太陽エネルギーでお金を節約 : 太陽エネルギー技術101

太陽エネルギーの歴史をざっと見てみましょう

ベル研究所は1954年に最初のシリコン太陽電池を作成しました。太陽エネルギーは以前はさまざまな方法で取得されて使用可能なエネルギーに変換されていましたが、太陽エネルギーが長期間にわたってデバイスに電力を供給するための実行可能な電力源になったのは1954年まででした。最初の太陽電池は、太陽放射を4％の効率で電気に変換しました-比較のために、今日広く利用可能な多くのソーラーパネルは、太陽光を20％の効率で太陽光発電に変換できます。太陽エネルギーの受け入れは最初は遅かったものの、さまざまな州および連邦のインセンティブと政策が、ソーラーパネルのコストを十分に削減し、より広く受け入れられるようにすることに貢献しました。ルーフアタッチメントは、ソーラーパネルのベースとして機能します。ソーラーアタッチメントにはいくつかのタイプとスタイルがあり、それぞれが特定の屋根材用に設計されています。最も一般的な屋根材は、コンポジションアスファルトシングルです。さまざまな構成のシングルルーフアタッチメント製品は、構造アンカーと防水フラッシングの両方として機能します。これらの「統合された」製品は、ルーフアタッチメントの設置に関連する時間とコストを削減するのに役立ちます。一方、タイルとスレートの屋根は、より複雑な製品と時間のかかる設置手順を必要とします。これらの困難は、タイルが繊細であり、適切に取り扱わないとひびが入る可能性があるという事実によって悪化します。ソーラー設置業者からの入札を受け入れる場合、これらの屋根タイプの住宅所有者は、わずかに多く支払うことを期待する必要があります。さらに、インストーラーが損傷したタイルを回避または交換する方法について事前に話し合うことをお勧めします。

太陽エネルギー技術101について知っておくべきこと

太陽エネルギーはクリーンで安価なエネルギー源であり、地元の公益事業会社の予測不可能なサービスに代わる優れた方法です。ソーラーパネルを使用すると、機器の故障から自然災害まで電力をバックアップし、近所で唯一ライトが点灯している家になることができます。太陽エネルギーシステムを使用すると、従来の電力網への依存を減らしながら、毎月の電気料金を下げる毎月のエネルギー節約を生み出すことができます。ソーラーパネルは、太陽電池でできている屋根の太陽光線を吸収します。これらの光線によって生成された電気は、パネルが受け取ったエネルギーを家のエネルギーに変換するシステムのコンポーネントであるインバーターを通過します。屋上システムが使用できるよりも多くの電力を生成する場合は、夜間や曇りのときなど、後で使用するためにソーラーバッテリーと一緒に保管できるため、暗闇に放置されることはありません。ほとんどのソーラーパネルの寿命は25〜30年です。それにもかかわらず、ソーラーパネルは時間の経過とともに太陽光を吸収する能力を失います。したがって、数十年後も間違いなく機能し続けますが、時間の経過とともに容量が少なくなり、効率が低下します。ソーラーパネルの製造元によって指定された寿命は、パネルの容量が低下して効率が低下する時期を示しています。

オングリッドまたはオフグリッド？

もう1つの考慮事項は、バックアップエネルギー源として電力会社の電力網に接続したままにするか、完全に太陽光発電にするかです。利用可能なソーラーが不十分な場合、完全にグリッドから外れると、ソーラーバッテリーの保管が必要になります。グリッドに接続されたシステムが曇りまたは夜間の場合、グリッドからエネルギーを取得し、グリッドのエネルギー価格を支払います。オフグリッドの太陽エネルギーシステムは、バッテリーストレージからエネルギーを引き出して、ライトをオンに保ち、昼から夜へのシームレスな移行を維持します。オングリッドおよびオフグリッドの太陽光発電システムの内訳は次のとおりです。

