Cara Memilih Sistem Kuasa Hibrid Terbaik

Tenaga boleh diperbaharui menjadi lebih popular untuk diterima oleh negara dan dimasukkan ke dalam grid kuasa negara. Ia juga semakin menjadi pilihan untuk komuniti kecil dan untuk individu. Keupayaan untuk menjana kuasa anda sendiri dan untuk hidup tanpa bergantung pada grid kuasa awam adalah pilihan yang berdaya maju untuk ramai.

Sistem kuasa hibrid boleh menyepadukan dan menangkap pelbagai bentuk tenaga semula jadi, termasuk suria, angin dan air, serta menyambung kepada penjana kendiri dan grid kuasa awam. Artikel ini menerangkan cara sistem ini berfungsi dan pilihan yang tersedia.

Jadual Kandungan
Pertumbuhan pasaran sistem kuasa hibrid
Pengenalan kepada sistem kuasa hibrid
Komponen sistem kuasa hibrid
Bagaimana untuk memilih saiz sistem kuasa hibrid yang betul
Akhir fikiran

Pertumbuhan pasaran sistem kuasa hibrid

Sistem kuasa hibrid menjadi semakin popular di seluruh dunia, untuk rumah yang melihat fleksibiliti dan penjimatan kos dalam menggunakan tenaga boleh diperbaharui untuk meminimumkan pergantungan pada grid awam yang semakin mahal.

Di banyak negara, terdapat sokongan kerajaan dan faedah cukai untuk rumah yang menggunakan sistem tenaga boleh diperbaharui, dan sesetengah negara akan membeli balik lebihan kuasa daripada pengguna jika ada.

Pasaran global untuk sistem kuasa hibrid ialah US$ 2 bilion pada 2022, dan dijangka berkembang pada tahap yang sangat positif 10.4% kadar pertumbuhan tahunan kompaun (CAGR), Dari US$ 2.4 bilion pada 2023 kepada sekitar US$ 4 bilion menjelang 2028. Wilayah Eropah dan Asia Pasifik menunjukkan pertumbuhan tertinggi seperti yang ditunjukkan dalam carta di atas.

Pengenalan kepada sistem kuasa hibrid

Kuasa boleh dijana daripada banyak sumber semula jadi dan teknologi wujud untuk menangkap dan mengintegrasikan kuasa itu di peringkat nasional. Walau bagaimanapun, semua teknologi ini kini tersedia dalam skala kecil yang boleh digunakan untuk ladang, komuniti kecil, dan juga untuk rumah individu.

Kebanyakan orang biasa dengan panel solar di rumah untuk membantu menjana kuasa untuk rumah. Mereka yang tinggal di ladang juga mungkin biasa menggunakan turbin angin untuk kuasa. Dan sesetengahnya mungkin menggunakan sumber air yang mengalir berdekatan untuk menjana kuasa. Semua ini adalah cara yang sangat mantap untuk menggunakan sumber tenaga semula jadi untuk menambah atau menyediakan keperluan kuasa elektrik yang lengkap untuk rumah.

Rumah yang hanya menggunakan kuasa daripada grid utiliti awam dirujuk sebagai 'grid-tied', atau 'on-grid', manakala rumah yang menjana keseluruhan kuasa mereka memerlukan sendiri dan tidak menggunakan grid awam dipanggil 'off-grid'. Orang yang tinggal di kawasan terpencil selalunya tinggal di luar grid, sama ada atas keperluan atau pilihan.

Sistem kuasa hibrid, seperti sistem 5-10 Kw yang ditunjukkan di atas, boleh mengintegrasikan tenaga elektrik yang dijana daripada pelbagai sumber semula jadi. Jika perlu ia boleh digabungkan dengan sumber kuasa lain seperti grid awam dan penjana bahan api yang berdiri sendiri. Sistem boleh bertukar antara mod grid yang berbeza bergantung pada sumber kuasa yang tersedia.

Sistem kuasa hibrid boleh menggunakan satu atau lebih cara untuk menangkap tenaga, dengan pilihan biasanya panel fotovoltaik solar (PV) dan turbin angin berskala kecil, tetapi mungkin juga termasuk turbin hidro mini.

