Како спојити соларни систем

Дизајнирање и инсталирање соларног низа за личну употребу може бити застрашујући, али исплатив изазов ...... Ако знате шта радите. Научите све предности и недостатке, као и детаље о соларним „уради сам“ овде.

Никада није било лакше у потпуности напајати своју кућу, возило, кабину или чамац на сунцу 2020. За почетак, Међународна агенција за енергију је недавно изјавила у свом извештају Оутлоок 2020 да је соларна енергија – „нови краљ“ електричне енергије – најјефтинији облик електричне енергије икада. Као резултат тога, сада је готово сигурно да ће ваши рачуни за комуналне услуге бити значајно смањени или чак елиминисани кроз ДИИСолар.

Још боље, цена материјала потребних за кућну соларну енергију пала је за 70% у последњој деценији. Највећи разлог за пад цена су сами фотонапонски (ПВ) панели: пад цене од 90% (видео у 2019.) са 2 УСД/ват на тричавих 0,20 УСД/ват!

У просеку, између 2010. и 2020. у САД, инсталирани трошкови стамбеног соларног система су пали са 7,50 УСД/ват на 2,50 УСД/ват. (Вредност варира од локације до локације, а разлика је долар или два без обзира да ли користите ДЦ или АЦ напајање.)

То значи ниже првобитне трошкове за вас и краћи период отплате. За само 5 до 10 година - ако све урадите како треба - има смисла веровати да ће ваш "уради сам" соларни систем почети да вам зарађује. То је добро за вас и добро за планету.

Где почињете своје соларно путовање уради сам? Овде ћете пронаћи све аспекте соларног пројекта код куће које морате истражити пре имплементације и рада. Праћење овде описаног процеса корак по корак осигурава да покријете све основе и да доносите информисане одлуке и изборе на том путу.

ДИИ соларни преглед
Већина власника кућа који желе да инсталирају соларну енергију на крају ће пронаћи компанију за инсталацију, али то није једина опција.

Они који раде сами са јаком позадином или искуством у уговарању електричне енергије моћи ће да заврше „уради сам“ соларни пројекат од почетка до краја након пажљивог истраживања и планирања користећи водич овде.

Ако ово звучи као ти, само напред! Ви поседујете и управљате постројењем чисте енергије које ће вам омогућити да постигнете енергетску самодовољност и низак угљенични отисак у деценијама које долазе.

Међутим, ако сте „уради сам“ и мало сте упознати са постављањем сложених, вишеделних електричних система, онда би „уради сам“ соларни пројекат урађен уз стручну помоћ у неколико кључних тачака током пројекта (као што су инсталација и ожичење) могао бити опрезнији опција.

Ако имате искусне људе у свом тиму, избећи ћете куповину погрешних компоненти или инфериорних материјала. Што је још важније, елиминисаћете могућност потенцијално фаталних несрећа око високог напона. Такође је мање вероватно да ћете поништити било какву гаранцију.

Главне врсте соларних енергетских система
Постоје три типа соларних система за напајање између којих можете да напајате свој дом и имовину:

Везано на мрежу – Када је потражња за енергијом већа од излазне снаге система, ваш соларни низ је директно повезан са комуналним уређајем. Сваки вишак се шаље у мрежу. У већини места, електрична компанија се приписује вашем рачуну.

Мрежна веза са резервном батеријом (хибрид) - Ова алтернатива вам омогућава да складиштите вишак електричне енергије произведене од соларних панела вашег дома у резервној батерији. Ако вам је батерија потпуно напуњена, вишак енергије се шаље у мрежу и у већини случајева за то добијате плату. Да би задовољили потребе вашег дома, батерија ће се активирати и искључити пре него што преузму време вршне потрошње енергије.

Офф-Грид - У овој соларној поставци, потпуно сте независни од комуналног напајања. Ви поседујете шта год да је ваша соларна мрежа. Можете да повежете резервну батерију да бисте избегли нестанке струје.

Током фазе истраживања и планирања вашег „уради сам“ соларног пројекта, морате се запитати:

Која је тачно потреба за електричном енергијом и да ли желим да видим своју соларну инсталацију?

Да ли је најбоље подешавање везано за мрежу, ван мреже или хибридно подешавање?

