최고의 하이브리드 파워 시스템을 선택하는 방법

재생 에너지는 국가가 수용하고 국가 전력망에 포함시키는 데 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 또한 소규모 커뮤니티와 개인이 점점 더 선호하는 선택이 되고 있습니다. 많은 사람에게 자체 전력을 생산하고 공공 전력망에 의존하지 않고 살 수 있는 능력은 실행 가능한 선택입니다.

하이브리드 전력 시스템 태양광, 풍력, 수력 등 다양한 형태의 자연 에너지를 통합하고 포착할 수 있으며, 독립형 발전기와 공공 전력망에 연결할 수도 있습니다. 이 글에서는 이러한 시스템이 어떻게 작동하는지, 어떤 선택이 가능한지 설명합니다.

차례
하이브리드 전력 시스템 시장 성장
하이브리드 전력 시스템 소개
하이브리드 전원 시스템의 구성 요소
하이브리드 전원 시스템의 적절한 크기를 선택하는 방법
마무리

하이브리드 전력 시스템 시장 성장

하이브리드 전력 시스템은 전 세계적으로 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 점점 비용이 많이 드는 공공 전력망에 대한 의존도를 최소화하기 위해 재생 에너지를 활용하여 유연성과 비용 절감을 추구하는 가정에서 사용되고 있습니다.

많은 국가에서는 재생 에너지 시스템을 활용하는 가정에 대해 정부 지원과 세금 혜택을 제공하고, 일부 국가에서는 사용자로부터 잉여 전력을 다시 매입합니다.

하이브리드 전력 시스템의 글로벌 시장은 2년 2022억 XNUMX만 달러, 매우 긍정적인 성장이 예상됩니다. 10.4% 연평균 성장률(CAGR)에서 2.4년에는 2023억 달러, 4년에는 약 2028억 달러. 유럽과 아시아 태평양 지역은 다음에서 볼 수 있듯이 가장 높은 성장을 보이고 있습니다. 차트 위.

하이브리드 전력 시스템 소개

전력은 많은 자연적 자원에서 생성될 수 있으며, 국가 차원에서 그 전력을 포획하고 통합하는 기술이 존재합니다. 그러나 이러한 모든 기술은 이제 농장, 소규모 커뮤니티, 심지어 개인 주택에서도 사용할 수 있는 소규모로 제공됩니다.

대부분의 사람들은 가정용 태양광 패널을 사용하여 가정용 전력을 생성하는 데 익숙합니다. 농장에 사는 사람들은 풍력 터빈을 사용하여 전력을 생성하는 데 익숙할 수도 있습니다. 그리고 일부는 근처의 흐르는 물 공급원을 사용하여 전력을 생성할 수도 있습니다. 이 모든 것은 가정용 전력 수요를 보완하거나 완전히 공급하기 위해 자연 에너지원을 사용하는 매우 잘 확립된 수단입니다.

공공 유틸리티 그리드에서만 전력을 사용하는 가정은 '그리드 연결' 또는 '온그리드'라고 하며, 전력 수요를 모두 스스로 생성하고 공공 그리드를 사용하지 않는 가정은 '오프그리드'라고 합니다. 고립된 지역에 사는 사람들은 필요에 의해든 선택에 의해든 완전히 오프그리드에서 생활하는 경우가 많습니다.

위에 표시된 5-10 Kw 시스템과 같은 하이브리드 전력 시스템은 여러 자연 자원에서 생성된 전기를 통합할 수 있습니다. 필요한 경우 공공 그리드 및 독립형 연료 발전기와 같은 다른 전력원과 결합할 수 있습니다. 시스템은 사용 가능한 전력원에 따라 다른 그리드 모드 간에 전환할 수 있습니다.

하이브리드 전력 시스템은 에너지를 포착하기 위해 하나 이상의 수단을 사용할 수 있으며, 일반적으로 태양광 발전(PV) 패널과 소규모 풍력 터빈을 사용하지만, 미니 수력 터빈을 포함할 수도 있습니다.