オングリッド太陽光発電システム

太陽光発電（PV）パネルはユーティリティグリッドに接続されています。日中、ソーラーモジュールはあなたの家に電気を供給します。ソーラーアレイは、屋根または地面に設置することができます。オングリッドソーラーシステムに投資する前に、家のすべてのエネルギー要件を満たすために必要なアレイの大きさを把握する必要があります。 PVモジュールは、ソーラーパネルの設置時にインバーターに接続されます。市場にはさまざまな種類のソーラーインバーターがありますが、それらはすべて同じことを行います。太陽からの直流（DC）電気を、ほとんどの家電製品に電力を供給するために必要な交流（AC）に変換します。夜間や曇りの日など、エネルギー需要がパネルが提供できる量を超えると、ユーティリティグリッドが家に電力を供給します。ソーラーアレイが必要以上の電力を生成する場合、それは他の家庭や企業に電力を供給するために交流（AC）として電力網に送られます。米国のネットメータリング管轄区域の住宅所有者は、余剰分に対して請求クレジットを受け取ります。ネットメータリングの対象となる個人は、住んでいる場所に応じて、小売価格または卸売価格を受け取る場合があります。その後、ソーラーアレイが需要を満たすのに十分なエネルギーを生成しない場合、住宅所有者はグリッド電力を使用してクレジットを「償還」します。一部の地域の電力会社は、ピーク需要期間中に高い料金を請求する場合があります。太陽光発電を利用している住宅所有者は、太陽光発電アレイが公共電力の必要性を相殺するため、日中のピーク需要時のコスト上昇の影響を軽減する可能性があります。それでも、停電は、グリッドに接続しているため、PVアレイをシャットダウンする原因にもなります。これにより、送電線を修理している電気技師が、パネルから送信された活電圧によって怪我をしたり殺されたりするのを防ぎます。

オフグリッド太陽光発電システム

DIYや完全なエネルギー自立を求める人々は、スタンドアロンのソーラーアレイを選ぶことができます。このオフグリッドシステムは、電力グリッドにリンクされていません。オフグリッドは、送電線や配電ケーブルの設置コストがそれに比べて法外に高いため、電力線から遠く離れた地域に住む人々にも適しています。オフグリッドソーラーは、納屋、工具小屋、フェンス、RV、ボート、キャビンなど、特定の電気設備が必要な人にも最適です。スタンドアロンシステムはグリッドに接続されていないため、PVセルによってキャプチャされ、バッテリーに保存された太陽エネルギーだけで電力を供給できます。もちろん、別の再生可能エネルギー源や化石燃料を動力源とする発電機がない限り。一部のオフグリッド所有者は、住宅用風力タービンを設置して太陽光と風力を組み合わせるのを好みます。論理は、太陽光発電を減らす雲があるとき、風がたるみを拾う可能性が高いということです。オフグリッドソーラーを検討している個人は、特定の期間（多くの場合、少なくとも数日）にわたって必要な電力を計算する必要があります。そうしないと、長期間電源がない可能性があります-そしてあなたを救うためのグリッドはありません。もちろん、オフグリッドソーラーの利点は、電気代を受け取らないことです。使用するすべてのアプライアンスに電力を供給するために必要な電力量を把握するのに役立つ、いくつかのオンライン計算機を利用できます。合計量によって、バッテリーパックのサイズが決まります（使用する場合）。バッテリーパックは、相互接続されたバッテリーの集まりです。バッテリーパックは高価になる可能性があります。 2020年には、消費者はkWhあたり400ドルから750ドルを支払うことになりますが、最高品質のブランドの総コストははるかに高くなる可能性があります。別の見方をすれば、太陽電池は、エネルギーを蓄える能力にもよりますが、通常、1ユニットあたり200ドルから2,000ドルの費用がかかります。通常のオフグリッドバッテリーパックには、12個のバッテリーを含めることができます。ほとんどの企業は、独自のオフグリッドシステムをセットアップするために必要なすべてを含むオフグリッドソーラーパネルキットを販売しています。

