridsystem. Om inte mycket, välj rutnät.

Är dina laster AC-apparater eller DC-laster?Om du bara behöver driva DC-laster som gatubelysning eller pumpar räcker det med ren DC.

Vad är din budget?För samma solkapacitet är nätbunden det billigaste. Hybrid och off-grid system ökar kostnaden för batterier.

FAQ

F: Varför fungerar inte ett nätanslutet system under ett strömavbrott?Eftersom växelriktaren har anti-ö-skydd. Om systemet fortsatte att mata in ström till ett dött nät, skulle det äventyra elarbetare som utför reparationer, så det måste kopplas bort automatiskt. Om du vill ha ström vid avbrott, välj ett hybridsystem.

F: Kan ett off-grid-system konverteras till ett hybridsystem senare?Ja, men det beror på den befintliga utrustningen. Om det ursprungliga systemet använder en off-grid växelriktare, måste den vanligtvis ersättas med en hybrid växelriktare. Panelerna och monteringsstrukturen kan i allmänhet återanvändas.

F: Är ett rent DC-system mer energieffektivt än ett AC-system?Den förlorar mindre energi eftersom det inte finns något inversionssteg, utan bara om belastningen redan är en DC-enhet. Att köpa DC-apparater bara för att spara på konverteringsförluster kostar vanligtvis mer än det sparar.

F: Vilken typ är det bästa värdet för ett hem?Om nätet är stabilt och någon är hemma och använder ström under dagen, är nätbunden det bästa värdet. Om avbrott är frekventa eller gapet mellan topp- och lågtrafikpriser är stort, överväg ett hybridsystem. Återbetalningen beror på lokala elpriser, incitamentpolicyer och din faktiska användning, så fråga en kvalificerad lokal installatör för en uppskattning.