Экономьте деньги с помощью солнечной энергии : Технология солнечной энергии 101

Краткий обзор истории солнечной энергии

Bell Labs создала первый кремниевый фотоэлектрический элемент в 1954 году.

Хотя ранее солнечная энергия была захвачена и преобразована в полезную энергию с помощью различных методов, только в 1954 году солнечная энергия стала жизнеспособным источником электричества для питания устройств на длительные периоды времени.

Первые солнечные элементы преобразовывали солнечное излучение в электричество с эффективностью 4% - для сравнения, многие широко доступные сегодня солнечные панели могут преобразовывать солнечный свет в солнечную энергию с эффективностью 20%, и эта цифра постоянно увеличивается.

Хотя поначалу использование солнечной энергии было медленным, различные государственные и федеральные стимулы и политики способствовали значительному снижению стоимости солнечных панелей, чтобы сделать их более широко принятыми.

Крепления на крышу служат основой любой солнечной панели.

Существует несколько типов и стилей насадок для солнечных батарей, каждый из которых предназначен для определенного кровельного материала.

Самый распространенный кровельный материал - это композиционная битумная черепица.

Крепежные изделия из гонтовой черепицы разного состава служат как структурным анкером, так и гидроизоляционным слоем.

Эти «интегрированные» продукты помогают сократить время и затраты, связанные с установкой крепления на крыше.

С другой стороны, черепичные и шиферные крыши требуют более сложных изделий и трудоемких процедур установки.

Эти трудности усугубляются тем фактом, что плитка хрупкая и при неправильном обращении может треснуть.

Принимая предложения от установщиков солнечных батарей, домовладельцы с этими типами крыш должны ожидать, что заплатят немного больше.

Кроме того, лучше заранее обсудить, как установщик намеревается избежать или заменить поврежденные плитки.

Что нужно знать о Solar Energy Tech 101

Солнечная энергия - это чистый и более дешевый источник энергии, который может быть хорошей альтернативой непредсказуемому обслуживанию вашей местной коммунальной компании.

С помощью солнечной панели вы можете обеспечить резервное питание от сбоев оборудования до стихийных бедствий и стать единственным домом в вашем районе с включенным светом.

С помощью солнечной энергетической системы вы можете уменьшить свою зависимость от традиционной электрической сети, одновременно обеспечивая ежемесячную экономию энергии, которая снижает ежемесячный счет за электроэнергию.

Солнечные панели поглощают солнечные лучи на вашей крыше, которая состоит из солнечных элементов.

Электроэнергия, производимая этими лучами, проходит через ваш инвертор, компонент вашей системы, который преобразует энергию, получаемую панелями, в энергию вашего дома.

Если ваша система на крыше производит больше энергии, чем вы можете использовать, вы можете хранить ее с солнечными батареями для дальнейшего использования, например, ночью или в облачную погоду, чтобы вы никогда не оставались в темноте.

Срок службы большинства солнечных панелей составляет 25-30 лет.

Тем не менее, солнечные панели со временем теряют способность поглощать солнечный свет.

Таким образом, хотя они, несомненно, продолжат работать через несколько десятилетий, со временем они будут работать с меньшей производительностью и меньшей эффективностью.

Срок службы, указанный производителем солнечной панели, указывает, когда емкость панели снизится до точки, когда она перестанет быть эффективной.

В сети или вне сети?

Другой вопрос, который следует учитывать, будет заключаться в том, хотите ли вы оставаться подключенными к электросети вашей энергетической компании в качестве резервного источника энергии или полностью перейти на солнечную энергию.

Полное отключение от сети потребует хранения солнечных батарей, когда солнечной энергии недостаточно.

Когда ваша подключенная к сети система является облачной или ночью, вы будете получать энергию из сети и платить за нее цены.

Внесетевые системы солнечной энергии будут потреблять энергию из аккумуляторной батареи, чтобы свет оставался включенным и плавно переходил от дня к ночи.

Вот разбивка сетевых и внесетевых систем солнечной энергии:

Сетевая солнечная энергетическая система

Фотоэлектрические (PV) панели подключены к электросети.

В течение дня солнечные модули обеспечивают электричеством ваш дом.

Солнечная батарея может быть установлена на крыше или на земле.