オフグリッドシステムには充電コントローラーが必要です。

PVモジュールとバッテリーパックの間にある充電コントローラーは、オフグリッドシステムの重要なコンポーネントです。充電コントローラーは、さまざまな方法でバッテリーを保護します。まず、過充電を防ぐために、このデバイスは、バッテリーが日中に受け取る充電の量と速度を制限します。また、夜間にバッテリーがパネルに向かって消耗するのを防ぎます。最後に、充電コントローラーには低電圧切断があります。これは、バッテリーがほぼ空になると、コントローラーがアプライアンスの電源をオフにすることを意味します。それらが再充電された後、それはそれらを再びオンにします。この機能は、過剰な排水によって引き起こされる損傷からバッテリーを保護します。今日の市場には、PWMとMPPTの2種類の充電コントローラーがあります。最適なものは、PVアレイの電圧、負荷、およびバッテリーパックの電圧によって決まります。 PVモジュールの電圧がバッテリーパックよりもかなり高いほとんどのオフグリッドソーラーアプリケーションでは、MPPTコントローラーが優れたオプションです。家全体に数日、数週間、さらには数か月間電力を供給するために必要な大きなサイズのため、オフグリッドソーラーシステムのコストはしばしば天文学的なものであり、簡単に50,000ドル以上に達します。あなたが最良の価格のために広範囲の研究をして、それをあなた自身でインストールするならば、それははるかに少ないかもしれません。 PVおよびバッテリー技術が進歩するにつれて、初期費用は減少しています。連邦および州の税額控除は、住宅用オフグリッドソーラープロジェクトにも利用できます。すべてのバッテリーは再生可能エネルギーのみで充電されるため、税額控除の対象にもなります。それでも、化石燃料で動作するバックアップジェネレーターを使用してバッテリーパックを充電する場合は、バッテリーへの投資に対して完全なクレジットを受け取ることができません。

ハイブリッドソーラーパワーシステム

ハイブリッドシステムとは、ソーラーパネルがグリッドの電力線に接続されたままで、余剰電力を蓄えるための予備バッテリーシステムを備えている場合です。太陽電池パネルが太陽から吸収したエネルギーは、インバーターによって使用可能な電力に変換されます。その後、電気はあなたの家、あなたのバッテリー、またはグリッドに送られます。ハイブリッドソーラーシステムの利点は、何があっても常に電力が得られることです。ソーラーパネルで生成された（ただし、自宅では使用されていない）余剰エネルギーは、予備電源に蓄えられます。太陽が輝いていないときは、このバッテリーで夜、システムの停止、悪天候を乗り切ることができます。ハイブリッドソーラーシステムでバッテリーの電力をすべて使い切ると、電力網から電力を引き出すことができます。ハイブリッドソーラーシステムは、太陽エネルギーをインバーターに向け、エネルギーを家に向けることによって機能します。あなたの家に電力を供給するために使用されない余分なエネルギーはあなたの家のバッテリーに蓄えられます。ソーラーパネルが発電していないとき、このバッテリーはあなたの家に電力を供給することができます。これらのすべてのステップの後でまだエネルギーが残っている場合、それはグリッドに送られます。

ソーラー性能のモニタリング

ソーラーモニタリングは、太陽エネルギー出力がどれだけうまく追跡されているかに関する情報を提供するため、ソーラーに移行する際の主要な考慮事項の1つです。太陽エネルギーシステムによって生成された電力を監視することで、ソーラーパネルが正常に機能していることを確認できます。この監視をインストールすると、システムを購入したときに述べたように、パネルが効率的に動作し、可能な限り最高の出力を生成するかどうかを判断できます。これらすべての中で最も重要な側面は、電気代を節約する金額と、太陽エネルギーシステムを購入して使用するためのROIを把握できることです。万が一、システムが期待どおりに機能していないことに気付いた場合、ソーラーモニタリングシステムは、太陽エネルギーシステムが期待どおりに機能しない原因となっている問題を特定し、問題を迅速に解決するのに役立ちます。 、訓練を受けたソーラーエンジニアに電話するか、ソーラーパネルのほこりを掃除するだけです。理想的なソーラーモニタリングシステムは、ハードウェア構成、効率、長期使用など、ソーラーシステムの運用のさまざまな側面に関するリアルタイムデータを提供します。太陽光発電、消費、パフォーマンスの監視は、さまざまな方法で行うことができます。

