אילו סוגי מערכות אנרגיה סולארית קיימים?

מערכות חשמל סולאריות מסווגות לפי האופן שבו הן מתחברות לרשת החשמל וכיצד נעשה שימוש בחשמל. ישנם ארבעה סוגים עיקריים:מערכות קשורות לרשת, מערכות מחוץ לרשת, מערכות היברידיות ומערכות DC טהורות.

כל הארבעה משתמשים בעצם באותם פאנלים סולאריים. מה ששונה זה האם יש חיבור לרשת, האם יש סוללה, והאם הכוח מועבר כ-AC או DC. איזה מהם מתאים לך תלוי אם הרשת זמינה במקום שבו אתה נמצא, איך מתומחר החשמל וכמה הפסקת חשמל תפגע.
 

להלן תחילה השוואה זו לצד זו, ולאחר מכן מבט מקרוב על כל סוג.
 

1. מערכות סולאריות קשורות לרשת: הזינו חשמל ישירות לרשת

איך זה עובד

במהלך היום, הפאנלים מייצרים חשמל DC. מהפך קשור לרשת ממיר אותו ל-AC התואם את התדר והפאזה של הרשת. הכוח מספק תחילה את העומסים שלך, וכל עודף נמכר לרשת. בלילה או בימים מעוננים, כאשר הפאנלים אינם יכולים לכסות את הביקוש שלך, אתה קונה חשמל מהרשת. אין סוללה מעורבת.

ממה זה מורכב

פאנלים סולאריים ומבנה הרכבה:הלוחות הופכים את אור השמש לחשמל, ומבנה ההרכבה קובע את זווית ההטיה והתנגדות הרוח.

מהפך קשור לרשת:הלב של המערכת. הוא מבצע מעקב אחר נקודות חשמל מקסימלי (MPPT), ממיר DC ל-AC ומספק הגנה על חיבורי רשת.

הגנה בצד DC:כבלי DC, מתגי DC ותיבת קומבינר (מערכות קטנות מסוג מחרוזת משמיטות לעתים קרובות את תיבת המשלב).

תיבת חלוקת AC:מכיל מפסקי חשמל והתקן הגנה מפני נחשולי מתח.

מֶטֶר:מד ייצור או מד דו-כיווני המשמש ליישוב החשמל המיוצא לרשת.

הגנה מפני ברקים, הארקה וניטור:אלה שומרים על בטיחות המערכת ומאפשרים לך לבדוק את נתוני ההפקה מרחוק.

איפה זה מתאים

זה עובד הכי טוב במקום שבו השימוש בחשמל בשעות היום גבוה והרשת יציבה: בתים ווילות בבנייה עצמית עם שטח גג שמיש, ומפעלים, מחסנים, סופרמרקטים ובתי ספר הפועלים במהלך היום. יש לו את ההשקעה הנמוכה ביותר ואת המבנה הפשוט ביותר, וזה הסוג עם הקיבולת המותקנת הגדולה ביותר בעולם.

דוגמאות והמלצות

בית כפרי בנוי עצמי:עם כ-60 עד 80 מ"ר של שטח גג, אתה יכול להתקין כ-8 עד 10 קילוואט. בחר מהפך מחרוזת חד פאזי או תלת פאזי. הייצור השנתי תלוי בשמש המקומית, אז הערך אותו באמצעות נתוני קרינה מקומיים.

בניין מפעל:גג גדול ועומס גבוה בשעות היום מתאימים למערכת של 300 קילוואט עד 1 מגה וואט, המשמשת בעיקר לצריכה עצמית עם עודפים מיוצאים לרשת. ההחזר בדרך כלל קצר יותר מאשר עבור מערכות מגורים.

דבר אחד שכדאי לזכור

מערכת קשורה לרשת נכבית אוטומטית כאשר הרשת יורדת (הגנה נגד אי אי). זה אומר שלבית עם מערכת קשורה לרשת עדיין אין חשמל במהלך הפסקה.
 

2. מערכות סולאריות מחוץ לרשת: בלתי תלויות לחלוטין ברשת

איך זה עובד

כוח מהפאנלים טוען תחילה את הסוללה. כאשר עומסים שואבים חשמל, הסוללה מספקת אותם דרך המהפך. המערכת היא עצמאית ואין לה חיבור לרשת השירות.

ממה זה מורכב

פאנלים סולאריים ומבנה הרכבה

בקר טעינה סולארית:מטעין את הסוללה ומגן עליה, בדרך כלל מסוג MPPT.