Прежде чем инвестировать в сетевую солнечную систему, вы должны выяснить, какой размер массива вам понадобится, чтобы удовлетворить все потребности вашего дома в энергии.

Фотоэлектрические модули подключаются к инвертору во время установки солнечной панели.

На рынке представлены различные типы солнечных инверторов, но все они делают одно и то же: преобразуют электричество постоянного тока (DC) от солнца в переменный ток (AC), который требуется для питания большинства бытовых приборов.

Когда ваши потребности в энергии превышают то, что могут обеспечить ваши панели, например, ночью или в пасмурные дни, коммунальная сеть поставляет электричество в ваш дом.

Если ваша солнечная батарея вырабатывает больше электроэнергии, чем вам нужно, она отправляется в электросеть в виде переменного тока для питания других домов или предприятий.

Домовладельцы в юрисдикциях чистых измерений в Соединенных Штатах получают вексель на излишек.

Лица, имеющие право на чистое измерение, могут получать розничные или оптовые тарифы, в зависимости от того, где они проживают.

Позже, когда их солнечная батарея не вырабатывает достаточно энергии для удовлетворения спроса, домовладельцы «выкупают» свои кредиты, используя сетевое электричество.

Электрические компании в некоторых регионах могут взимать более высокие ставки в периоды пикового спроса.

Домовладельцы, у которых есть солнечная энергия, могут смягчить влияние более высоких затрат во время пикового дневного спроса, потому что их солнечные батареи компенсируют потребность в электроэнергии для коммунальных предприятий.

Тем не менее, перебои в подаче электроэнергии также вызывают отключение вашей фотоэлектрической батареи из-за того, что вы подключены к сети.

Это защищает электриков, ремонтирующих линии электропередачи, от травм или гибели из-за высокого напряжения, посылаемого вашими панелями.

Автономная солнечная энергетическая система

Домашние мастера и те, кто стремится к полной энергетической независимости, могут выбрать автономную солнечную батарею.

Эта автономная система не связана с электросетью.

Автономный режим также подходит для людей, которые живут в отдаленных районах, вдали от линий электропередач, поскольку стоимость прокладки передающих и распределительных кабелей по сравнению с ними непомерно велика.

Автономная солнечная энергия также идеально подходит для людей, у которых есть особые потребности в электромонтаже, например, в сарае, сарае для инструментов, заборе, жилом доме на колесах, лодке или каюте.

Поскольку автономные системы не подключены к сети, солнечная энергия, улавливаемая фотоэлектрическими элементами и хранящаяся в батареях, - это все, что у вас есть для питания.

Если, конечно, у вас нет другого возобновляемого источника энергии или генератора, работающего на ископаемом топливе.

Некоторые владельцы автономных сетей предпочитают сочетать солнечную и ветровую энергию, устанавливая ветряные турбины в жилых домах.

Логика гласит, что когда есть облака, которые уменьшают производство солнечной энергии, ветер, скорее всего, ослабнет.

Лица, рассматривающие внесетевые солнечные энергии, должны рассчитать свои потребности в электроэнергии за определенный период (часто, по крайней мере, несколько дней).

Если вы этого не сделаете, вы можете остаться без электричества в течение длительного периода - и нет сети, которая могла бы вас спасти.

Конечно, преимущество внесетевой солнечной энергии в том, что вы никогда не получите счет за электричество.

Доступно несколько онлайн-калькуляторов, которые помогут вам подсчитать, сколько электроэнергии вам понадобится для питания всех бытовых приборов, которые вы хотите использовать.

Общая сумма определяет размер вашего аккумуляторного блока (если вы решите его использовать).

Батарейный блок - это просто набор соединенных между собой батарей.

Аккумулятор может быть дорогостоящим.

В 2020 году потребители будут платить от 400 до 750 долларов за киловатт-час, хотя общая стоимость для самых качественных брендов может быть намного выше.

С другой стороны, солнечные батареи обычно стоят от 200 до 2000 долларов за единицу, в зависимости от их способности накапливать энергию.

Обычный автономный аккумуляторный блок может включать 12 аккумуляторов.

Большинство компаний продают автономные комплекты солнечных панелей, которые включают все необходимое для создания собственной автономной системы.

Для автономных систем требуется контроллер заряда.

