Tundub peaaegu maagiline, et võite võtta tasase klaasiga kaetud plaadi (päikesepaneeli), kleepida päikese käes välja ja saada elektrit, et sellest välja tulla. See tundub veelgi maagilisem, kui arvestada, et päikeseelektrisüsteem, mis on jaotatud selle kõige olulisemateks elementideks, on natuke rohkem kui liiv ja juhtmed. Päikesepaneelide taga peituv tegelik maagia on pooljuhtmaterjal (looduslik mineraaltoode), mis muundab valgusenergia elektrienergiaks. Kui olete elektrienergia tootnud, on vaja ainult edastada see juhtmete kaudu päikesepaneelidest oma majja või elektrivõrku. Puhas, lihtne, teaduslik maagia.
krediit: tbradford / iStock / GettyImagesSolar paneelid paigaldatakse sageli katuse pinnale, mis saab kõige otsesemat päikesevalgust.Päikeseenergia süsteemi põhitõed
Kodune päikeseenergia elektrisüsteem on üsna sõna otseses mõttes majapidamises kasutatav elektrijaam. See genereerib elektrit, mis on sama kasulik kui utiliidist saadav võimsus, ja tegelikult võib see toita kommunaalteenuste süsteemi energiat. Sel moel saate toota energiat mitte ainult oma koduks, vaid ka naabrite koduks.
Päikeseenergia süsteemi südameks on päikesepaneelid, mida saab paigaldada teie katusele või maapinnale. Päikesepaneelide rühma nimetatakse massiiv. Kui päike paistab massiivile, loovad paneelid elektrit ja suunavad selle juhtmetesse, mis ühendavad lõppkokkuvõttes teie kodu elektrilise hoolduspaneeli ehk kaitselüliti kasti. Sealt saavad elektrit otse oma maja tuled ja seadmed kasutada. Kui teie massiiv toodab rohkem elektrienergiat, mida teie maja igal hetkel vajab, liigub liigne elekter spetsiaalse elektriarvesti kaudu, mis võimaldab toitel liikuda elektrivõrku, kus seda kasutavad teised kommunaalteenuste kliendid.
krediit: todaydesign / iStock / GettyImagesKuigi katusealused päikesemassiivid on kõige tavalisemad, pakuvad maapinnal asuvad maatriksid päikese hõivamiseks rohkem paigutamisvõimalusi.Võrguga seotud kodus olevad päikesesüsteemid
Kodust päikesesüsteemi, mis on ühendatud kommunaalvõrguga, tuntakse tööstuses kui "võrguga seotud" ja see on kõige tavalisem, kõige lihtsam ja odavam kodune päikesesüsteem. Kui elate arenenud piirkonnas, kus on tavaline elektriteenus ja soovite lihtsalt kompenseerida osa või enamiku oma tavapärasest energiatarbimisest päikeseenergiaga, paigaldate tõenäoliselt võrguga seotud süsteemi. Võrguga seotud süsteemide peamine erinevus on see, et energia voolab mõlemas suunas. Kui teie maja vajab rohkem elektrit kui teie päikeseenergiakogus toodab, võtab maja energiat utiliidist. Kui teie päikeseenergia tootmine ületab leibkonna nõudluse, toidate võrku oma päikeseenergiaga (ja saate selle eest krediiti ühel või teisel kujul).
krediit: Hero Images / Hero Images / GettyImagesMost kodu päikesesüsteemi paigaldavad professionaalid, kuid DIY paigaldus on paljudes piirkondades lubatud.Niisiis sõltuvad võrguga seotud süsteemid utiliidist, kui vaja, lisajõudu. Samuti sõltuvad nad tööks kommunaalvõrgust. Kui võrk langeb (näiteks tormi või kommunaalteenuste remondi ajal), lakkavad töötamast ka võrguga seotud päikesesüsteemid. Paneelid on muidugi endiselt töökorras, kuid elektrivool katkestatakse enne, kui see jõuab teie kaitselüliti kasti või kommunaalmõõturile. See on turvaelement, mis hoiab ära majapidamises kasutatavate elektrijaamade elektrienergiat, kui utiliit eeldab selle väljalülitamist.
Muud kodused päikesesüsteemid
Lisaks tavalisele võrguga seotud süsteemile on veel kaks päikesesüsteemi tüüpi. Võrgustikuga seotud tavalisem alternatiiv on off-grid süsteem. Sellel on enamus võrku ühendatud seadistuse samu komponente ja see ühendatakse kodu kaitselüliti kastiga, kuid see ei ühenda kommunaalvõrku. Selle asemel sisaldab see suurt patareide kollektsiooni, mida nimetatakse a akupank, mis salvestab päeva jooksul liigset päikeseenergiat. Kui päike loojub ja massiiv lõpetab elektrienergia tootmise, ammutab maja akupangast salvestatud energiat. Järgmisel päeval, kui päike taas välja tuleb, laadib massiiv akusid ja päevatsükkel jätkub.