בנק סוללות:נעשה שימוש בסוללות ליתיום ברזל פוספט, עופרת פחמן וג'ל חומצה עופרת. קיבולת הסוללה קובעת כמה זמן המערכת יכולה לפעול ללא שמש.

מהפך מחוץ לרשת:ממיר את הספק DC של הסוללה ל-AC. מוצרים רבים משלבים את הבקר והמהפך ביחידה אחת.

ציוד הפצה והגנה

מחולל גיבוי (אופציונלי):מקור נוסף במהלך תקופה ארוכה של מזג אוויר מעונן או גשום.

איפה זה מתאים

מקומות ללא רשת, או שהחיבור לרשת עולה יותר מדי: איים, שטחי מרעה, מאחזים, בתי הרים, תחנות מחקר מרוחקות ותחנות בסיס טלקום.

דוגמאות והמלצות

ביתו של הרדר:עם צריכה יומית של כ-5 עד 8 קילוואט, הגדרה של כ-3 קילוואט של פאנלים, כ-10 קילוואט של אחסון סוללה ויחידת All-in-One של 3 קילוואט מחוץ לרשת יכולה להפעיל מקרר, טלוויזיה ותאורה. תערער את השימוש במכשירים בעלי הספק גבוה.

טיפ לגודל:גודל הסוללה לפי מספר הימים המעוננים הרצופים שאתה רוצה לכסות. שמור 2 עד 3 ימים ככלל, ויותר כאשר אור השמש אינו אמין.

רוב העלות של מערכת מחוץ לרשת נכנסת לסוללה. לתוחלת חיי הסוללה יש השפעה גדולה על העלות הכוללת, אז אל תשפוט על פי מחיר מראש בלבד.
 

3. מערכות סולאריות היברידיות: אחסון לרשת פלוס, עם כוח רשת וגיבוי

בתעשייה, סוג זה נקרא לעתים קרובות יותר aמערכת היברידית הקשורה לרשת/מחוץ לרשתאו אמערכת היברידית סולארית פלוס אחסון. הוא מוסיף סוללה למערכת הקשורה לרשת, כך שהוא יכול לקיים אינטראקציה עם הרשת וגם לספק חשמל בעצמו במהלך הפסקה.

איך זה עובד

דור יום משרת את העומסים תחילה. כוח עודף מטעין את הסוללה, וברגע שהסוללה מלאה, השארית מיוצאת לרשת. בלילה העומסים נשאבים מהסוללה, וכשהסוללה מתרוקנת, מהרשת. כאשר הרשת יורדת, המערכת עוברת למצב מחוץ לרשת וממשיכה להפעיל עומסים קריטיים דרך יציאת הגיבוי שלה.

ממה זה מורכב

פאנלים סולאריים ומבנה הרכבה

מהפך היברידי:משלב את הפונקציות של מהפך קשור לרשת ומהפך סוללה ביחידה אחת. זהו חלק המפתח של הציוד שמייחד את המערכת הזו מהשתיים הקודמות.

סוללת אחסון אנרגיה:מערכות מגורים מסתמכות כיום בעיקר על פוספט ליתיום ברזל.

מד חכם או שנאי זרם:מודד את הצריכה הביתית ואת הכוח הזורם אל הרשת וממנה, שבה המערכת משתמשת כדי להחליט מתי לטעון ולפרוק.

מערכת ניהול אנרגיה (EMS):קובע אסטרטגיות תפעול, כגון טעינה ופריקה בהתאם למחירי החשמל בזמן השימוש.

פאנל טעינת גיבוי:עומסים קריטיים כגון המקרר, התאורה וציוד הרשת מחוברים ליציאת הגיבוי.

איפה זה מתאים

אזורים עם הפסקות תכופות או רשת לא יציבה

מקומות עם פער גדול בין מחירי חשמל בשיא לשיא, בהם ניתן לטעון כשהחשמל זול ולפרוק כשזה יקר

משתמשים הרגישים להפרעות חשמל: משרדים ביתיים, חוות משק חי, מחסני קירור ומרפאות קטנות

דוגמאות והמלצות

משק בית וילה:8 עד 10 קילוואט של פאנלים עם 10 עד 20 קילוואט של אחסון סוללה. חבר את המקרר, התאורה, הנתב וכמה שקעים ליציאת הגיבוי. האם ניתן לכלול עומסים כבדים כגון מזגנים תלוי בהספק הגיבוי של המהפך.

חוות בעלי חיים:התקן מערכת קשורה לרשת עם אחסון כך שציוד אוורור, חימום ומי שתייה ימשיך לפעול במהלך הפסקה.