Контроллер заряда, который находится между фотоэлектрическими модулями и аккумуляторной батареей, является важным компонентом автономных систем.

Контроллер заряда защищает аккумулятор различными способами.

Во-первых, чтобы предотвратить перезарядку, это устройство ограничивает количество и скорость заряда, получаемого вашими аккумуляторами в течение дня.

Это также предотвращает разряд батарей обратно к панелям в ночное время.

Наконец, контроллер заряда имеет отключение по низкому напряжению.

Это означает, что когда батарея почти разряжена, контроллер отключает питание ваших приборов.

Он снова включит их после того, как они будут заряжены.

Эта функция защищает ваши батареи от повреждений, вызванных чрезмерным разрядом.

Сегодня на рынке представлены контроллеры заряда двух типов: PWM и MPPT.

Лучшее для вас определяется напряжением вашего фотоэлектрического массива, вашей нагрузки и напряжения вашей аккумуляторной батареи.

В большинстве автономных солнечных приложений, где фотоэлектрические модули имеют значительно более высокое напряжение, чем аккумуляторная батарея, контроллер MPPT является лучшим вариантом.

Из-за большого размера, необходимого для питания всего дома в течение нескольких дней, недель или даже месяцев, стоимость автономной солнечной системы часто бывает астрономической, легко достигая 50 000 долларов и более.

Его можно было бы намного меньше, если бы вы тщательно исследовали лучшие цены и установили его самостоятельно.

Первоначальные затраты снижаются по мере развития фотоэлектрических и аккумуляторных технологий.

Федеральные и государственные налоговые льготы также доступны для жилых автономных солнечных проектов.

Поскольку все батареи заряжаются исключительно от возобновляемых источников энергии, они также имеют право на налоговые льготы.

Тем не менее, если вы иногда заряжаете аккумуляторную батарею с помощью резервного генератора, работающего на ископаемом топливе, вы не сможете получить полную скидку на свои вложения в аккумулятор.

Гибридная солнечная энергетическая система

Гибридная система - это когда ваши солнечные панели остаются подключенными к линиям электропередачи и имеют систему резервных батарей для хранения избыточной энергии.

Энергия, поглощаемая солнечными панелями от солнца, преобразуется инвертором в полезную электроэнергию.

Затем электричество направляется к вашему дому, к вашей батарее или к электросети.

Преимущество гибридной солнечной системы в том, что у вас всегда будет электричество, несмотря ни на что.

Избыточная энергия, вырабатываемая вашими солнечными панелями (но не используемая вашим домом), сохраняется в резервной батарее.

Когда солнце не светит, эта батарея поможет вам пережить ночь, перебои в работе системы и плохую погоду.

Если вы израсходуете всю мощность своей батареи в гибридной солнечной системе, вы сможете получать энергию из электрической сети.

Гибридная солнечная система работает, направляя солнечную энергию на ваш инвертор, направляя энергию в ваш дом.

Избыточная энергия, которая не используется для питания вашего дома, хранится в вашем домашнем аккумуляторе.

Когда ваши солнечные панели не вырабатывают электричество, эта батарея может обеспечивать энергией ваш дом.

Если после всех этих шагов остается энергия, она отправляется в сеть.

Мониторинг солнечной активности

Мониторинг солнечной энергии является одним из основных соображений при переходе на использование солнечной энергии, поскольку он предоставляет информацию о том, насколько хорошо отслеживается выход солнечной энергии.

Мониторинг электроэнергии, производимой солнечной энергетической системой, гарантирует, что ваши солнечные панели находятся в хорошем рабочем состоянии.

Установив этот мониторинг, вы можете определить, работают ли ваши панели эффективно и генерируют ли наилучшие возможные результаты, как было заявлено при покупке системы.

Самым важным аспектом всего этого является то, что вы получите хорошее представление о том, сколько денег вы экономите на счетах за электричество и какой будет ваш ROI от покупки и использования вашей солнечной энергетической системы.

В том маловероятном случае, когда вы заметите, что ваша система не работает должным образом, система мониторинга солнечной энергии может выявить проблемы, из-за которых ваша солнечная энергетическая система не работает должным образом, и поможет вам быстро решить проблему.

