第六章:了解你的太阳能光伏系统


一组太阳能电池形成太阳能模块。一组具有其他附件的太阳能光伏电池板构成了一个太阳能光伏系统。基本上,太阳能光伏系统可以为您提供所需的电力。

基本的太阳能光伏系统可分为离网,并网或混合系统。所有这三个系统都有不同的好处取决于位置和功率利用设置。

离网(Off-Grid)太阳能光伏系统

离网太阳能光伏系统是那些希望拥有自主电力设备或需要便携性并远离国家电网的人的常用系统之一。

优点包括:

 
  1. 简单和容易构建和维护。只需要太阳能光伏电池板,电线,充电控制器和电池。
  2. 可便携性。只要有阳光,您就可以在任何地方启动设备。这是非常有用的,当在森林户外露营和房车旅行可用于启动您的设备。
  3. 可以使用在远离离您最近的电网很远的设备。布线在大面积上很麻烦,需要安装经验丰富的人员,并遵守当地的地面电缆敷设标准,以防止发生触电事故。
  4. 完全可自定制性和可缩放性。您可以拥有一个小型太阳能光伏系统,为您的小家电或大型太阳能光伏系统供电,为您的整个房屋或社区提供动力。
  5. 太阳能能源自给自足和自主电力。由于您不依赖电网供电,因此您无需担心停电并向公用电网支付任何费用。
  6. 这是您可以信赖的绿色可持续能源。太阳是免费的,你拥有它收获的所有能量。您不必担心电力公司对环境的影响,因为其中一些仍然依赖污染化石燃料。
  7. 在可预见的未来,电池的可负担能力增加。随着技术的进步和电动汽车生产的增加,在不久的将来,我们将看到电池成本的进一步下降和电池效率的提高。

离网太阳能光伏系统的缺点是什么?

  1. 全都是你自己的。如果没有对电池存储系统和足够的太阳能光伏电池板进行适当的规划以成长所需的所有电力,您将在半夜最终需要最耗电的情况下耗尽电池。
  2. 电池的成本高,基本上是由于一个主要问题 – 他们不会永远持续下去,他们有一个使用周期。如果您频繁地将它们放电超过建议的速度,您可能会比您想象的更快地损坏电池。更多关于深度放电的建议在接下来的几节“了解你的电池”。
  3. 对于那些不需要耗费太多电力的小型家用电器和照明最为有用。例如路灯,庭院灯,水族馆水泵,CCTV和您的计算器。像农村电信塔这样较大的用电量需要更大的太阳能光伏阵列。使用太阳能光伏电池板可以运行微波炉,空调,冰箱和热水器,但与公用电网和备用化石燃料发电机相比,其成本往往不划算。当从系统中获取的功率大于存储在系统中的功率时,通常会出现问题,如果没有辅助电网支持,系统将完全停止。
简单的离网太阳能光伏系统包括太阳能电池板,充电控制器,电池和负载。

并网(Grid-Tied)太阳能光伏系统

下一种太阳能光伏系统是并网太阳能光伏系统。它也被称为电网互联和电网回馈太阳能光伏系统。基本上,这意味着它是连接到公用电网的太阳能光伏系统。

并网系统最常见于已经拥有公用电网的家庭,但也希望通过自有太阳能光伏系统的自发电获得更多收益。

并网太阳能光伏系统的好处是:

