使用太陽能省錢 : 太陽能技術101

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貝爾實驗室於 1954 年製造了第一個矽光伏電池。雖然之前已經通過不同方法捕獲太陽能並將其轉換為可用能源，但直到 1954 年太陽能才成為一種可行的電力來源，可以長期為設備供電。第一個太陽能電池以 4% 的效率將太陽輻射轉化為電能——相比之下，當今許多廣泛使用的太陽能電池板可以以 20% 的效率將陽光轉化為太陽能，這個數字還在不斷增加。儘管起初對太陽能的接受速度很慢，但各種州和聯邦的激勵措施和政策有助於充分降低太陽能電池板的成本，使其更廣泛地被接受。屋頂附件是任何太陽能電池板的基礎。有多種類型和样式的太陽能附件，每一種都是為特定的屋頂材料設計的。最常見的屋頂材料是複合瀝青瓦。不同成分的木瓦屋頂附件產品既可用作結構錨也可用作防水防水板。這些“集成”產品有助於減少與屋頂附件安裝相關的時間和成本。另一方面，瓦片和石板屋頂需要更複雜的產品和耗時的安裝程序。瓷磚很脆弱，如果處理不當可能會破裂，這加劇了這些困難。在接受太陽能安裝商的投標時，擁有這些屋頂類型的房主應該支付更多的費用。此外，最好事先討論安裝人員打算如何避免或更換損壞的瓷磚。

您需要了解的有關太陽能技術 101 的信息

太陽能是一種清潔、廉價的能源，可以很好地替代當地公用事業公司不可預測的服務。使用太陽能電池板，您可以從設備故障到自然災害中備份電力，並成為您附近唯一開著燈的房子。使用太陽能係統，您可以減少對傳統電網的依賴，同時每月節省能源，從而降低每月電費。太陽能電池板吸收由太陽能電池製成的屋頂上的太陽光線。這些射線產生的電力通過您的逆變器，這是您系統的一個組件，可將面板接收到的能量轉換為您家中的能量。如果您的屋頂系統產生的電力超出您的使用能力，您可以將其與太陽能電池一起儲存以備後用，例如在夜間或陰天時使用，這樣您就不會被蒙在鼓裡。大多數太陽能電池板的使用壽命為 25-30 年。然而，隨著時間的推移，太陽能電池板會失去吸收陽光的能力。因此，儘管它們無疑會在幾十年後繼續工作，但隨著時間的推移，它們將以較低的容量和較低的效率工作。太陽能電池板製造商指定的壽命表明電池板的容量何時會惡化到不再有效的程度。

並網還是離網？

另一個考慮因素是您是要保持連接到電力公司的電網作為備用能源還是完全使用太陽能。當太陽能不足時，完全脫離電網將需要太陽能電池存儲。當您的並網系統多雲或夜間時，您將從電網獲取能源並支付電網能源價格。離網太陽能係統將從您的電池存儲中獲取能量，以保持照明和從白天到黑夜的無縫過渡。以下是並網和離網太陽能發電系統的細分：

並網太陽能發電系統

光伏 (PV) 面板連接到公用電網。白天，太陽能模塊為您的家提供電力。太陽能電池陣列可以安裝在屋頂或地面上。在投資並網太陽能係統之前，您應該弄清楚需要多大的陣列才能滿足您家的所有能源需求。在太陽能電池板安裝期間，光伏模塊連接到逆變器。市場上有各種類型的太陽能逆變器，但它們都做同樣的事情：將來自太陽的直流 (DC) 電轉換為交流 (AC)，這是為大多數家用電器供電所必需的。當您的能源需求超出您的面板所能提供的範圍時，例如在夜間或陰天，公用電網會為您的家提供電力。如果您的太陽能電池陣列產生的電力超過您的需要，它會作為交流電 (AC) 發送到電網，為其他家庭或企業供電。美國淨計量管轄區的房主因盈餘獲得賬單信用。有資格獲得淨計量的個人可能會收到零售或批發費率，具體取決於他們居住的地方。後來，當他們的太陽能電池板不能產生足夠的能量來滿足需求時，房主會通過使用電網電力“贖回”他們的信用。某些地區的電力公司可能會在需求高峰期收取更高的費率。擁有太陽能的房主可能會在白天需求高峰期間減輕更高成本的影響，因為他們的太陽能電池陣列抵消了對公用事業電力的需求。然而，停電也會導致您的光伏陣列關閉，因為您已連接到電網。這可以保護修理輸電線路的電工免受面板發送的帶電電壓的傷害或死亡。