Које су неопходне дозволе, лиценце и инспекције које морам да добијем?

Који су најбољи материјали који су комерцијално доступни за мој пројекат?

Како да надгледам свој систем да бих се уверио да увек ради на врхунској ефикасности и функционалности?

Шта морам да урадим да бих одржао свој соларни низ тако да ради оптимално током свог животног циклуса?

Која соларна опрема и материјали су вам потребни?

На тржишту снабдевања обновљивим изворима енергије које се брзо шири, морате имати више опција за сваку компоненту која мора бити интегрисана да би ваш „уради сам“ соларни систем ефикасно радио током свог животног века. Испод је листа главних компоненти већине соларних система. (Напомена: У зависности од ваше јединствене ситуације, можда ће вам требати додатни елементи који овде нису наведени.)

Соларни панели

Инвертер

Повер Оптимизер

Контролер пуњења

Фотонапонски прекидачи

Каблови

Монтажни регали или подизачи + носачи

Ожичење и друге електричне компоненте

Батерије

Након што сви главни посао и логистика буду обављени, идете даље: монтирајте ПВ панеле на сталак или стуб негде на вашем имању и повежите их на кућну електричну плочу. У зависности од тога да ли изаберете систем повезан са мрежом, систем ван мреже или хибридни систем, можда ће бити потребне додатне електричне везе да би се све покренуло.

Предности „уради сам“ соларне енергије
Пошто је куповина соларног низа велика инвестиција, важно је да темељно истражите своје могућности и одмерите предности и недостатке.

Ево главних предности „уради сам“ соларних пројеката:

Најјефтинији начин да електрификујете свој дом или возило.

Задовољство сазнања да сте то сами урадили.

За мање пројекте електрификације као што су спољна расвета или шупе за алате, може бити исплативије од повезивања на комуналну мрежу.

Дајте лични допринос транзицији обновљиве енергије која је неопходна за сузбијање климатске кризе.

Недостаци ДИИ солара

Соларни пројекат уради сам има неколико недостатака.

Ево главних недостатака „уради сам“ соларних пројеката:

Изградња вашег соларног низа од нуле захтева напредно техничко знање и стручност које можда немате.

„Уради сам“ соларни кућни комплети су обично дизајнирани да раде ван мреже за мале пројекте. Данас су доступни соларни комплети који вам омогућавају да се директно повежете на јавну мрежу и омогућавају вам да напајате цео свој дом.

Пошто је цена комплетних соларних инсталација драматично пала последњих година, више није исплативо обављати посао сами, за разлику од коришћења сертификованог техничара из акредитоване компаније.

Ако је ваш пројекат соларна енергија на крову, можете случајно оштетити свој кров када га бушите или неправилно правите хидроизолацију.

Оштећење које нанесете вашем крову може поништити гаранцију. Осигурање можда неће покрити штету од воде или буђи узроковане цурењем.

Рад близу високог напона може лако довести до случајног струјног удара и могуће смрти ако немате дозволу.

Ако постављате фотонапонске панеле на свој кров, ризик од повреде или смрти од пада може бити превелик да би могао да поднесе некога ко нема искуства у раду на висини.

Инсталирање соларне енергије самостално може вас спречити да искористите одређене локалне или државне попусте или подстицаје који су вам доступни ако ангажујете овлашћену соларну компанију.

Након што сте размотрили све предности и недостатке „уради сам“ соларне енергије, можда ћете и даље бити за свој пројекат. Ако јесте, постоји дуга листа ствари које треба урадити пре него што почнете. Ако се пажљиво пратите, још увек можете изаћи напред.

Израчунајте своје потребе за електричном енергијом
Колико електричне енергије желите да генеришете са својим соларним панелима? Одговор на ово питање је најважнији аспект вашег „уради сам“ соларног пројекта.

То ће вам омогућити да израчунате колико соларних панела ће вам требати и, ако је потребно, одредите величину батерије која ће се користити за соларно складиштење. Ваша потрошња енергије ће такође одредити претвараче и контролере пуњења који ће вам бити потребни, као и дебљину ожичења и величину осигурача.