либо позвонив квалифицированному инженеру по солнечной энергии, либо просто очистив солнечные панели от пыли.

Идеальная система солнечного мониторинга предоставит вам данные в режиме реального времени о различных аспектах работы вашей солнечной системы, таких как конфигурация оборудования, эффективность, долгосрочное использование и многое другое.

Мониторинг выработки, потребления и производительности солнечной энергии можно осуществлять разными способами:

Прямое подключение к ПК

В этом методе инвертор подключается к ПК с помощью устройства Bluetooth или кабеля CAT5.

Вы можете получить бесплатное программное обеспечение для мониторинга на сайте производителя инвертора.

Этот метод имеет преимущество сбора данных и является одним из самых доступных методов мониторинга солнечной активности.

Использование мобильного устройства

Теперь вы можете контролировать свою солнечную систему со своего смартфона благодаря достижениям в области технологий.

Поскольку большинство инверторов поддерживают интеграцию Bluetooth, вы можете подключить его к своему мобильному устройству и отслеживать его оттуда.

Этот метод позволяет удаленно контролировать вашу систему питания и настройки централизованного управления для создания пользовательских профилей.

С помощью системы возможен беспроводной мониторинг солнечной энергии.

Кроме того, в зависимости от ваших настроек, вы можете просматривать данные удаленно через интернет-соединение или текстовые сообщения SMS.

Мониторинг Дисплейный блок

Исторически это был основной и единственный метод наблюдения за вашей солнечной системой.

Метод влечет за собой сбор данных от одного или нескольких комбинированных инверторов и отображение их на дисплее.

Данные собираются с помощью устройств Bluetooth или кабеля CAT5.

Интернет-мониторинг

Этот метод отправляет данные о производстве электроэнергии на маршрутизатор, делая их доступными в Интернете.

После этого к этой информации можно будет легко получить доступ, поскольку у каждого пользователя есть защищенный паролем специальный веб-сайт.

Одним из преимуществ этого метода является то, что вы можете получить доступ к этим данным удаленно в любое время.

Использование функций просмотра исторических данных

Текущее поколение солнечных батарей позволяет легко подключаться к различным системам хранения данных.

В результате система позволяет просматривать исторические данные о производительности вашей системы.

В результате вы сможете лучше понять свои привычки использования и определить области для улучшения.

Солнечные гарантии

Гарантии на солнечные панели защищают ваши инвестиции и являются важным компонентом любой солнечной установки.

Есть несколько типов гарантий, которые защищают ваши панели.

Понимание различий между ними и того, какие продукты имеют лучшие гарантии, имеет решающее значение для обеспечения наилучшего предложения для вашей солнечной энергетической системы.

Если вы установите солнечную фотоэлектрическую систему для своего дома или бизнеса, ваши панели, скорее всего, будут работать без проблем в течение десятилетий.

Однако проблемы с солнечной панелью случаются время от времени, поэтому, если у вас возникнут проблемы с солнечной панелью после ее установки, вы должны понимать, что остальная часть вашей системы не будет выведена из строя.

На солнечную панель обычно предоставляются два типа гарантий: гарантия эффективности и гарантия на оборудование.

Гарантия эффективности на солнечную панель гарантирует выходную мощность 90% через 10 лет и 80% через 25 лет.

С другой стороны, гарантия на продукт ориентирована на качество изготовления продукта и гарантирует вам минимум 25 лет.

Большинство производителей предоставляют гарантии или ограниченные гарантии на некоторые или все компоненты вашей солнечной энергетической системы.

Если компания готова поддерживать продукт в течение нескольких десятилетий, это обычно является признаком высокого качества.

Ваша система может прослужить 25 или более лет, если вы выберете оборудование и солнечные батареи правильного качества и у вас будет компетентный установщик, который поможет вам повысить их производительность.

Оценка и сравнение гарантийного покрытия продукции производителей панелей может помочь гарантировать, что ваши потребности в обслуживании и поддержке будут удовлетворены, если возникнет проблема с солнечными панелями.

Таким образом, гарантии производителя на продукцию являются важным дополнением к другим факторам при оценке характеристик производителя панелей и его деловой практики.

Если солнечная панель выйдет из строя, производитель отправит вам новую панель, а в некоторых случаях даже оплатит доставку и работу по ее замене.