Bagi setiap sumber, tenaga ditangkap, sama ada sebagai arus terus (DC) atau sebagai arus ulang alik (AC). Ia dikawal dan disimpan sebagai DC dalam bank, atau pelbagai, bateri. Arus DC ini kemudiannya disediakan kepada rumah sebagai arus DC, atau dengan menukar kepada AC menggunakan penyongsang, yang kemudiannya boleh digunakan oleh peralatan rumah mengikut keperluan.

Komponen sistem kuasa hibrid

Sebilangan besar tersedia secara komersial sistem kuasa hibrid datang termasuk penyelesaian solar dan angin. Ia biasanya tidak termasuk sebarang penyelesaian lain seperti penjana, penyelesaian hidro atau bentuk penyediaan tenaga lain seperti biojisim. Sistem yang hanya termasuk panel PV solar, dan tiada pilihan turbin angin, biasanya diiklankan sebagai sistem 'solar' hibrid.

Panel solar datang dalam pelbagai saiz dan kuasa yang berbeza, daripada sekitar 100 watt hingga ke atas 700 watt setiap panel. Adalah biasa untuk membina susunan panel merentasi bumbung, merentasi ruang rata atau pada sudut yang menghadap ke arah matahari.

Turbin angin datang dalam dua versi utama, jenis mendatar (propeller) dan jenis menegak (pemukul telur). Terdapat pakej sistem kuasa hibrid yang tersedia dengan kedua-dua jenis turbin.

Sesetengah pembekal menetapkan harga pakej mereka daripada harga permulaan dan harga akhir bergantung pada bilangan panel solar, turbin angin dan kuasa pengawal dan penyongsang.

Pengawal kuasa dan penyongsang

Di 'jantung' sistem kuasa hibrid ialah pengawal dan penyongsang.

Peranan utama penyongsang kuasa hibrid adalah untuk menukar arus terus (DC) kepada arus ulang alik (AC). Grid kuasa awam menggunakan AC kerana ini adalah arus yang paling cekap untuk penghantaran melalui jarak jauh. Bekalan elektrik rumah domestik juga adalah AC, seperti kebanyakan peralatan rumah.

Walau bagaimanapun, panel PV solar menjana DC yang tidak stabil, manakala turbin angin dan air menjana kuasa AC yang tidak stabil. Bateri simpanan menggunakan DC sebagai cara paling cekap untuk menahan arus. Oleh itu sistem mesti dapat menstabilkan sebarang kuasa yang diterima, dan menukarnya kepada arus DC untuk penyimpanan. Itulah tugas pengawal kuasa hibrid.

Menstabilkan dan menukar kuasa boleh diuruskan dengan pengawal yang berasingan, seperti dalam rajah luar grid pembekal di atas sistem tenaga angin dan solar hibrid, menunjukkan pengawal hibrid angin/solar menyuap ke dalam bateri. Kuasa bateri yang disimpan kemudiannya ditukar kepada AC oleh penyongsang yang menyuap peralatan rumah.

Walau bagaimanapun, sesetengah penyongsang moden berfungsi sebagai pengawal dan juga penyongsang, dan juga boleh menyediakan fungsi pengurusan lanjutan, seperti pelaporan data awan dan komputer.

Dalam rajah di atas sistem kuasa hibrid, semua bekalan bersambung terus ke penyongsang, termasuk daripada sumber boleh diperbaharui (kuasa hijau), grid awam dan penjana rumah. The penyongsang kuasa hibrid mengawal arus daripada semua sumber yang berbeza, menyimpannya dan mengaksesnya apabila diperlukan untuk bekalan rumah.

Penyongsang pintar moden menyediakan pengurusan kuasa yang fleksibel untuk:

• mengawal cas tenaga boleh diperbaharui,
• menyimpan tenaga dalam susunan bateri,
• memantau dan melaporkan tahap cas bateri,
• menukar penggunaan antara grid utiliti awam dan bateri,
• menukar arus DC yang disimpan kepada arus AC,
• membekalkan elektrik ke aplikasi rumah,
• membekalkan sebarang lebihan kuasa kembali ke grid utiliti awam
• menyediakan data masa nyata kepada awan dan kepada komputer tempatan.

