Hybrid-Solarsysteme erfreuen sich zunehmender Beliebtheit bei der Nutzung erneuerbarer Energien, da sie Solarenergiesysteme mit einer kosteneffizienten Nutzung des öffentlichen Stromnetzes kombinieren. Dieser Artikel erläutert die Hauptkomponenten dieser Systeme und bietet einige Hinweise zur Auswahl des richtigen Hybrid-Solarsystem für Ihre Anforderungen.
Inhaltsverzeichnis
Das Marktwachstum hybrider Solarsysteme
Eine Einführung in hybride Solarsysteme
Komponenten einer hybriden Solaranlage
So wählen Sie die richtige Größe für ein Hybrid-Solarsystem
Abschließende Gedanken
Das Marktwachstum hybrider Solarsysteme
Der globale Markt für Solaranlagen wächst sehr stark, was hauptsächlich auf eine Kombination aus steigenden Kosten für das öffentliche Stromnetz und staatlicher Förderung von erneuerbaren Energiesystemen für Privathaushalte zurückzuführen ist. Der Privatmarkt sieht mehr Flexibilität und Kosteneffizienz in einem Heimsystem, das die Solarenergie optimal nutzt und gleichzeitig Wege findet, die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz zu minimieren.
Da Hybrid-Solarsysteme aus mehreren Komponenten bestehen, lässt sich der globale Markt am besten anhand des Wachstums von Solar-Hybrid-Wechselrichtern messen, die die wesentliche „Intelligenz“ in einem Hybrid-Solarsystem darstellen. Für den Zeitraum von 2023 bis 2032 wird für den globalen Markt für Solar-Hybrid-Wechselrichter eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate prognostiziert. (CAGR) von 9.2 %, von 7.39 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf rund 16.32 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032.
Der globale Markt könnte voraussichtlich sogar noch stärker wachsen, wenn die Installationskosten der Hauptkomponenten, insbesondere die Kosten für die Wechselrichter, nicht so hoch wären und es nicht so lange dauert, bis sich die Investition amortisiert.
Eine Einführung in hybride Solarsysteme
Hybrid-Solarsysteme Kombinieren Sie den von Photovoltaikmodulen (PV) erzeugten Strom mit dem aus dem öffentlichen Stromnetz erzeugten Strom und speichern Sie den gesammelten Strom in einem Batteriespeichersystem.
Im Vergleich dazu kombinieren hybride „Stromsysteme“ die Elektrizität aus mehreren Quellen, darunter Solarenergie zusammen mit Windturbinen, Wasserkraftgeneratoren, dem öffentlichen Stromnetz und eigenständigen Kraftstoffgeneratoren.
Unabhängig davon, ob das Hybridsystem ausschließlich Solarenergie nutzt oder gemischte Quellen integriert, sind die Prinzipien dieselben. Energie wird erfasst, reguliert und als Gleichstrom (DC) in einer Batteriebank gespeichert. Anschließend wird sie dem Haushalt zur Verfügung gestellt, indem sie zunächst in Wechselstrom (AC) umgewandelt und dann bei Bedarf von Haushaltsgeräten verwendet wird.
Stromsysteme, die nur das öffentliche Stromnetz nutzen, werden als netzgebundene Systeme bezeichnet. Solarsysteme, die unabhängig sind, nur die Energie von Solarmodulen (und/oder anderen Energiequellen) nutzen und vom öffentlichen Stromnetz isoliert sind, werden als netzunabhängige Systeme bezeichnet.
Hybrid-Solarsysteme können je nach verfügbaren Stromquellen zwischen verschiedenen Netzmodi wechseln. Aufgrund dieser Anpassungsfähigkeit werden Hybrid-Solarsysteme immer beliebter.
In einem stabilen Stromnetz, in dem die Stromversorgung durch öffentliche Versorgungsunternehmen zuverlässig und konstant erfolgt, bietet ein Hybridsystem dem Haushalt eine gewisse Flexibilität und Kosteneinsparungen.
- Wenn reichlich Sonnenenergie vorhanden ist, kann das Haus diese Energie für alle seine Zwecke nutzen und so die Betriebskosten senken.
- Wenn das Wetter bewölkt ist und die Sonnenenergie nicht ausreicht, kann das Haus den Batteriespeicher „aufladen“, indem es die preisgünstigere Stromversorgung des öffentlichen Versorgungsunternehmens außerhalb der Spitzenzeiten nutzt.
- Wenn ausreichend Solarstrom vorhanden ist und die Batterien voll sind, kann der von der häuslichen Solaranlage erzeugte überschüssige Strom in das öffentliche Stromnetz zurückgespeist und vom Energieversorger gekauft oder gutgeschrieben werden.