각 소스에 대해 에너지는 직류(DC) 또는 교류(AC)로 포착됩니다. 이는 배터리 뱅크 또는 어레이에 DC로 조절 및 저장됩니다. 그런 다음 이 DC 전류는 DC 전류로 가정에 제공되거나 인버터를 사용하여 AC로 변환하여 필요에 따라 가전제품에서 사용할 수 있습니다.

하이브리드 전원 시스템의 구성 요소

가장 상업적으로 이용 가능한 하이브리드 전력 시스템 태양광 및 풍력 솔루션을 포함합니다. 일반적으로 발전기, 수력 솔루션 또는 바이오매스와 같은 다른 형태의 에너지 공급과 같은 다른 솔루션은 포함하지 않습니다. 태양광 PV 패널만 포함하고 풍력 터빈 옵션이 없는 시스템은 일반적으로 하이브리드 '태양광' 시스템으로 광고됩니다.

태양광 패널은 다양한 크기와 전력으로 제공되며, 패널당 약 100와트에서 700와트 이상까지 다양합니다. 지붕, 평평한 공간 또는 태양을 향하는 각도로 패널 배열을 만드는 것이 일반적입니다.

풍력 터빈은 수평(프로펠러) 유형과 수직(에그 비터) 유형의 두 가지 주요 버전으로 제공됩니다. 두 유형의 터빈 모두에 하이브리드 전력 시스템 패키지가 제공됩니다.

일부 공급업체는 패키지 가격을 시작 가격으로 책정하고, 최종 가격은 태양광 패널, 풍력 터빈의 수, 컨트롤러와 인버터의 전력에 따라 달라집니다.

전력 컨트롤러 및 인버터

하이브리드 전력 시스템의 '핵심'은 컨트롤러와 인버터입니다.

의 주요 역할 하이브리드 파워 인버터 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하는 것입니다. 공공 전력망은 AC를 사용하는데, 이는 거리를 통한 전송에 가장 효율적인 전류이기 때문입니다. 가정용 전기 공급도 AC이고, 대부분의 가전제품도 마찬가지입니다.

그러나 태양광 PV 패널은 불안정한 DC를 생성하는 반면 풍력 및 수력 터빈은 불안정한 AC ​​전력을 생성합니다. 축전지는 전류를 유지하는 가장 효율적인 방법으로 DC를 사용합니다. 따라서 시스템은 수신된 모든 전력을 안정화하고 저장을 위해 DC 전류로 변환할 수 있어야 합니다. 그것이 바로 하이브리드 파워 컨트롤러.

안정화 및 전력 변환은 위의 공급업체 오프그리드 다이어그램과 같이 별도의 컨트롤러로 관리할 수 있습니다. 하이브리드 풍력 및 태양광 발전 시스템, 배터리에 공급되는 풍력/태양광 하이브리드 컨트롤러를 보여줍니다. 저장된 배터리 전력은 가전제품에 공급하는 인버터에 의해 AC로 변환됩니다.

그러나 일부 최신 인버터는 컨트롤러와 인버터 역할을 모두 수행하며, 클라우드 및 컴퓨터 데이터 보고와 같은 고급 관리 기능도 제공할 수 있습니다.

위의 하이브리드 전력 시스템 다이어그램에서 모든 공급은 재생 가능(녹색 전력) 소스, 공공 그리드 및 가정용 발전기를 포함하여 인버터에 직접 연결됩니다. 하이브리드 파워 인버터 다양한 공급원에서 나오는 전류를 조절하고 저장하며, 필요할 때 가정용으로 사용합니다.

최신 지능형 인버터는 다음과 같은 유연한 전력 관리를 제공합니다.

• 재생에너지 요금을 제어합니다.
• 배터리 배열에 에너지를 저장합니다.
• 배터리 충전 수준을 모니터링하고 보고합니다.
• 공공 유틸리티 그리드와 배터리 간 사용을 전환합니다.
• 저장된 DC 전류를 AC 전류로 변환합니다.
• 가정용 애플리케이션에 전기를 공급합니다.
• 잉여 전력을 공공 유틸리티 그리드에 다시 공급합니다.
• 실시간 데이터를 클라우드와 로컬 컴퓨터에 제공합니다.