Penyongsang gelombang sinus tulen menghasilkan arus AC yang sangat stabil yang sepadan dengan arus grid utiliti awam. Ini adalah perlu untuk menyediakan kuasa bersih dan boleh dipercayai berkualiti tinggi kepada peralatan rumah, kebanyakannya mengandungi elektronik sensitif.

Tatasusunan bateri ion litium

Apa sahaja tenaga yang ditangkap, ia mesti disimpan untuk digunakan apabila diperlukan. Ini dilakukan dengan tatasusunan, atau bank, bateri ion litium. Penyimpanan bateri datang dalam pelbagai bentuk, daripada bateri yang sangat asas 'diikat bersama' dengan kabel, kepada kabinet bersih moden yang tidak kelihatan tidak sesuai di rumah dan juga membenarkan pemantauan jarak jauh.

Jumlah storan bateri yang diperlukan akan bergantung pada keperluan penggunaan kuasa domestik pengguna, dan sejauh mana pengguna mahu kekal bebas daripada grid tempatan. Lebih banyak kuasa yang disimpan, lebih banyak tenaga elektrik tersedia untuk kegunaan luar grid.

ini bateri bertindan dan susunan penyongsang mempunyai rupa kabinet yang bersih yang menjadikannya sesuai untuk di dalam rumah. Ia boleh disusun dan boleh dikonfigurasikan dalam gandaan lapisan bateri 5 Kw, dan datang sebagai sistem semua-dalam-satu bersama-sama dengan penyongsang dan lapisan pengawal. Dengan empat lapisan bateri, ia boleh menghantar 20 Kilowatt kuasa sejam ke rumah. Prestasi dan tahap bateri boleh dipantau melalui paparan LED serta dalam talian melalui awan dan komputer. Harga bermula pada sekitar AS$749 dan akan bergantung pada bilangan lapisan bateri yang dipesan.

Bagaimana untuk memilih sistem kuasa hibrid yang betul

Pilihan tangkapan tenaga boleh diperbaharui

Apabila memilih sistem kuasa hibrid, keputusan pertama hendaklah jenis tenaga boleh diperbaharui yang dimaksudkan untuk dipasang, dengan sistem yang paling lengkap termasuk angin dan suria, dan sama ada sistem itu adalah luar grid atau hibrid.

Terdapat banyak sistem yang tersedia yang menawarkan pilihan turbin angin dan panel solar. Semak penarafan kuasa (dalam Kilowatt) yang ditentukan untuk dihasilkan oleh sistem, untuk kedua-dua komponen angin dan panel solar.

Jika kuasa hidro atau penjana tempatan juga diperlukan, maka pembeli harus menyemak sebarang masalah dengan ketersambungan dengan pembekal. Jika sistem ingin menyambung ke grid utiliti awam, pembeli harus jelas sama ada kuasa datang terutamanya daripada tenaga boleh diperbaharui, atau terutamanya daripada grid awam, dan bagaimana sistem akan bertukar antara kedua-duanya.

Kapasiti penyongsang

Keputusan mengenai penyongsang ditentukan oleh jumlah kuasa yang akan digunakan oleh rumah pada satu-satu masa.

Pembeli harus mengira jangkaan permintaan tenaga serentak maksimum, dan jumlah kuasa yang mungkin diperlukan setiap jam. Sebagai contoh, berapa banyak peralatan yang berbeza akan dijalankan pada masa yang sama, dan peralatan yang manakah akan digunakan?

Memasak adalah contoh permintaan yang tinggi kerana kebanyakan peralatan dapur digunakan pada masa yang sama dan semuanya boleh menurunkan sehingga 3 Kw secara individu. Penyongsang mesti mempunyai kapasiti Kw sejam (Kwh) yang mencukupi untuk memenuhi keperluan yang paling melampau, atau penyongsang boleh terlebih beban.

Pengawal, storan tenaga dan susunan bateri

Keputusan mengenai pengawal dan kapasiti bateri ditentukan oleh jumlah kuasa yang akan dikumpul dan disimpan. Pembeli harus mengira jumlah storan bateri yang diperlukan setiap hari dan menganggarkan di mana (dan bila) kuasa itu akan dijana.

