I sistemi solari ibridi sono una scelta sempre più popolare per abbracciare l’energia rinnovabile, combinando i sistemi di energia solare con un uso efficiente in termini di costi della rete elettrica pubblica. Questo articolo spiega i componenti principali di questi sistemi e offre alcune indicazioni nella scelta del giusto sistema solare ibrido per le vostre esigenze.
Sommario
La crescita del mercato dei sistemi solari ibridi
Un'introduzione ai sistemi solari ibridi
Componenti di un sistema solare ibrido
Come scegliere la giusta dimensione del sistema solare ibrido
Conclusioni
La crescita del mercato dei sistemi solari ibridi
Il mercato globale dei sistemi solari sta crescendo a un ritmo molto sostenuto, in gran parte grazie alla combinazione tra l’aumento dei costi della rete elettrica pubblica e il sostegno del governo ai sistemi di energia rinnovabile domestici. Il mercato residenziale vede maggiore flessibilità ed efficienza in termini di costi nel disporre di un sistema domestico che utilizzi al meglio l’energia solare e nel trovare modi per ridurre al minimo la necessità di fare affidamento sulla rete pubblica.
Poiché i sistemi solari ibridi hanno diversi componenti, il mercato globale si misura meglio attraverso la crescita degli inverter solari ibridi, che rappresentano l'"intelligenza" essenziale in un sistema solare ibrido. Considerando il periodo dal 2023 al 2032, si prevede che il mercato globale degli inverter ibridi solari avrà un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 9.2%, da 7.39 miliardi di dollari nel 2023 a circa 16.32 miliardi di dollari nel 2032.
Il mercato globale si aspetterebbe una crescita ancora maggiore se non fosse per gli elevati costi di installazione dei componenti principali, in particolare il costo degli inverter, e il lungo periodo necessario per ottenere un ritorno sull'investimento.
Un'introduzione ai sistemi solari ibridi
Sistemi solari ibridi combinare l’elettricità generata dai pannelli solari fotovoltaici (PV) con l’elettricità generata dalla rete pubblica, immagazzinando l’elettricità raccolta in un sistema di accumulo di batterie.
In confronto, i sistemi di “energia” ibridi combinano l’elettricità generata da più fonti, che possono includere l’energia solare insieme a turbine eoliche, generatori idroelettrici, rete pubblica e generatori di carburante autonomi.
Sia che il sistema ibrido utilizzi solo l’energia solare, sia che integri fonti miste, i principi sono gli stessi. L'energia viene catturata, regolata e immagazzinata come corrente continua (CC) in un banco di batterie, che viene poi resa disponibile alla casa convertendola prima in corrente alternata (CA) e quindi utilizzata dagli elettrodomestici secondo necessità.
I sistemi elettrici che utilizzano esclusivamente la rete di pubblica utilità sono definiti sistemi "a rete collegata" o "collegati alla rete". I sistemi solari autonomi, che utilizzano solo l'energia proveniente dai pannelli solari (e/o altre fonti energetiche) e sono isolati dalla rete di pubblica utilità, sono chiamati "off-grid".
I sistemi solari ibridi possono passare da una modalità di rete all’altra a seconda delle fonti di energia disponibili, ed è questa adattabilità che rende i sistemi solari ibridi una scelta sempre più popolare.
In un sistema di rete stabile, dove l’energia elettrica pubblica è affidabile e costante, avere un sistema ibrido offre alla famiglia una certa flessibilità e un risparmio sui costi.
- Quando l’energia solare è abbondante, la casa la utilizza per tutti i suoi usi, risparmiando sui costi delle utenze.
- Se il tempo è nuvoloso e l'energia solare non è sufficiente, la casa può "ricaricare" la batteria, utilizzando la fornitura elettrica di pubblica utilità a tariffa più economica.