  1. 您可以直接从家用插头使用面板产生的电能。在并网系统中,太阳能光伏通过并网逆变器直接连接到家庭电网。在并网系统中,并网逆变器将检测来自主电网的功率和波形,然后向家庭电网注入稍高的电压(例如,高0.5伏),该家庭电网与家庭电网功率同步阶段(也称为同步逆变器)。如果您的电器开关处于接通状态并需要供电,它将首先从并网逆变器获取电力,然后再从公用电网汲取额外的能源。它不会节省设备的用电量,但可以减少公用电网的用电量,从而减少每月的电费。
  2. 净计量。在某些情况下,它可以使您从太阳能光伏系统中获得收益。家庭电网中的额外电力被注入到公用电网,这将反过来使家庭功率计反转(计量器向后转动)。一些州提供上网电价,允许您为电网提供每千瓦时的电力并得到回馈。其他奖励措施也可用于支持可再生能源。
  3. 降低设备成本和安装成本(前期成本更少)。离网太阳能光伏系统的主要大部分成本来自蓄电池存储系统。
  4. 整个公用电网本身就是一个虚拟电池。您无需担心家用电池存储。由于电池维护不便宜。额外的电力会被推回到电网,而不会浪费未使用的能量(在离网太阳能系统中,一旦电池完全充电并且没有负载使用电力,所有过量的电力被浪费)。此外,如果您需要比太阳能光伏系统更多的能源,它可以从公用电网获得帮助,而不会使太阳能光伏系统超载。
  5. 现在的并网逆变器非常高效,特别是那些具有集成最大功率点跟踪功能的逆变器。在离网太阳能光伏系统中使用便宜的铅酸电池可将系统效率降低至80%,而当电池系统维护不当或通过维修周期时,效率会进一步下降。
  6. 您不必担心并网太阳能光伏系统电力负载超载。即使超过您的太阳能光伏系统可以生产的容量,您也可以运行耗电的设备。这全部归功于电力负荷的共享性质,电网接入逆变器提供初始电力,而额外的电力来自电力公用电网。确保太阳能光伏电池板和并网逆变器的总额定功率匹配,以防止逆变器过热。您不能够将1.5kW太阳能光伏电池板阵列输出推入1kW的并网逆变器。

有了并网太阳能光伏系统的许多好处,那么缺点是什么?

  1. 并网系统不是电源备份解决方案。如果遇到主公用电网断电,则不能使用太阳能光伏系统产生的电力。这主要是出于安全原因。在公用电网停电期间,可能有工人在外部修理主电网,强行将电力推回电网将导致修理工人发生不必要的触电事故。一旦公用电网恢复工作,系统将再次工作。
  2. 了解有关并网逆变器的当地法律。有些地方不希望你试图使用并网太阳能光伏系统扭转电表,而其他地方可能不会提供额外的收入或奖励。如有任何疑问,请咨询当地政府或当地太阳能光伏系统销售商。
一个简单的并网太阳能光伏系统由太阳能光伏板和一个并网逆变器组成。由于并网逆变器可以使输出与电网的电压稍微大于电网电压同步,负载可以首先在主电网之前使用来自太阳能光伏系统的电力。如果有额外的电力,它将直接供应给主电网。

混合(Hybrid)太阳能光伏系统

离网和并网系统有其优点和缺点。然而更新的混合太阳能系统结合了并网和离网太阳能系统的最佳性能。这些系统可以被描述为离网太阳能和公用事业备用电源(Hybrid off Grid – HOG)逆变器,或者并网和额外的电池存储太阳能光伏系统。

他们被称为智能电力系统。这些系统现在非常昂贵,但是混合动力系统的零售价格将会下降。

混合动力系统通过计算机化系统完全自动化,可以决定何时使用来自太阳能光伏板的电力,来自电池的电力或来自公用电网的电力。它减少了对电力公用电网的依赖,并且能够控制太阳能光伏电池板的大部分用电量,同时还可以确保电池在电网停电时备用。它可以进一步设置为在电力公用电网关闭时仅使用来自电池的电力供应关键负载。

像Tesla Powerwall这样的混合动力电池存储将允许您编程来存储当天太阳能光伏系统产生的电力,并为夜晚供电。这并不意味着存储几天和几天的电力,但最终会减少公用电网的高峰用电量。

据了解,用电量有两个主要高峰。早上和傍晚的高峰时间。在凌晨5点到7点(上午9点),这是早上常见情景,因为启动冷设备将需要更多能源,其中包括启动工厂机器和办公室空调。晚上5点至7点(下午5点30分至7点30分)将成为第二个高峰期,每个人都会回家并开始他们的家庭照明,空调和电烹饪设备。混合动力电池可以在非高峰时段充电(包括来自太阳能光伏系统)并在高峰时段供电供家庭使用。这些降低了国家电网的高峰负荷,并节省了一些费用(某些州在高峰时段的用电量上有不同的更昂贵的费用)。

混合动力系统也是可扩展的。由于它可以支持非常高的功率输入和输出(例如10KW),因此它适用于普通家庭使用的高功耗设备,如空调和冰箱。添加专门制造的电池组将允许更多的能量存储取决于需求。

除了较高的前期成本之外,混合动力系统没有太多缺点。

混合太阳能光伏系统也是具有电池存储的并网太阳能系统。混合动力系统有几种变型。基本上,电池可以通过太阳能或电网充电,并在需要时提供给负载。

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