순수 사인파 인버터는 공공 유틸리티 그리드의 전류와 일치하는 고도로 안정화된 AC 전류를 생성합니다. 이는 많은 민감한 전자 제품이 포함된 가전 제품에 고품질의 깨끗하고 안정적인 전력을 제공하는 데 필요합니다.

리튬 이온 배터리 어레이

어떤 에너지가 포착되든 필요할 때 사용하기 위해 저장해야 합니다. 이는 리튬 이온 배터리의 배열 또는 뱅크로 이루어집니다. 배터리 저장은 케이블로 '묶인' 매우 기본적인 배터리부터 집에서 어색하지 않고 원격 모니터링도 가능한 현대적인 깨끗한 캐비닛까지 다양한 형태로 제공됩니다.

필요한 배터리 저장량은 사용자의 국내 전력 소비 요구 사항과 사용자가 지역 그리드에서 독립을 유지하고자 하는 정도에 따라 달라집니다. 저장된 전력이 많을수록 오프그리드 사용에 사용할 수 있는 전기가 많아집니다.

이 스택형 배터리 및 인버터 어레이 깔끔한 캐비닛 모양이라 집 안에 두기에 적합합니다. 5Kw 배터리 층을 여러 개 쌓아서 구성할 수 있으며, 인버터와 컨트롤러 층이 있는 올인원 시스템으로 제공됩니다. 배터리 층이 20개이므로 시간당 749킬로와트의 전력을 가정에 공급할 수 있습니다. LED 디스플레이를 통해 성능과 배터리 수준을 모니터링할 수 있으며, 클라우드와 컴퓨터를 통해 온라인으로도 모니터링할 수 있습니다. 가격은 약 XNUMX달러에서 시작하며 주문한 배터리 층 수에 따라 달라집니다.

올바른 하이브리드 전원 시스템을 선택하는 방법

재생 에너지 포집 선택

하이브리드 전력 시스템을 선택할 때 가장 먼저 결정해야 할 것은 어떤 유형의 재생 에너지를 설치할 것인가입니다. 대부분의 완전한 시스템에는 풍력과 태양광이 포함되며, 시스템을 오프그리드 방식으로 할 것인지 하이브리드 방식으로 할 것인지도 결정해야 합니다.

풍력 터빈과 태양광 패널을 선택할 수 있는 시스템이 많이 있습니다. 풍력 구성 요소와 태양광 패널 모두에 대해 시스템이 생산하도록 지정된 전력 정격(킬로와트)을 확인하세요.

수력 발전이나 지역 발전기도 필요한 경우 구매자는 공급업체와의 연결에 문제가 있는지 확인해야 합니다. 시스템을 공공 유틸리티 그리드에 연결하려면 구매자는 전력이 주로 재생 에너지에서 나오는지, 아니면 주로 공공 그리드에서 나오는지, 그리고 시스템이 두 가지 사이에서 어떻게 전환되는지 명확히 알아야 합니다.

인버터 용량

인버터에 대한 결정은 집에서 한 번에 사용하는 전력량에 따라 결정됩니다.

구매자는 예상되는 최대 동시 에너지 수요와 시간당 얼마나 많은 전력이 필요할 것으로 예상되는지 계산해야 합니다. 예를 들어, 동시에 몇 개의 다른 가전제품을 작동시킬 것인가, 그리고 어떤 가전제품을 작동시킬 것인가?

요리는 대부분 주방 기구가 동시에 사용되고 개별적으로 3Kw 이상을 소모할 수 있기 때문에 수요가 높은 예입니다. 인버터는 가장 극단적인 요구를 충족할 만큼 충분한 시간당 Kw(Kwh) 용량을 가져야 하며, 그렇지 않으면 인버터가 과부하될 수 있습니다.

컨트롤러, 에너지 저장 및 배터리 어레이

컨트롤러와 배터리 용량에 대한 결정은 수집 및 저장될 전력량에 따라 결정됩니다. 구매자는 매일 필요한 배터리 저장량을 계산하고 해당 전력이 어디에서(그리고 언제) 생성될지 추정해야 합니다.