krediit: päikeseenergiaühendusOff-võrgusüsteemides kasutatakse spetsiaalseid "sügavtsüklilisi" akusid, mis on ette nähtud aeglaseks laadimiseks ja tühjakslaadimiseks. Need kestavad umbes 5–15 aastat.Võrguvälised süsteemid on levinud kaugemates piirkondades, kus utiliidi haakimine pole saadaval või on väga kallis. Nad on populaarsed ka paadunud päikese (või taastuvenergia) entusiastide seas, kes eelistavad kogu oma majapidamise energiat varustada. Võrguvälised süsteemid maksavad umbes kaks korda rohkem kui võrguga seotud süsteemid ja vajavad palju rohkem jälgimist ja hooldust, kuid need pakuvad täieliku energiasõltumatuse tasu.
Kolmas tüüpi süsteem on võrguga ühendatud ja võrguväliselt ühendatud ning seda nimetatakse mitte üllatavalt, võrguga seotud aku varukoopiaga. Nimi võtab üsna palju kokku, mida see teeb. See on ühendatud võrguga ja sellel on akupank varutoite jaoks, kui võrk alla läheb. Tavaliselt on akupank suhteliselt väike ja majas töötab vaid mõni üksik "kriitiline koormus", näiteks külmik, kütteseadmed ning mõned tuled ja pistikupesad. Samuti saab see kasutada patareisid, et kasutada ära tipptasemel kasulikkust, kasutades võrgutoidet, kui see on suhteliselt odav. Aku varukoopia lisamine võrguga seotud süsteemile nõuab aga keerukaid ja kalleid seadmeid, rääkimata keerulisest projekteerimisest ja paigaldamisest ning aku hooldamisest. Sel põhjusel valib enamik koduomanikke selle asemel põhivõrguga seotud süsteemid.
krediit: studio023 / iStock / GettyImagesTavaline päikesepaneel koosneb umbes 60–72 päikesepatareist; iga lahter toodab umbes 0,5 volti elektrit.Võrega seotud päikesesüsteemide mutrid ja poldid
Päikeseenergiat nimetatakse tehniliselt fotogalvaanilinevõi PV, mis on sõnade segunemine foto (valguse jaoks) ja volt (elektri jaoks). Päikesevalgus sisaldab valguse energiaühikuid, mida nimetatakse footonid. Päikesepaneel teisendab selle energia elektrienergiaks oma kristallilisest ränist - pooljuhist - valmistatud päikeseelementidega, mis muudab ühe energiavormi elektrienergiaks. Lihtsamalt öeldes löövad valguse footonid päikesepatareide ühte külge; see ergastab pooljuhis elektrone ja elekter väljub teiselt poolt. Juhtivad materjalid (peamiselt juhtmed) hõivavad selle energia ja toidavad seda päikese (PV) süsteemi.
Päikesepaneelid toodavad energiat kujul alalisvoolvõi alalisvoolu elekter. Kuid teie kodumasinad ja tuled töötavad vahelduvvoolu, Vahelduvvool, võimsus. Seetõttu tuleb päikesepaneelide alalisvool konverteerida vahelduvvooluks seadmega, mille nimi on a DC-vahelduvvoolu muundur. Mõnes süsteemis kasutatakse ühte inverterit (nn stringi inverterit), mis muundab kõigi päikesepaneelide energia; teised kasutavad mikroinvertereid, mis ühendatakse igaüks ühe või kahe paneeliga ja on igal paneelil (või paneelipaaril) varjatud.
krediit: Puhta energia ülevaatedSolar muundurid muudavad alalisvoolu sobilikuks kasutamiseks kodus ja kommunaalvõrgus.Kui toide on muundatud vahelduvvooluks, läbib see lahutuslüliti (mida kasutatakse päikesepaneeli eraldamiseks ülejäänud süsteemist turvalisuse tagamiseks, remondiks jms) ja seejärel läbi PV-energiaarvesti, mis hoiab silma peal toodetud päikeseenergia. Lõpuks juhitakse jõud kodu kaitselüliti kasti, tavaliselt paari spetsiaalse kaitselülitiga. Lülituskarbi teisel küljel on a netomeeter, mis laseb elektril joosta nii võrku kui ka välja, erinevalt tavalisest ühesuunalisest arvestist, mis laseb elektril voolata ainult võrgust maja. Netomõõtur registreerib nii sissetulevat kui ka väljuvat energiat, nii et teie ja kommunaalettevõte suudavad teie leibkonda jälgida võrk elektritarbimine.
Kõik võrguga seotud süsteemid sisaldavad vahendeid kiireks väljalülitamiseks või võimalust massiivis süsteem välja lülitada. See võimaldab hädaabitöötajatel (tuletõrjujatel jne) enne maja sisenemist välja lülitada maja välisilme. Keermemuunduritega süsteemid sisaldavad eraldi väljalülitusseadmeid, samal ajal kui mikroinverteritega süsteemides on automaatne väljalülitusvõime sisseehitatud mikroinverteritesse.