Сваки уређај мора бити укључен у овај прорачун да би се добила укупна излазна снага. Биће вам потребан збир свих захтева за напајањем свих уређаја (нпр. фрижидера, рерне, бојлера, рачунара, ТВ, машине за прање веша, сушара, фена за косу, сата, осветљења, електричних лајсни, грејача простора, мобилних телефона), таблета , и тако даље.

Почните тако што ћете потражити налепнице са оценом потрошње енергије на свим уређајима и уређајима.

Неки од њих могу показати снагу. У другим случајевима, мораћете да га израчунате на основу дате ампераже или напона. Користите ову формулу за конверзију:

Вати (В)=Волти (В) * Ампери (А)

Постоји много онлајн калкулатора које можете користити за сабирање. Или, можете поставити табелу овако:

НАПОМЕНА: Да бисте попунили четврту колону, помножите излазну снагу (колона 2) са бројем сати коришћења дневно (колона 3). Затим саберите све вредности у четвртој колони да бисте добили укупан број вати које користите дневно, изражен у киловат-сатима (кВх).

За све типове „уради сам“ соларних пројеката, користите број киловат сати (кВх) који сте користили за вишеструке прорачуне да бисте израчунали број соларних панела и напон потребан за потпуно напајање вашег пројекта. Бесплатни онлајн калкулатори могу поједноставити то и многе друге прорачуне повезане са вашим „уради сам“ соларним пројектом.

ДИИ Грид Тиед Солар
У соларној поставци везаној за мрежу, ви сте директно повезани на мрежу јавног електроенергетског предузећа. То значи да када ваш соларни низ произведе више енергије него што вам је потребно, он иде у мрежу и доступан је другима за потрошњу.

У већини случајева, ваше комунално предузеће вам плаћа ову енергију кроз процес који се назива нето мерење. То значи да се вишак енергије из обновљивих извора преноси назад у ваш бројило док улази у мрежу, смањујући вашу укупну потрошњу енергије (оно што плаћате).

Да ли вам добављач електричне енергије надокнађује трошкове у малопродаји или на велико зависи од тога где живите. Нажалост, не дозвољавају све државе нето мерење.

Да бисте сазнали више о правилима нето мерења ваше државе, посетите ДСИРЕ (База података државних подстицаја за обновљиву енергију и ефикасност).

У систему везаном за мрежу, када су ваше потребе за енергијом веће него што соларни низ може да обезбеди ноћу, на пример, или када су ваши панели покривени мрежом, он испоручује струју која вам је потребна у ваш дом, избегавајући прекиде.

Потребне конфигурације за соларни систем везан за мрежу
У систему везаном за мрежу, који се понекад назива и соларна кровна поставка везана за мрежу, неколико основних компоненти је потребно за правилан рад.

Фотонапонски панели

Монтажни хардвер

Чисти синусни инвертер за подешавања везана за мрежу (конвертује једносмерну струју из ПВ у кућну наизменичну струју; пумпа додатни АЦ назад у комуналну мрежу)

ДЦ или оптимизатор снаге (максимизира енергију која се поврати из соларних ћелија)

Искључивање мреже (искључује ваш систем током нестанка струје)

ДЦ прекидач (искључује низ ради одржавања)

Комбинаторска кутија (организује све компоненте на једном месту)

Напомена: Три различита типа претварача ће радити у систему везаном за мрежу. Шта год да изаберете, уверите се да је то инвертер типа чистог синусног таласа. (За више информација о овоме, погледајте одељак Офф-Грид испод).

Стринг Инвертерс
Инвертори са струнама су најекономичнији ако је ваш дом окренут према југу и сенчење није проблем. Са овим претварачем струја из низа више панела се повезује и доводи у инвертор. Ако је један панел у низу погођен сенчењем или поквари, излазна енергија читавог низа се смањује.

Стринг инвертер са ДЦ Оптимизер технологијом

Струнасти претварачи са ДЦ оптимизер технологијом превазилазе овај проблем. Засебан оптимизатор снаге је повезан са сваким соларним модулом у низу и ради независно од свих осталих модула. Сва једносмерна струја из оптимизатора се усмерава ка претварачу где се дешава ДЦ-АЦ конверзија.

Код овог типа претварача, сенке или кварови утичу само на одређене панеле (не на цео низ). Рад сваког панела може се пратити коришћењем овог типа претварача.