예를 들어, 풍력 터빈을 사용하는 경우 바람이 많이 부는 날에 하루 종일 생산될 전력량은 얼마인가? 태양광 PV 패널은 얼마나 많은 햇빛을 포착할 수 있으며, 일광 시간은 언제인가? 공공 유틸리티 그리드를 사용하는 경우 비수요 시간대와 같이 특정 시간에 사용될 것인가?

컨트롤러는 다양한 에너지원에 적합하게 선택해야 하며, 배터리 용량은 배터리 충전이 예상되는 시기를 고려하여 하루 종일의 모든 필요를 충족할 수 있어야 합니다.

공급업체 지원

공급업체는 계산을 도울 수 있으며 에너지 수집에 대한 피크와 에너지 사용에 대한 피크를 포함하여 일일 필요량을 추산하는 데 도움이 되는 스프레드시트를 제공할 수도 있습니다.

계산된 일일 및 동시 사용량을 기준으로 킬로와트로 사용량을 계획하는 것이 일반적입니다. 일일 금액으로 나누어진 월별 공과금 청구서는 전체 평균 사용량을 알려주고, 따라서 필요한 전체 저장 공간을 알려줍니다.

그러나 사용 피크도 살펴봐야 합니다. 식사 시간은 일반적인 피크이며, 일반적으로 사용되는 여러 가전제품은 전력 수요가 높습니다. 오븐, 전자레인지, 전기 주전자, 에어 프라이어, 토스터는 모두 1~4Kw를 사용할 수 있는 예이므로 모두 합산하면 동시 전력 소모량을 줄일 수 있습니다. 또한 다른 가전제품도 동시에 사용될 수 있다는 점을 기억하세요. 가정 난방, 온수기, 파워 앰프, TV 및 가정용 WiFi, 전기 자동차 충전. 이 모든 것도 전력을 사용합니다.

잉여 전력 및 그리드 피드백

비용 모델이 공공 전력망에 공급할 수 있는 잉여 공급을 창출하는 것이라면, 추가 풍력 터빈이나 태양광 패널이 필요할 수 있으므로 견적에는 그 잉여가 포함되어야 합니다.

하이브리드 전력 시스템을 설치할 때는 비용 절감을 달성하기 전에 큰 선불 비용이 있다는 점을 명심하는 것이 중요합니다. 터빈과 PV 패널, 컨트롤러와 인버터, 배터리 어레이는 비쌀 수 있으며, 설치 비용과 주기적 유지 관리에 대한 추가 비용이 있습니다.

투자 수익은 몇 개월이 아니라 몇 년이 걸릴 수 있으므로, 의도한 시스템은 예산에 맞아야 할 뿐만 아니라 지속적인 비용도 고려해야 합니다.

마무리

소규모 하이브리드 전력 시스템의 가용성으로 인해 주거 시장은 공공 유틸리티 그리드와 결합된 다양한 재생 에너지원을 최대한 활용할 수 있습니다. 일반적인 시스템에는 가정용으로 적합한 수직 또는 수평 풍력 터빈이 함께 제공됩니다. 이러한 시스템은 또한 지붕에 편리하게 설치할 수 있는 태양광 PV 패널과 함께 패키지로 제공됩니다.

하이브리드 전력 시스템은 다양한 선택이 가능하며, 여기에는 하이브리드 전력 컨트롤러, 인버터, 축전지 어레이, 스마트 모니터링 소프트웨어의 주요 구성 요소가 포함됩니다. 구매자는 전력 요구 사항, 생성해야 하는 전력량, 가정에서 한 번에 사용해야 하는 전력량을 명확히 알아야 합니다.

하이브리드 전력 시스템은 장비와 설치에 대한 선불 투자가 필요하며, 구매자는 ROI가 장기간에 걸쳐 분산될 가능성이 있음을 알고 있어야 합니다. 공급업체는 적절한 시스템 크기를 결정하기 위한 계산을 도울 수 있어야 하며, 다양한 선택 사항은 온라인 쇼룸에서 찾을 수 있습니다. Chovm.com.