離網太陽能發電系統

DIY 者和那些尋求完全能源獨立的人可能會選擇獨立的太陽能電池陣列。這種離網系統不與電網相連。離網也適合居住在遠離電力線的偏遠地區的人們，因為相比之下，安裝輸配電電纜的成本高得令人望而卻步。離網太陽能也非常適合有特定電氣安裝需求的人，例如穀倉、工具棚、圍欄、房車、船或小屋。由於獨立系統未連接到電網，您的光伏電池捕獲並存儲在電池中的太陽能就是您所擁有的全部電力。當然，除非您有另一種可再生能源或化石燃料發電機。一些離網業主更喜歡通過安裝住宅風力渦輪機來結合太陽能和風能。邏輯是，當有云減少太陽能產量時，風很可能會彌補這一點。考慮離網太陽能的個人必須計算特定時期（通常至少幾天）的電力需求。如果你不這樣做，你可能會長時間斷電——而且沒有電網可以拯救你。當然，離網太陽能的優勢在於您永遠不會收到電費。有幾個在線計算器可幫助您計算出為所有要使用的設備供電所需的電量。總量決定了電池組的大小（如果您決定使用一個）。電池組只是互連電池的集合。電池組可能很昂貴。到 2020 年，消費者每千瓦時將支付 400 至 750 美元，但最高質量品牌的總成本可能要高得多。另一種看待它的方式是太陽能電池通常每單位成本在 200 美元到 2,000 美元之間，具體取決於它們存儲能量的能力。通常的離網電池組可能包括 12 個電池。大多數公司出售離網太陽能電池板套件，其中包括設置自己的離網系統所需的一切。

離網系統需要充電控制器。

充電控制器位於光伏模塊和電池組之間，是離網系統的重要組成部分。充電控制器以多種方式保護電池。首先，為了防止過度充電，該設備會限制您的電池在白天接收的電量和速率。它還可以防止電池在夜間流回您的面板。最後，充電控制器具有低電壓斷開功能。這意味著當電池幾乎耗盡時，控制器會關閉設備的電源。它會在充電後重新打開它們。此功能可保護您的電池免受過度放電造成的損壞。目前市場上有兩種類型的充電控制器：PWM 和 MPPT。最適合您的是光伏陣列的電壓、負載和電池組的電壓。在大多數離網太陽能應用中，光伏模塊的電壓遠高於電池組，MPPT 控制器是更好的選擇。由於為整個家庭供電幾天、幾週甚至幾個月所需的更大尺寸，離網太陽能係統的成本通常是天文數字，很容易達到 50,000 美元或更多。如果您以最優惠的價格進行廣泛的研究並自己安裝，則可能會少得多。隨著光伏和電池技術的進步，前期成本正在下降。聯邦和州稅收抵免也可用於住宅離網太陽能項目。由於所有電池僅由可再生能源充電，因此它們也有資格獲得稅收抵免。然而，如果您有時使用以化石燃料運行的備用發電機為電池組充電，您將無法獲得電池投資的全部信用。

混合太陽能發電系統

混合系統是指您的太陽能電池板與電網的電力線保持連接，並具有備用電池系統來存儲多餘的電力。太陽能電池板從太陽吸收的能量通過逆變器轉換為可用電力。然後，電力被路由到您的家、您的電池或電網。混合太陽能係統的優勢在於，無論發生什麼，您都將始終擁有電力。您的太陽能電池板產生的多餘能量（但您家未使用）存儲在備用電池中。當沒有陽光時，這款電池可以讓您度過夜晚、系統中斷和惡劣天氣。如果您在混合太陽能係統上耗盡了電池中的所有電量，則可以從電網獲取電力。混合太陽能係統的工作原理是將太陽能引導至您的逆變器，將能量引導至您的家。未用於為您的家庭供電的多餘能量存儲在您的家庭電池中。當您的太陽能電池板不發電時，該電池可為您的家提供電力。如果在所有這些步驟後仍有剩餘能量，則將其發送到電網。