Микроинвертори
Микроинвертер је претварач који се монтира на сваки панел. Конверзија једносмерне струје у наизменичну се дешава тамо. Снага наизменичне струје се затим обједињује са вашег крова и доводи директно у вашу кућну кутију АЦ прекидача.

Овај тип претварача је најлакши за инсталацију. Такође вам омогућава да проширите свој соларни низ другим типовима или моделима ПВ панела, сваки са својим микроинвертером. (Насупрот томе, да бисте проширили свој соларни низ помоћу инвертера са струнама, морате користити исту врсту панела.)

Када узмете у обзир све факторе, систем везан за мрежу је најједноставнија и најјефтинија поставка. Системи ван мреже и хибридни системи захтевају - поред основних компоненти система везаног за мрежу који су наведени изнад - контролер пуњења, батерија батерија и други додатни заштитници од прекомерне струје.

ДИИ Офф-Грид соларни систем
Ако сте на било који начин заинтересовани да живите ван мреже, или ако сте далеко од комуналних услуга, уради сам ван мреже - понекад се називају и самостални - соларни низови су без памети. Добре вести за 2020.: било да напајате удаљену кабину, комби, камп или чамац, могућности за соларну енергију ван мреже су практично бескрајне.

Потребне конфигурације за соларне системе ван мреже
Основне компоненте система ван мреже су сличне подешавањима везаним за мрежу, али са додатком:

Контролор пуњења (шаље ДЦ у резервну батерију, али га с времена на време искључује како би спречио прекомерно пуњење)

Батерија (потребна за напајање када нема сунчеве светлости)

Инвертер (модификовани или чисти синусни талас, у зависности од ваших потреба за напајањем)

Баланс системских (БоС) компоненти (жице, осигурачи, кутија прекидача, итд.)

Су-КамСолар Следећи кратки видео описује различите употребе чистог синусног инвертора у односу на модификовани синусни инвертор. Нећете видети разлике само у графичким илустрацијама њих двоје; чућете и поређење.

Одређивање захтева за електричном енергијом за соларне системе ван мреже

За било коју врсту „уради сам“ соларног пројекта, морате одредити своје потребе за енергијом, као што је раније поменуто. Са ван мреже, можете израчунати ту вредност и израчунати број батерија потребних за складиштење. Ово такође морате узети у обзир ако желите да користите снагу која траје данима или недељама.

Ово постаје компликовано за батерије јер су предвиђене за складиштење на или мало изнад собне температуре. То значи да ако сте у условима смрзавања, ваш капацитет складиштења је значајно смањен (50% или више). Стога, када сте на хладном месту или годишњем добу, можда ћете морати значајно да повећате величину батерије само из овог разлога.

Напон батерије
Напон батерије - да ли је 12В, 24В или 48В - такође је важан. То утиче на дебљину (и цену) жица које их повезују и каблова који воде до претварача.

Да бисте одредили напон, размислите колико ће вати бити потребно за напајање свих ваших уређаја. 12В батерија може бити довољна за мобилни телефон и неколико 12В ДЦ уређаја. Међутим, ако желите да генеришете 2,000 вата или више, батерија од 24В или 48В има више смисла.

Време на сунцу
Још једно важно питање је број сати сунчеве светлости који ће ваш панел добити сваки дан. Овај број није једнак дужини дневне светлости и варира у зависности од годишњих доба.

Зависи од угла сунца у односу на правац панела. Мапа сунчаних сати у Сједињеним Државама доступна је преко Националне лабораторије за обновљиву енергију (НРЕЛ).

Контролер пуњења
Једном када знате напон соларне мреже и напон батерије, потребан вам је контролер пуњења за управљање оба. Доступна су два основна типа технологије контролера пуњења: ПВМ (Пулсе Видтх Модулатион) или МППТ (Макимум Повер Поинт Трацкинг).

Када се напони поклапају, довољан је ПВМ контролер пуњења. Када су напони различити, користите МППТ контролер.

ДЦ/АЦ претварач
Последњи, али не и најмање важан, је инвертер, који вам је потребан да конвертујете једносмерну струју у модулу у наизменичну струју за уређаје који раде на наизменичну струју. Поред тога, морате знати који тип напајања наизменичном струјом захтева претварач. У САД, то је 120/240В подељена фаза, 60Хз.