In einem instabilen Stromnetz, in dem häufige Stromausfälle oder Lastabwürfe bedeuten können, dass der Strom mehrere Stunden am Tag ausfällt, versorgt das hybride Solarsystem das Haus mit Strom aus den gespeicherten Batterien. Wenn Netzstrom verfügbar ist, wird er zum Aufladen der Batterien verwendet und ergänzt so den Solarstrom.
Komponenten einer hybriden Solaranlage
Das obige Diagramm von Xiamen Nacyc Neues Energieunternehmen zeigt alle wichtigen Komponenten des Hybrid-Solarsystems, die Photovoltaikmodule, den Lithium-Ionen-Batteriespeicher und den Hybrid-Wechselrichter und zeigt, wie sie an das öffentliche Stromnetz und an das Haus angeschlossen werden.
Photovoltaik-Solarmodule (PV)
Dieses Komplettsystem von United Energy zeigt einen Satz von vier Solar-Photovoltaikzellen (PV) sowie alle anderen Komponenten. Die tatsächlich benötigte Anzahl der Paneele hängt von der benötigten Leistung ab und kostet zwischen 0.30 und 0.50 US-Dollar pro Watt.
Solarmodule, Solarzellenmodule oder Photovoltaikmodule sind die sichtbarsten Komponenten des hybriden Solarsystems. Diese Module verwenden eine Reihe von Photovoltaikzellen (PV), die Elektronen anregen, die dann durch einen Stromkreis geleitet werden, um Gleichstrom zu erzeugen, der direkt zum Betreiben von Geräten verwendet oder, was häufiger vorkommt, in Batterien zur späteren Verwendung gespeichert werden kann.
Die Solarmodule werden üblicherweise auf dem Dach installiert, entweder schräg über den Dachziegeln oder stehend auf einem Flachdach. Bei einem Flachdach kann der Benutzer die Module in Richtung der stärksten Sonneneinstrahlung ausrichten, während bei einer Montage über den Dachziegeln normalerweise die Seite gewählt wird, die am meisten Sonne abbekommt.
Die Anzahl der zu installierenden Paneele hängt vom Stromverbrauch des Benutzers, der Stabilität des lokalen Stromnetzes und auch der voraussichtlich verfügbaren Sonneneinstrahlung ab.
Lithium-Ionen-Batteriebank
Wenn Energie gewonnen wird, entweder von Solarmodulen oder durch Einspeisung aus dem Stromnetz, wird sie in einer Reihe von Lithium-Ionen-Batterien gespeichert. In kleineren Systemen können die Batterien einzeln und nicht in einem Batterieschrank untergebracht sein, sie sind aber dennoch als Reihe miteinander verbunden.
Die erforderliche Menge an Batteriespeicher hängt vom Stromverbrauch des Benutzers im Haushalt ab und davon, inwieweit er vom lokalen Stromnetz unabhängig bleiben möchte. Je mehr Strom gespeichert wird, desto mehr Strom steht für die Nutzung außerhalb des Stromnetzes zur Verfügung.
Hybrid-Wechselrichter
Hybrid-Solarwechselrichter übernimmt die gesamte Energieübertragung, Regelung und Umwandlung zwischen den Batterien, dem häuslichen Stromnetz und dem Stromnetz der öffentlichen Versorgungsunternehmen.
Moderne intelligente Energiemanagementsysteme ermöglichen dem Wechselrichter:
- Verwalten Sie die Ladung und Speicherung der Solarmodule,
- den Ladezustand der Batterien überwachen,
- Umschaltung zwischen öffentlichem Netz und Batterienutzung,
- gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln,
- das Haus mit Strom versorgen,
- überschüssigen Strom in das öffentliche Netz einzuspeisen,
- Stellen Sie Echtzeitdaten für die Cloud und lokale Computer bereit.
Es ist wichtig, einen Wechselrichter zu planen, der die erforderliche Leistung für die gleichzeitige Wechselstromumwandlung im Haushalt bietet. Ein einfaches Beispiel: Mikrowellen, Wasserkocher, Öfen und Heizgeräte (oder Klimaanlagen) können einzeln etwa 2-5 kW benötigen. Zusammengenommen bedeutet dies eine sehr hohe gleichzeitige Belastung des Wechselrichters, der ausfallen kann, wenn mehr Strom verbraucht wird, als der Wechselrichter umwandeln kann. Intelligente Systeme helfen Ihnen, übermäßigen Bedarf zu bewältigen, ohne das System ausfallen zu lassen.
