Aurinkoenergiajärjestelmien luokitus

Kaikkialla maailmassa ihmiset ovat tällä hetkellä siirtymässä käyttämään uusiutuvia energialähteitä täyttääkseen energiatarpeensa. Nykymaailmassa on monia esimerkkejä aurinkoenergiajärjestelmien/-tekniikoiden laajamittaisesta syntymisestä ja käyttöönotosta yhteiskunnassa. Äskettäin valmistuneiden korkeakouluopiskelijoiden tai henkilöiden, jotka haluavat hyödyntää aurinkoteknologiaa kotona tai työssä, on saatava koulutus siitä, millaisia ​​aurinkojärjestelmiä on olemassa, miten ne toimivat sekä niiden eduista ja haitoista, jotta he voivat tehdä tietoisia ostopäätöksiä. Aurinkoenergiajärjestelmät voidaan luokitella kolmeen tyyppiin perustuen:

1) miten energiaa tuotetaan (teknologia);

2) miten järjestelmä kytkeytyy/toimii sähköverkon yhteydessä (konfiguraatio);

3) järjestelmän koko verrattuna muuntyyppisiin järjestelmiin.

Tämän artikkelin tavoitteena on tarjota sinulle useita esimerkkejä siitä, kuinka voimme luokitella aurinkoenergiateknologiajärjestelmät näihin kolmeen luokkaan, ja antaa sinulle yksityiskohtaiset kuvaukset jokaisesta.

Aurinkoenergiajärjestelmien perusluokittelu perustuu siihen, miten käytämme auringon energiaa asioiden tehostamiseen. On vain kaksi tapaa tehdä tämä: käyttämällä aurinkosähköä (PV) tai käyttämällä keskitettyä aurinkoenergiaa (CSP); ja sitten ovat aurinkolämpöjärjestelmät, jotka tuottavat lämpöä (tai lämpöä -tuottavaa) energiaa (lämmitys).

Aurinkosähköjärjestelmät (PV).

Yleisin aurinkoenergian käyttömuoto on aurinkosähköjärjestelmät. Aurinkosähköilmiön avulla nykyaikaiset aurinkosähköjärjestelmät muuttavat auringon säteilyn sähköenergiaksi käyttämällä puolijohdetta, yleisimmin piitä, joka on alan standardi. Puolijohde on "viritetty" auringon säteillä, mikä saa elektronivirran liikkumaan ja luomaan tasaisen sähkövirran, toisin kuin vaihtovirta, joka virtaa kahteen eri suuntaan. Useimmissa kotitalouksissa ja työpaikoilla tätä kutsutaan tasavirraksi (DC). Jotta sitä voidaan käyttää useimmissa kotitalouksissa ja työpaikoissa, invertteri tarvitaan muuntamaan kennon tasavirta (DC) vaihtovirraksi (AC). Aurinkosähköjärjestelmien monipuolisuuden ja skaalautuvuuden vuoksi nykyaikaiset kaupalliset paneelit on suunniteltu saavuttamaan jopa 30 %:n hyötysuhde. Nämä järjestelmät voivat olla niin pieniä kuin muutama aurinkosähköpaneeli katolla tai niin suuria kuin suuria hyötykäyttöön tarkoitettuja-aurinkoenergiataloja.

Asentajan tai asunnonomistajan näkökulmasta käytännöllisin aurinkosähköjärjestelmän luokitus perustuu sen sähköiseen kokoonpanoon ja suhteeseen sähköverkkoon. On olemassa kolme päätyyppiä: grid-sided (on-grid), off-grid (erillinen) ja hybridijärjestelmät.

-Grid (Grid-Tied) -järjestelmissä
On-verkkojärjestelmät on kytketty suoraan julkiseen sähköverkkoon, ja ne ovat yleisin asuin- ja kaupallinen asennustyyppi maailmanlaajuisesti.

Kuinka se toimii: Aurinkopaneelit tuottavat sähköä päivän aikana. Tätä tehoa käytetään rakennuksen kuormien ajamiseen. Jos järjestelmä tuottaa enemmän tehoa kuin tarvitaan, ylijäämä syötetään takaisin sähköverkkoon. Yöllä tai vähäisen tuotannon aikana rakennus saa sähköä verkosta.

Avainkomponentti: Nämä järjestelmät eivät vaadi akkupankkeja. Verkko itsessään toimii ylimääräisen energian virtuaalisena varastointijärjestelmänä.

Edut: Ne ovat kustannustehokkaimpia-ja yksinkertaisimpia asentaa paristojen puutteen vuoksi. Ne mahdollistavat myös verkkomittauksen, jossa asunnonomistajat saavat hyvityksen verkkoon toimittamastaan ​​ylimääräisestä sähköstä.