מערכת היברידית עולה יותר מאשר מערכת קשורה לרשת. הכסף הנוסף קונה שתי יכולות: כוח גיבוי בזמן הפסקות וארביטראז' מחיר. האם זה משתלם תלוי בתדירות ההפסקות המקומיות ובתעריף החשמל שלך.
 

4. מערכות סולאריות DC טהורות: מתח DC ללא היפוך

איך זה עובד

חשמל DC מהפאנלים אינו מומר ל-AC. זה עובר ישר לעומסי DC. יש מערכות הכוללות סוללה ובקר, ולחלקן אין סוללה כלל: כשהשמש זורחת העומס רץ, וכשהוא לא עוצר העומס.

ממה זה מורכב

פאנלים סולאריים

בקר DC(דרוש רק במערכות עם סוללה)

סוֹלְלָה(אופציונלי)

עומסי DC:נורות לד, משאבות מים DC, מאווררי DC, מצלמות וציוד דומה

ללא מהפך, המבנה הוא הפשוט ביותר מבין הארבעה, ויש שלב המרה אחד פחות שבו אנרגיה אובדת.

איפה זה מתאים

מקומות שבהם העומס הוא עצמו DC, הכוח קטן והציוד פרוס: תאורת רחוב סולארית, תאורת גינה, משאבות מים סולאריות, השקיה בחווה, איתותים וציוד מעקב ומכשירי תקשורת קטנים.

דוגמאות והמלצות

תאורת רחוב סולארית:תצורה נפוצה היא פאנל של כמה עשרות וואט, סוללת ליתיום ובקר. האור נדלק אוטומטית בלילה, ואין צורך בכבלים.

משאבת מים סולארית:הפאנלים מניעים משאבת DC ישירות. ככל שהשמש חזקה יותר במהלך היום, כך נשאבים יותר מים למיכל אגירה לשימוש מאוחר יותר. אתה יכול להשאיר את הסוללה בחוץ ולחסוך עלות משמעותית.

הגבולות שלו ברורים. זה לא יכול להפעיל מכשירי AC ביתיים רגילים ישירות, ורמת ההספק לא יכולה להיות גדולה מאוד.

5. כיצד לבחור בין ארבע המערכות

עבדו על השאלות האלה לפי הסדר:

If not, choose off-grid or pure DC. If so, go to the next question.

כמה הפסקה תזיק?אם הרבה, בחר מערכת היברידית. אם לא הרבה, בחר קשור לרשת.

האם העומסים שלך הם מכשירי AC או עומסי DC?אם אתה צריך רק להפעיל עומסי DC כגון פנסי רחוב או משאבות, DC טהור מספיק.

מה התקציב שלך?עבור אותה קיבולת סולארית, קשור לרשת הוא הזול ביותר. מערכות היברידיות ומחוץ לרשת מוסיפות את עלות הסוללות.

שאלות נפוצות

ש: מדוע מערכת קשורה לרשת לא עובדת בזמן הפסקת חשמל?כי למהפך יש הגנה נגד איים. אם המערכת תמשיך להזין חשמל לרשת מתה, היא תסכן את עובדי השירות המבצעים תיקונים, ולכן עליה להתנתק אוטומטית. אם אתה רוצה חשמל בזמן הפסקות, בחר מערכת היברידית.

ש: האם ניתן להמיר מערכת מחוץ לרשת למערכת היברידית מאוחר יותר?כן, אבל זה תלוי בציוד הקיים. אם המערכת המקורית משתמשת במהפך מחוץ לרשת, בדרך כלל יש להחליפו במהפך היברידי. בדרך כלל ניתן לעשות שימוש חוזר בלוחות ובמבנה ההרכבה.

ש: האם מערכת DC טהורה חסכונית יותר באנרגיה ממערכת AC?הוא מאבד פחות אנרגיה כי אין שלב היפוך, אלא רק אם העומס הוא כבר התקן DC. רכישת מכשירי DC רק כדי לחסוך בהפסדי המרה עולה בדרך כלל יותר ממה שהיא חוסכת.

ש: איזה סוג הוא התמורה הטובה ביותר לבית?אם הרשת יציבה ומישהו בבית משתמש בחשמל במהלך היום, חיבור לרשת הוא התמורה הטובה ביותר. אם ההפסקות הן תכופות או שהפער בין מחירי שיא לשיא גדול, שקול מערכת היברידית. ההחזר תלוי במחירי החשמל המקומיים, במדיניות התמריצים ובשימוש שלך בפועל, אז בקש הערכה של מתקין מקומי מוסמך.