- Se la fornitura solare è abbondante e le batterie sono cariche, l’elettricità in eccesso generata dal sistema solare domestico può essere reimmessa nella rete pubblica, che può essere acquistata o accreditata dalla società di servizi pubblici.
In un sistema di rete instabile, dove frequenti interruzioni di corrente o riduzione del carico possono significare una perdita di energia per molte ore al giorno, il sistema solare ibrido fornisce alla casa l’energia proveniente dalle batterie immagazzinate. Quando l’energia della rete è disponibile, viene utilizzata per ricaricare le batterie, integrando l’energia solare.
Componenti di un sistema solare ibrido
Il diagramma sopra di Compagnia della nuova energia di Xiamen Nacyc mostra ciascuno dei componenti importanti del sistema solare ibrido, i pannelli fotovoltaici, il banco di batterie agli ioni di litio e l'inverter ibrido, mostrando come si collegano alla rete elettrica pubblica e alla casa.
Pannelli solari fotovoltaici (PV).
La sezione sistema completo di United Energy mostra un set di quattro pannelli solari fotovoltaici (PV) e tutti gli altri componenti. Il numero effettivo di pannelli necessari dipenderà dalla capacità necessaria e il loro prezzo varia da 0.30 a 0.50 dollari per watt.
I pannelli solari, i pannelli a celle solari o i pannelli solari fotovoltaici, sono i componenti più visibili del sistema solare ibrido. Questi pannelli utilizzano una serie di celle fotovoltaiche (PV) che eccitano gli elettroni, che vengono poi fatti passare attraverso un circuito per generare corrente continua, che può essere utilizzata direttamente per alimentare i dispositivi o, più comunemente, per essere immagazzinata in batterie per un uso successivo.
I pannelli solari sono comunemente installati sul tetto, o ad angolo sopra le tegole, o su un tetto piano. Per un tetto piano, l'utente può inclinare i pannelli verso la luce solare più forte, mentre se montati sopra le tegole, è normale selezionare il lato che vede più sole.
Il numero di pannelli necessari da installare dipenderà dai requisiti di consumo energetico domestico dell'utente, dalla stabilità della rete locale e anche dalla probabile quantità di luce solare disponibile.
Banco di batterie agli ioni di litio
Quando l'energia viene catturata, dai pannelli solari o quando alimentata dalla rete, viene immagazzinata in una serie di batterie agli ioni di litio. Nei sistemi più piccoli, le batterie possono essere autonome anziché in un armadio batterie, ma saranno comunque collegate insieme come un vettore.
La quantità di stoccaggio della batteria richiesta dipenderà dai requisiti di consumo energetico domestico dell'utente e dalla misura in cui l'utente desidera rimanere indipendente dalla rete locale. Maggiore è la potenza immagazzinata, maggiore sarà l'elettricità disponibile per l'utilizzo “off-grid”.
Inverter ibrido
inverter solari ibridi gestire tutti i trasferimenti di energia, la regolazione e la conversione tra le batterie, la rete elettrica domestica e la rete elettrica dei servizi pubblici.
I moderni sistemi intelligenti di gestione dell’energia consentono all’inverter di:
- gestire la carica e l'accumulo del pannello solare,
- monitorare i livelli di carica della batteria,
- passare dalla rete pubblica all'utilizzo della batteria,
- convertire la corrente CC immagazzinata in CA,
- fornire energia elettrica alla casa,
- restituire l’energia in eccesso alla rete pubblica,
- fornire dati in tempo reale al cloud e ai computer locali.
È importante pianificare un inverter con la capacità di fornire la conversione CA simultanea sufficiente di cui la casa avrà bisogno. Per fare un semplice esempio, microonde, bollitori, forni e stufe (o aria condizionata) possono richiedere individualmente circa 2-5 Kw. Se utilizzati insieme, ciò porrà un carico simultaneo molto elevato sull'inverter, che può scattare se viene assorbita più potenza di quella che l'inverter può convertire. I sistemi intelligenti ti aiuteranno a gestire la domanda eccessiva senza far scattare il sistema.