Andere Komponenten
Die Hauptkomponenten eines Komplettsystems sind die Solarmodule, der Hybridwechselrichter, die Speicherbatterien und die Überwachungssoftware. Außerdem können Armaturen, Kabel und in manchen Fällen ein kompletter Werkzeugsatz enthalten sein.
So wählen Sie die richtige Größe für ein Hybrid-Solarsystem
Bei der Auswahl der richtigen Systemgröße für den gewünschten Einsatzzweck sollte der Lieferant bei Berechnungen behilflich sein. Eine Kalkulationstabelle kann hilfreich sein und der Lieferant kann Ihnen möglicherweise eine solche zur Verfügung stellen.
Die wichtigsten Planungsfaktoren basieren auf dem erwarteten täglichen und gleichzeitigen Verbrauch in Kilowatt. Dieser kann anhand der monatlichen Stromrechnung ermittelt werden, um den monatlichen Kilowattverbrauch abzuschätzen, und dieser muss dann auf einen Tagesbetrag heruntergebrochen werden. Dies wird wahrscheinlich keine detaillierten Stundenabnahmen liefern, aber es ist hilfreich, an Spitzenverbrauchszeiten statt an Durchschnittswerte zu denken. Zum Beispiel kann das Kochen von Mahlzeiten die Verwendung von Geräten mit hoher Wattzahl, Ofen, Mikrowelle und anderen Küchengeräten beinhalten, während gleichzeitig Energie für die Heizung des Hauses, die Warmwasserbereitung, das Fernsehen und das Internet zu Hause verbraucht wird.
Wenn die Absicht besteht, eine Überschussversorgung aufzubauen, um sie in das öffentliche Netz einzuspeisen, muss die Schätzung diesen Überschuss berücksichtigen. Natürlich müssen all diese Schätzungen letztendlich zu einem System führen, das ins Budget passt und die voraussichtliche Menge an konstant verfügbarem Sonnenlicht berücksichtigt. Es können durchaus Kompromisse erforderlich sein, um die richtige Systemgröße zu finden.
Es ist wichtig zu beachten, dass hybride Solarsysteme hohe Vorlaufkosten für den Kauf der gesamten Ausrüstung, die Installation und den Anschluss erfordern. Die Amortisierung der Investition erfolgt wahrscheinlich erst nach mehreren Jahren und nicht erst nach Monaten, daher müssen die Erwartungen beim Aufbau eines Systems auf reiner Kosteneinsparungsbasis gesteuert werden.
Abschließende Gedanken
Hybrid-Solarsysteme nutzen die Kombination aus erneuerbarer Solarenergie und selektiver Nutzung des öffentlichen Stromnetzes optimal aus. Die wichtigste Systemkomponente, die eine intelligente Kombination ermöglicht, ist der intelligente Hybrid-Wechselrichter mit Energiemanagementsystemen, die dem Heimanwender die Kontrolle geben.
Es gibt eine große Auswahl an Hybridsystemen, die alle die Hauptkomponenten Solar-PV-Module, Speicherbatterie-Arrays und einen modernen Hybridwechselrichter mit intelligenter Software umfassen. Die Herausforderung für den Benutzer besteht darin, zu entscheiden, welche Kapazität gewünscht wird, welche Nutzung des öffentlichen Netzes bevorzugt wird (oder in einer instabilen Netzumgebung erforderlich ist) und welche Systemgröße dafür erforderlich ist. Die Kapazität wird dadurch bestimmt, wie viele Module erforderlich sind, um ausreichend Sonneneinstrahlung einzufangen, wie viele Speicherbatterien erforderlich sind, um genügend Strom für alle Verwendungszwecke zu speichern, und welche DC/AC-Umwandlungskapazität der Wechselrichter für jeden gleichzeitigen Bedarf bewältigen kann.
Die Kosten sind ein wichtiger Faktor, da die meisten Kosten Vorabinvestitionen in den Kauf und die Installation der Komponenten sind und der ROI wahrscheinlich erst über einen langen Zeitraum anfällt. Bei einem instabilen Stromnetz sind jedoch höhere Investitionskosten möglicherweise akzeptabler, wenn die Notwendigkeit einer regelmäßigen Stromversorgung besteht. Die Anbieter berechnen den Preis möglicherweise pro Komplettset, aber viele berechnen den Preis in US-Dollar pro Watt. Daher ist es auch hier wichtig, die erforderliche Kapazität zu kennen.
Potenzielle Käufer werden die verfügbaren Optionen vergleichen wollen. Weitere Informationen zur großen Auswahl an verfügbaren Hybrid-Solarsystemen und ihren einzelnen Komponenten finden Sie im Online-Showroom unter Chovm.com.