Док се неки претварачи могу конфигурисати, други су фиксни. Проверите спецификацију претварача (у приручнику или на веб локацији компаније) пре куповине да бисте били сигурни да имате оно што вам је потребно за ваш систем.

Даља разматрања
Додатни фактор који компликује је то што неки уређаји користе 240 В, док други користе 120 В. Не производе сви инвертори 240 В, тако да ћете можда морати да сложите (тј. да повежете) два инвертора оцењена на 120 В да бисте задовољили све ваше потребе за струјом. Још једном проверите спецификацију да бисте били сигурни да користите праву опрему.

Још једна ствар: Инвертори су дизајнирани да одговарају одређеној батерији било да је 12В, 24В или 48В. тако да ћете морати да одредите величину батерије коју ћете користити пре него што купите инвертер.

Ако мислите да бисте можда желели да изградите соларне низове и/или капацитет за складиштење батерија у будућности, куповина претварача који сада могу да поднесу додатни напон ће вас уштедети од потребе да касније правите скупе надоградње претварача.

Уради сам хибридни соларни системи
Комбинујући функционалност соларних система везаних и ван мреже, хибридни системи уживају у најбољем из оба света. Можете складиштити соларну енергију за ноћну употребу или у случају нестанка струје.

Ово је идеално за власнике кућа у одређеним областима који би иначе морали да плаћају више вршне цене за електричну енергију увече или ноћу.

Међутим, ако се налазите у области са добрим нето мерењем и минималним прекидима, стандардни систем везивања за мрежу може бити ваша најбоља опција.

Дијаграм испод илуструје како функционише хибридни систем:

У овом типу система се користи посебан тип хибридног претварача као што је приказано на дијаграму. Такође је важно напоменути да ако одаберете ову поставку, батерије треба купити у тренутку инсталације. Технологија батерија се брзо развија и предуго чекање може довести до некомпатибилности са вашим хибридним системом. То може значити да ћете касније морати да направите много скупих надоградњи.

За хибридне системе, уобичајене су батерије спојене наизменичном струјом. Ове батерије садрже и једносмерну струју из соларног низа и наизменичну струју из мреже за наизменичну струју (АЦ). Тренутно је Тесла Повервалл један од најпопуларнијих избора за батерије спојене наизменичном струјом.

Насупрот томе, ДЦ-цоуплед батерије складиште једносмерну енергију са соларних панела и претварају наизменичну струју из мреже у ДЦ снагу која се такође чува у батерији.

ПВ системи који користе ДЦ-спрегнуте батерије су енергетски ефикаснији од тренутних батерија спрегнутих наизменичном струјом. Ова разлика је уочљивија код великих инсталација. Стога, то можда неће утицати на ефикасност ваше кућне соларне инсталације.

Који тип соларног панела је најбољи за ваш соларни пројекат „уради сам“?
Три главне врсте соларних панела могу се користити за стамбене пројекте.

Монокристални соларни модули се састоје од 60 или 72 соларне ћелије које су направљене од једнолично црног силицијума са спољним стакленим и металним оквиром. Свака ћелија има заобљене беле ивице. Монокристални панели су нешто скупљи од других типова панела, али су много ефикаснији. Они претварају до 23% сунчеве светлости у електричну енергију.

Поликристални соларни панели такође садрже 60 или 72 соларне ћелије, свака савршено квадратна у шареној плавој боји. Они претварају око 15 до 17 процената соларне енергије у употребљиву електричну енергију. Поликристални панели су нешто јефтинији од монокристалних модула.

Танкослојне соларне ћелије су лагани и флексибилни листови фотонапонског материјала који се наносе на чврсте површине као што је стакло. Танки филм је чак мање ефикасан од других типова, обично само 10-13%. Они су такође јефтинији.

Избор правог соларног панела за посао
Ако имате ограничен простор за свој „уради сам“ соларни пројекат, монокристални панели су најбољи избор јер имају највећу ефикасност и цену сличне њиховим поликристалним рођацима.

Ако простор није проблем и покушавате да смањите трошкове - чак и на мале начине - поликристални панели могу бити прикладни.