太陽能性能監測

太陽能監測是使用太陽能時的主要考慮因素之一，因為它提供了有關太陽能輸出跟踪情況的信息。監控太陽能係統產生的電力可確保您的太陽能電池板處於良好的工作狀態。安裝此監控後，您可以確定您的面板是否有效運行並產生最佳輸出，如您購買系統時所述。所有這一切最重要的方面是，您將清楚地了解您在電費上節省了多少錢，以及購買和使用太陽能係統的投資回報率是多少。萬一您注意到您的系統表現不佳，太陽能監控系統可以查明導致太陽能係統表現不佳的問題，並幫助您快速解決問題，要么打電話給訓練有素的太陽能工程師，要么簡單地清潔太陽能電池板上的灰塵。理想的太陽能監控系統將為您提供有關太陽能係統運行各個方面的實時數據，例如硬件配置、效率、長期使用等。可以通過多種方式監控太陽能發電、消耗和性能：

直接電腦連接

在這種方法中，逆變器使用藍牙設備或 CAT5 電纜連接到 PC。您可以從逆變器製造商的網站上獲得免費的監控軟件。這種方法具有數據採集的優點，是最經濟實惠的太陽能監測方法之一。

移動設備使用

由於技術的進步，您現在可以通過智能手機監控您的太陽能係統。由於大多數逆變器支持藍牙集成，因此您可以將其連接到您的移動設備並從那裡進行跟踪。此方法允許您遠程監控電源系統和中央控制設置以創建自定義用戶配置文件。該系統可實現無線太陽能監測。此外，根據您的設置，您可以通過互聯網連接或 SMS 文本遠程查看數據。

監控顯示單元

從歷史上看，這是監測太陽系的主要也是唯一的方法。該方法需要從一個或多個組合逆變器收集數據並將其顯示在顯示單元上。數據是使用藍牙設備或 CAT5 電纜收集的。

基於互聯網的監控

這種方法將發電數據發送到路由器，使其在互聯網上可用。然後可以輕鬆訪問信息，因為每個用戶都有一個受密碼保護的專用網站。這種方法的一個優點是您可以隨時遠程訪問這些數據。

使用歷史數據查看功能

當前一代的太陽能監測單元允許與各種數據存儲系統簡單互連。因此，系統允許您查看系統的歷史性能數據。因此，您可以更好地了解您的使用習慣並確定需要改進的地方。

太陽能保修

太陽能電池板保修可確保您的投資，並且是任何太陽能裝置的重要組成部分。有多種類型的保修可以保護您的面板。了解它們之間的差異以及哪些產品具有最佳保修對於確保您的太陽能係統獲得最優惠的價格至關重要。如果您為您的家庭或企業安裝太陽能光伏系統，那麼您的面板很可能可以正常運行數十年。但是，太陽能電池板問題偶爾會發生，因此如果您在安裝太陽能電池板後遇到問題，您必須了解系統的其餘部分不會無法運行。太陽能電池板通常有兩種類型的保證：效率保證和設備保證。太陽能電池板的效率保證保證 10 年後 90% 的輸出和 25 年後 80% 的輸出。

另一方面，產品保修側重於產品的工藝，並為您提供至少 25 年的保修。大多數製造商會為您的部分或全部太陽能係統組件提供保修或有限保修。如果一家公司願意為一種產品撐腰幾十年，那通常是高品質的標誌。如果您選擇了合適的優質設備和太陽能電池板，並擁有稱職的安裝人員來幫助您提高其性能，那麼您的系統可以使用 25 年或更長時間。評估和比較電池板製造商的產品保修範圍有助於確保在出現太陽能電池板問題時滿足您的服務和支持需求。因此，製造商的產品保證是對評估面板製造商的性能細節及其商業實踐的其他因素的重要補充。如果太陽能電池板出現故障，製造商會為您運送更換電池板，在某些情況下，甚至會支付更換的運費和人工費用。