Sebagai contoh, jika turbin angin digunakan, apakah kemungkinan jumlah kuasa yang dijana sepanjang hari pada hari berangin purata? Berapakah jumlah cahaya matahari yang akan dapat ditangkap oleh panel PV solar dan pada waktu siang hari? Jika grid utiliti awam akan digunakan, adakah ia akan berada pada waktu tertentu, seperti di luar puncak?

Pilihan pengawal mestilah mencukupi untuk sumber tenaga yang berbeza, dan kapasiti bateri hendaklah mencukupi untuk semua kemungkinan keperluan pada siang hari, dengan mengambil kira masa pengecasan bateri mungkin berlaku.

Bantuan pembekal

Pembekal anda seharusnya dapat membantu dengan pengiraan dan mungkin menawarkan hamparan untuk membantu anda menganggarkan keperluan harian, termasuk puncak untuk tangkapan tenaga serta puncak untuk penggunaan tenaga.

Adalah biasa untuk merancang penggunaan dalam Kilowatt, berdasarkan penggunaan harian dan serentak yang dikira. Bil utiliti bulanan anda, dibahagikan kepada jumlah harian, boleh memberikan purata keseluruhan penggunaan, dan oleh itu storan keseluruhan diperlukan.

Walau bagaimanapun, anda juga harus mencari kemuncak penggunaan. Waktu makan adalah puncak biasa, dan beberapa peralatan yang biasa digunakan mempunyai permintaan kuasa yang tinggi. Ketuhar, ketuhar gelombang mikro, cerek elektrik, penggoreng udara dan pembakar roti adalah semua contoh yang boleh menggunakan antara 1-4Kw, jadi apabila semuanya digabungkan, kemungkinan pengeluaran kuasa serentak berkurangan. Juga ingat bahawa perkakas lain boleh digunakan pada masa yang sama. Pemanasan rumah, pemanasan air, penguat kuasa, tv dan WiFi rumah, dan pengecasan kereta elektrik. Semua ini menggunakan kuasa juga.

Lebihan kuasa dan maklum balas grid

Jika model kos adalah untuk menjana lebihan bekalan yang boleh disalurkan semula kepada grid utiliti awam, maka anggaran mesti termasuk lebihan itu, kerana itu mungkin memerlukan turbin angin atau panel solar tambahan.

Apabila memasang sistem kuasa hibrid, adalah penting untuk diingat bahawa terdapat kos pendahuluan yang besar sebelum penjimatan kos dapat dicapai. Turbin dan panel PV, pengawal dan penyongsang, dan susunan bateri boleh mahal, ditambah kos pemasangan dan jumlah tambahan untuk penyelenggaraan berkala.

Pulangan pelaburan mungkin mengambil masa bertahun-tahun, bukannya berbulan-bulan, jadi sistem yang dimaksudkan bukan sahaja mesti sesuai dengan bajet, tetapi juga mempertimbangkan kos yang berterusan.

Akhir fikiran

Ketersediaan sistem kuasa hibrid berskala kecil membolehkan pasaran kediaman menggunakan sumber tenaga boleh diperbaharui yang berbeza, digabungkan dengan grid utiliti awam. Sistem biasa datang dengan sama ada turbin angin menegak atau mendatar yang sesuai untuk kegunaan rumah. Sistem ini juga dibungkus dengan panel PV solar yang boleh diletakkan dengan mudah di atas bumbung.

Terdapat pelbagai pilihan sistem kuasa hibrid yang tersedia, termasuk komponen utama pengawal kuasa hibrid, penyongsang, tatasusunan bateri storan dan perisian pemantauan pintar. Pembeli perlu jelas tentang keperluan kuasa, berapa banyak yang diperlukan untuk dijana dan berapa banyak yang diperlukan untuk digunakan oleh rumah pada satu-satu masa.

Sistem kuasa hibrid memerlukan pelaburan awal dalam peralatan dan pemasangan, dan pembeli harus sedar bahawa ROI mungkin akan tersebar dalam tempoh yang lama. Pembekal sepatutnya boleh membantu dengan pengiraan untuk menentukan saiz sistem yang betul, dan pelbagai pilihan boleh didapati di bilik pameran dalam talian di Chovm.com.