Танки филм није погодан за мале пројекте соларне инсталације, нити се исплати.

ДИИ соларна често постављана питања
За пројекат који је тако сложен и скуп као што је „уради сам“ соларна енергија, морате то да урадите како треба. Ево неких питања која сте се можда питали и одговора.

1. да ли су соларни системи повезани на мрежу, ван мреже или хибридни соларни системи најбољи за „уради сам“ соларне пројекте?

Не постоји прави одговор на ово питање. То у потпуности зависи од ваших циљева, техничког знања, електричног искуства, енергетских потреба и ваше локације.

На пример, ако је ваш циљ да напајате целу кућу од 2,000-квадратна метра за четворочлану породицу и имате нето мерење са неколико прекида, систем повезан са мрежом је најекономичнији.

Међутим, ако желите само на јесен да напуните усамљено склониште за лов, онда је соларни систем ван мреже ваш најбољи избор.

Ако немате приступ нето мерењу, ваше комунално предузеће наплаћује високе цене за вршну употребу, или имате честе нестанке струје или нестанке струје, хибридни соларни систем је најбоља опција.

2. Који су скривени трошкови соларног пројекта „уради сам“?

Пре него што ваш „уради сам“ соларни пројекат буде пуштен у рад, мораћете да платите неколико накнада за издавање дозвола и инспекцију од ваше локалне надлежности и електроенергетске компаније. Разговарајте са њима да бисте сазнали шта морате да урадите и када. Чак и недостатак једног може одложити или чак спречити завршетак вашег пројекта.

Али пре него што почнете да истражујете свој соларни систем, проверите да ли власници кућа без дозволе могу да инсталирају соларну мрежу везану за мрежу. Ако не, мораћете да ангажујете лиценцирану соларну компанију. Ово би могло бити хиљаде долара више од вашег почетног буџета.

Ваше осигурање куће може се повећати због панела на вашем крову или имању. Контактирајте свог агента пре него што почнете да утврђујете да ли је годишње повећање у оквиру вашег буџета.

Ако нисте потпуно сигурни да ли сте купили све праве компоненте, проверите да ли се могу вратити пре него што их извадите из кутије. Ако погрешите и морате да замените материјале, бићете разочарани додатним трошковима ако не будете у могућности да добијете повраћај новца за ту ставку.

3. Као независни власник куће са соларном инсталацијом, да ли имам право на било какве пореске олакшице?

У САД, федерални соларни порески кредит, такође познат као порески кредит за инвестиције (ИТЦ), омогућава вам да одбијете 26% (смањење на 22% у 2021.) од трошкова ваше соларне инсталације, без ограничења. Ово можете обавити као инсталатер или ангажовати компанију да обави посао.

У овом тренутку, не постоји план да продужи овај кредит у прошлој 2021. на власнике кућа под тренутном администрацијом. иако би новоизабрани извршни огранак и Конгрес то могли учинити.

Сертификати соларне обновљиве енергије (СРЕЦ) су још један подстицај за власнике кућа. Преко овог програма можете да продате енергетске сертификате комуналном предузећу и добијете поврат новца. Систем функционише као берза. СРЕЦ вредности варирају у зависности од државе и месеца.

Морате проверити код својих државних и локалних власти да ли постоје било какве друге подстицаје или попусте. Ово може зависити од тога да ангажујете одобрену соларну компанију да изврши инсталацију.

Резимирајући ДИИ солар
Најважнији делови „уради сам“ соларног пројекта су планирање и дизајн. За ове кораке, мораћете много да истражите.

Кључни број потребан за све прорачуне је снага у ват-сатима коју желите да соларни низ обезбеди за сву опрему која се потроши у току дана. Ако укључујете складиштење батерије, такође је важно да знате колико дана напајања желите да резервишете.

Након што ово схватите, следећи корак је куповина неопходних компоненти за ваш систем повезан са мрежом, ван мреже или хибридни систем. Након добијања свих потребних дозвола и прегледа, можете поставити панеле. Пре него што изађу на мрежу и почну да производе струју, морају се прегледати још једном или два пута.

Када се уради исправно, ваш „уради сам“ соларни пројекат може вам обезбедити деценије чисте енергије. То је добитна и за вас и за планету.