PCへの直接接続

この方法では、インバータはBluetoothデバイスまたはCAT5ケーブルを使用してPCに接続されます。インバータのメーカーのウェブサイトから無料の監視ソフトウェアを入手できます。この方法にはデータ取得の利点があり、最も手頃な太陽光監視方法の1つです。

モバイルデバイスの使用

技術の進歩により、スマートフォンから太陽系を監視できるようになりました。ほとんどのインバーターはBluetooth統合をサポートしているため、モバイルデバイスに接続して、そこから追跡できます。この方法では、Powerシステムと中央制御設定をリモートで監視して、カスタムユーザープロファイルを作成できます。このシステムにより、ワイヤレス太陽エネルギー監視が可能です。さらに、設定に応じて、インターネット接続またはSMSテキストを介してリモートでデータを表示できます。

モニタリングディスプレイユニット

歴史的に、これはあなたの太陽系を監視する主要で唯一の方法でした。この方法は、１つまたは複数の組み合わされたインバータからデータを収集し、それをディスプレイユニットに表示することを伴う。データは、BluetoothユニットまたはCAT5ケーブルのいずれかを使用して収集されます。

インターネットベースの監視

この方法では、発電データをルーターに送信し、インターネット上で利用できるようにします。各ユーザーはパスワードで保護された専用のWebサイトを持っているため、情報に簡単にアクセスできます。この方法の利点の1つは、いつでもこのデータにリモートでアクセスできることです。

履歴データ表示機能の使用

現世代のソーラーモニタリングユニットは、さまざまなデータストレージシステムとの簡単な相互接続を可能にします。その結果、システムでは、システムの過去のパフォーマンスデータを表示できます。その結果、使用習慣をよりよく理解し、改善すべき領域を特定することができます。

ソーラー保証

ソーラーパネルの保証はあなたの投資を保証し、ソーラー設備の不可欠な要素です。パネルを保護する保証にはいくつかの種類があります。それらの違いと、どの製品が最高の保証を持っているかを理解することは、太陽エネルギーシステムにとって最良の取引を確実に得るために重要です。あなたがあなたの家またはビジネスのために太陽PVシステムをインストールするならば、あなたのパネルはおそらく何十年も問題なく作動するでしょう。ただし、ソーラーパネルの問題が発生することがあるため、設置後にソーラーパネルに問題が発生した場合は、システムの他の部分が動作不能にならないことを理解する必要があります。ソーラーパネルには通常、効率保証と機器保証の2種類の保証が付いています。ソーラーパネルの効率保証は、10年後に90％の出力、25年後に80％の出力を保証します。

一方、製品保証は製品の職人技に焦点を当てており、最低25年間保証します。ほとんどのメーカーは、太陽エネルギーシステムコンポーネントの一部またはすべてに保証または限定保証を提供します。企業が数十年にわたって製品の後ろに立つことをいとわない場合、それは通常、高品質の兆候です。適切な品質の機器とソーラーパネルを選択し、それらのパフォーマンスを向上させるための有能なインストーラーがあれば、システムは25年以上続く可能性があります。パネルメーカーの製品保証範囲を評価および比較することで、ソーラーパネルの問題が発生した場合にサービスとサポートのニーズを確実に満たすことができます。したがって、メーカーの製品保証は、パネルメーカーのパフォーマンスの詳細とそのビジネス慣行を評価する際の他の要因に対する重要な補足です。ソーラーパネルが故障した場合、メーカーは交換用パネルを発送し、場合によっては、交換のための送料と労力を支払うことさえあります。