Altri componenti
I componenti principali inclusi in un sistema completo sono i pannelli solari, l'inverter ibrido, le batterie di accumulo e il software di monitoraggio. Possono anche includere raccordi, cablaggi e in alcuni casi un kit di strumenti completo.
Come scegliere la giusta dimensione del sistema solare ibrido
Quando si seleziona la giusta dimensione del sistema per l'uso desiderato, il fornitore dovrebbe essere in grado di aiutare con i calcoli. Un foglio di calcolo può aiutarti e il fornitore potrebbe averne uno da fornirti.
I fattori chiave da pianificare si baseranno sull'utilizzo giornaliero e simultaneo previsto, in KiloWatt. Questo può essere determinato dalle bollette mensili, per stimare l'utilizzo mensile di KiloWatt, e poi questo deve essere diviso in un importo giornaliero. È improbabile che ciò fornisca informazioni dettagliate sul prelievo orario, ma è utile pensare ai tempi di picco di utilizzo piuttosto che alla media. Ad esempio, cucinare durante i pasti può comportare l’utilizzo di apparecchiature ad alto wattaggio, forno, microonde e altri elettrodomestici da cucina, nonché l’utilizzo di energia per il riscaldamento domestico, il riscaldamento dell’acqua, la TV e Internet domestico.
Se l’intenzione è quella di creare un surplus di offerta per alimentare la rete pubblica, allora la stima deve tenere conto di tale surplus. Naturalmente tutte queste stime devono alla fine portare a un sistema che rientri nei limiti del budget, così come della probabile quantità di luce solare disponibile. Potrebbero essere necessari dei compromessi per trovare la giusta dimensione del sistema.
È importante notare che i sistemi solari ibridi richiedono un costo iniziale elevato, per l’acquisto di tutte le apparecchiature, l’installazione e la connessione. È probabile che il ritorno sull'investimento duri diversi anni, anziché mesi, quindi le aspettative devono essere gestite nella costruzione di un sistema sulla base del puro risparmio sui costi.
Conclusioni
I sistemi solari ibridi sfruttano al meglio la combinazione di energia solare rinnovabile e uso selettivo della rete pubblica. Il componente principale del sistema che rende possibile la combinazione intelligente è l'inverter ibrido intelligente, con sistemi di gestione dell'energia che danno il controllo all'utente domestico.
È disponibile un’ampia scelta di sistemi ibridi, che includono tutti i componenti principali di pannelli solari fotovoltaici, array di batterie di accumulo e un moderno inverter ibrido, con software intelligente. La sfida per l’utente è decidere quale capacità desidera, quale uso della rete pubblica è preferibile (o necessario in un ambiente di rete instabile) e quindi quale dimensione del sistema è necessaria per gestirlo. La capacità è determinata dal numero di pannelli necessari per catturare una quantità di sole sufficiente, dal numero di batterie di accumulo necessarie per mantenere energia sufficiente per tutti gli usi e dalla capacità di conversione CC/CA che l'inverter può gestire per qualsiasi domanda simultanea.
Il costo è un fattore importante poiché la maggior parte del costo è costituito da investimenti iniziali, nell'acquisto e nell'installazione dei componenti, ed è probabile che il ROI si protragga per un lungo periodo. Tuttavia, dove è presente una rete elettrica instabile, un costo di investimento elevato può essere più accettabile per la necessità di energia elettrica regolare. I fornitori possono fissare il prezzo per set completo, ma molti fissano il prezzo in dollari USA per watt, quindi, ancora una volta, è importante conoscere la capacità necessaria.
I potenziali acquirenti vorranno confrontare le scelte disponibili. Maggiori informazioni sull'ampia selezione di sistemi solari ibridi disponibili e sui loro singoli componenti sono disponibili presso lo showroom online all'indirizzo Chovm.com.