Haittapuoli: Ensisijainen haittapuoli on, että järjestelmä sammuu verkon sähkökatkon aikana turvallisuussyistä (jolloin se ei pysty syöttämään sähköä takaisin{0}}linjatyöntekijöille).

Off-Grid (erilliset) järjestelmät

Pois{0}}verkkojärjestelmät toimivat sähköverkosta riippumatta. Ne ovat ihanteellisia käytettäviksi syrjäisillä alueilla, joilla ei ole käytännöllistä verkkoyhteyttä tai joissa verkkoliitäntäkustannukset ovat liian korkeat.

Toiminta: Aurinkopaneelit mahdollistavat akkupankin latauksen yökäyttöön tai kun ei ole aurinkoista. Invertteri toimii yhdyskäytävänä, joka muuntaa akkujen tuottaman tasavirran vaihtovirraksi, kun sitä käytetään kotona.

Keskeinen ominaisuus: Akkupankki, joka voi tarjota riittävästi virtaa{0}}verkkojärjestelmän tukemiseen useita päiviä ilman, että sitä tarvitsee ladata uudelleen, on off-grid-järjestelmän pääominaisuus. Kun sääolosuhteet estävät latauksen, monissa verkkoon{3}}irromattomissa kodeissa on myös varageneraattori, joka tuottaa enemmän kuin tarpeeksi virtaa pidemmäksi ajaksi.

Edut: Täysin sähköverkosta riippumaton asuminen ja sähkön saatavuus syrjäisellä alueella, joka ei saa sähköä sähköverkosta.

Haitat: Nämä järjestelmät ovat huomattavasti kalliimpia akkukustannusten vuoksi. Ne vaativat myös monimutkaisempaa suunnittelua ja huolellista energianhallintaa käyttäjältä paristojen tyhjenemisen välttämiseksi.

Hybridijärjestelmät
Hybridijärjestelmissä yhdistyvät on{0}}grid- ja off{1}}grid-tekniikan parhaat elementit.

Mitä hybridijärjestelmä on: Hybridijärjestelmä liitetään sähköverkkoon, aivan kuten verkkoon{0}}sidottu järjestelmä, mutta siinä on myös akkupankki, joka sisältyy järjestelmään. Tuotettu aurinkoenergia käytetään ensin kodin sähkökuormitukseen, sitten akkujen lataamiseen. Vasta akkujen täyteen latautumisen jälkeen jäljellä oleva aurinkosähkö lähetetään takaisin verkkoon. Verkkokatkoksen aiheuttaman sähkökatkon aikana hybridijärjestelmällä on kyky erottaa itsensä verkosta ja jatkaa sähkön toimittamista kotiin akkupankin ja aurinkopaneelien kautta.

Hybridijärjestelmän avainkomponentti: Hybridi-invertteri tai akkuohjaimeen yhdistetty invertteri - tämä komponentti ohjaa monia eri komponentteja hybridijärjestelmässä.

Hybridijärjestelmän edut: Varavirran luotettavuus, kyky säästää{0}}itse tuotettua energiaa sähkön huippunopeuksien aikana ja mahdollisesti pienempi akkupankki verrattuna pelkkään-verkon ulkopuoliseen sovellukseen.

Hybridijärjestelmän haittapuoli: Akun lisäkustannukset tekevät kokonaiskustannuksista enemmän kuin tavallisen{0}}verkkoon sidotun järjestelmän.

Järjestelmätyypin lisäksi aurinkosähköasennukset luokitellaan myös niiden koon ja suhteen perusteella niiden palvelemaan sähkökuormaan.

Hajautettu tuotanto (DG): Nämä ovat pienempiä järjestelmiä, jotka sijaitsevat lähimpänä kulutuspistettä. Useimmat asuinrakennusten kattojen ja liikerakennusten järjestelmät kuuluvat tähän luokkaan. Ne on yleensä integroitu pienjännitteiseen jakeluverkkoon ja niiden avulla kuluttajat voivat säästää sähkölaskuissaan.

Keskitetty tuotanto (hyöty{0}}mittakaava): Nämä ovat suuria aurinkovoimaloita, jotka sijaitsevat yleensä satojen eekkereiden alueella ja jotka tuottavat sähköä, joka sitten toimitetaan korkeajännitteisiä siirtolinjoja pitkin kaukaisille-loppukäyttäjille. Sekä suuret-sähkövoimalaitokset että CSP-laitokset kuuluvat tähän luokkaan. Kaiken kaikkiaan aurinkoenergiajärjestelmien luokitus on monimutkainen. Jokaisella luokittelulla on tärkeä tehtävä maailman energiajärjestelmässä riippumatta siitä, luokitellaan ne kyseessä olevan tekniikan (PV vs. CSP), toimintakonfiguraation (-grid, off-grid tai hybridi) tai käyttöasteen mukaan. Näiden erojen tunteminen on perusta aurinkoenergian hyödyntämiseen pyrkiville.