Класификација система соларне енергије

Широм света људи се тренутно крећу ка коришћењу обновљивих извора енергије како би испунили своје енергетске потребе. У данашњем свету постоји много примера-појављивања и имплементације система/технологија соларне енергије у друштво. Студенти који су недавно дипломирали или појединци који желе да користе соларне технологије у сврхе код куће или на послу мораће да буду образовани о томе које врсте соларних система постоје, како функционишу и њихове предности и мане, како би донели информисане одлуке о куповини. Системи соларне енергије се могу класификовати у три типа на основу: 1) начина на који се енергија производи (технологија); 2) како се систем повезује/ради у спрези са електричном мрежом (конфигурација); и 3) величина система у поређењу са другим типовима система. Циљ овог чланка је да вам пружи неколико примера како можемо да класификујемо системе соларне енергије у ове три категорије и да вам дамо детаљне описе сваке од њих.

Најосновнија класификација система соларне енергије заснива се на томе како користимо сунчеву енергију за напајање ствари. Постоје само два начина да се то уради: коришћењем фотонапонске (ПВ) или коришћењем концентрисане соларне енергије (ЦСП); а затим ту су соларни термални системи који стварају излаз топлотне (или -производње топлоте) енергије (грејања).

Фотонапонски (ПВ) системи

Најчешћи тип коришћења соларне енергије су фотонапонски системи. Уз помоћ фотонапонског ефекта, савремени фотонапонски системи трансформишу сунчево зрачење у електричну енергију користећи полупроводник, најчешће силицијум, који је индустријски стандард. Полупроводник је 'побуђен' сунчевим зрацима, што узрокује да се струја електрона креће и ствара једносмерну електричну струју, за разлику од наизменичне струје, која тече у два различита смера. У већини домаћинстава и радних места, ово се назива једносмерна струја (ДЦ). Да би био применљив у већини домаћинстава и радних места, инвертер је неопходан за претварање једносмерне струје (ДЦ) ћелије у наизменичну струју (АЦ). С обзиром на свестраност и скалабилност фотонапонских система, савремени комерцијални панели су дизајнирани да постигну ефикасност од чак 30%. Ови системи могу бити мали као неколико фотонапонских панела на крову или велики као велике -фотонапонске фарме соларне енергије.

Системи концентрисане соларне енергије (ЦСП).

Процес ЦСП (концентрисана соларна енергија) користи огледала и/или сочива за прикупљање концентрисане соларне енергије на широком подручју и користи та сочива и огледала за фокусирање те енергије са велике површине на мању област (као што је торањ или цев). Концентрисана сунчева енергија загрева површину равних огледала (или сочива), стварајући тако топлоту која се може користити за загревање течности за пренос топлоте (мене, растопљене соли, уља, итд.). Топлота ће бити ускладиштена у течности за пренос топлоте све док се топлота у течности за пренос топлоте не искористи за стварање паре која ће се затим користити за окретање турбина које су спојене за генерисање електричне енергије. Максимална топлотна ефикасност ЦСП технологије се процењује на око 35% што је одлично у поређењу са другим облицима производње електричне енергије због њихове способности да имају елемент за складиштење топлотне енергије који омогућава диспечерну електричну енергију након заласка сунца. Генерално, ЦСП системи су велики по обиму и сложености; стога су првенствено погодни за велике-мрежне апликације које се налазе у областима које добијају висок ниво директне сунчеве светлости, као што су пустиње.

Соларни термални (грејни) системи

За разлику од ЦСП-а, соларна термална технологија хвата "топлотну" (топлотну) енергију за стварну употребу за разлику од производње електричне енергије (као што то ради ЦСП). Примери где се ове технологије обично користе укључују грејање топле воде за домаћинство (нпр. тушеви) и грејање базена. Соларни термални системи су генерално мање сложени и исплативији за испуњавање специфичних захтева за грејањем у поређењу са ЦСП системима.

Из перспективе инсталатера или власника куће, најпрактичнија класификација фотонапонског система заснива се на његовој електричној конфигурацији и односу са комуналном мрежом. Постоје три главна типа: мрежа-везана (на-мрежа), ван-мрежа (самостални) и хибридни системи.

На-мрежама (мрежа-везаним) системима
Мрежни-системи су директно повезани на јавну електричну мрежу и најчешћи су тип стамбених и комерцијалних инсталација широм света.

Како то ради:Соларни панели производе струју током дана. Ова снага се користи за покретање оптерећења зграде. Ако систем производи више енергије него што је потребно, вишак се враћа у комуналну мрежу. Ноћу или током периода ниске производње, зграда црпи струју из мреже.

Кључна компонента:Ови системи не захтевају батерије батерија. Сама мрежа делује као виртуелни систем за складиштење вишка енергије.

Предности:Они су најисплативији-и најједноставнији за инсталирање због недостатка батерија. Они такође омогућавају нето мерење, где власници кућа добијају кредит за вишак електричне енергије коју испоручују у мрежу.

недостатак:Примарни недостатак је то што се систем искључује током нестанка електричне енергије из безбедносних разлога (како би спречио повратно-испоруку електричне енергије радницима на мрежи), што значи да не може да обезбеди резервно напајање.

Искључени-мрежни (самостални) системи

Системи ван{0}}мреже функционишу независно од електричне мреже. Идеални су за употребу у удаљеним областима без практичне мреже или где су трошкови повезивања на мрежу превелики.

Операција:Соларни панели омогућавају пуњење батерије за употребу током ноћи или када није сунчано. Инвертер функционише као капија за претварање једносмерне струје коју производе батерије у наизменичну струју како се користи у кући.

Централна карактеристика:Батерија која може да обезбеди довољно снаге да подржи систем ван{0}}мреже током више дана без потребе за допуном, главна је карактеристика система без{1}}мреже. Када временске прилике спрече пуњење, многе куће ван мреже ће имати и резервни генератор који ће обезбедити више него довољно енергије за дуже временске периоде.

Предности:Живи потпуно независно од електричне мреже и има приступ електричној енергији у удаљеном подручју које не добија струју из електричне мреже.

Недостаци:Ови системи су знатно скупљи због трошкова батерије. Такође захтевају сложенији дизајн и пажљиво управљање енергијом од стране корисника како би се избегло пражњење батерија.

Хибрид Системс
Хибридни системи комбинују најбоље елементе технологије на{0}}мрежној и ван{1}}мрежној мрежи.

Шта је хибридни систем:Хибридни систем се повезује са комуналном мрежом, баш као систем{0}}везан за мрежу, али такође има батерију укључену у систем. Произведена соларна енергија се прво користи за напајање електричних оптерећења у кући, а затим за пуњење батерија. Тек након што се батерије потпуно напуне, преостала произведена соларна електрична енергија се враћа у мрежу. Током нестанка струје због нестанка мреже, хибридни систем има могућност да се одвоји од мреже и настави да снабдева напајањем дом преко батерије и преко соларних панела.

Кључна компонента хибридног система:Хибридни инвертер или инвертер упарен са контролером батерије - ова компонента контролише многе различите компоненте у хибридном систему.

Предности хибридног система:Поузданост резервног напајања, могућност уштеде-енергија коју сами генеришу за коришћење током вршних цена електричне енергије и вероватно мања батерија у поређењу са-апликацијом која је само ван мреже.

Недостаци хибридног система:Додатни трошкови батерије чине укупну цену већом од стандардног{0}}система везаног за мрежу.

Поред типа система, соларне инсталације се такође категоришу на основу њихове величине и њиховог односа са електричним оптерећењем које опслужују.

Дистрибуирана производња (ДГ): Ово су мањи системи који се налазе најближе месту потрошње. Већина система на стамбеним крововима и на комерцијалним зградама су у овој категорији. Обично су интегрисани у нисконапонску дистрибутивну мрежу и могу омогућити потрошачима да уштеде на својим рачунима за струју.

Централизована производња (утилити{0}}Сцале): Ово су велике соларне електране, које се обично простиру на стотине хектара, које производе електричну енергију која се затим преко високонапонских далековода испоручује до-удаљених-корисника. У овој категорији су и велике-Фоларне соларне фарме и ЦСП постројења. Све у свему, класификација система соларне енергије је сложена. Било да је класификована према технологији која је укључена (ПВ наспрам ЦСП), оперативној конфигурацији (на-мрежу, ван-мреже или хибриду) или степену примене, свака класификација има важну функцију у светском енергетском систему. Познавање ових разлика је основа за оне који желе да користе соларну енергију.