Hybrydowe systemy solarne są coraz popularniejszym wyborem w przypadku korzystania z energii odnawialnej, łącząc systemy energii słonecznej z ekonomicznym wykorzystaniem publicznej sieci energetycznej. W tym artykule wyjaśniono główne komponenty tych systemów i przedstawiono wskazówki dotyczące wyboru właściwego hybrydowy układ słoneczny do twoich wymagań.
Spis treści
Wzrost rynku hybrydowych systemów solarnych
Wprowadzenie do hybrydowych systemów solarnych
Elementy hybrydowego układu słonecznego
Jak wybrać odpowiedni rozmiar hybrydowego systemu solarnego
Końcowe przemyślenia
Wzrost rynku hybrydowych systemów solarnych
Globalny rynek systemów solarnych rośnie w bardzo zdrowym tempie, głównie dzięki połączeniu rosnących kosztów publicznej sieci elektroenergetycznej i rządowego wsparcia dla systemów energii odnawialnej w domach. Rynek mieszkaniowy widzi większą elastyczność i efektywność kosztową w posiadaniu domowego systemu, który najlepiej wykorzystuje energię słoneczną, a także w znajdowaniu sposobów na zminimalizowanie potrzeby polegania na publicznej sieci.
Ponieważ hybrydowe systemy solarne składają się z kilku komponentów, globalny rynek najlepiej mierzyć poprzez wzrost hybrydowych inwerterów solarnych, które są podstawową „inteligencją” w hybrydowym systemie solarnym. Patrząc na okres od 2023 do 2032 r., globalny rynek hybrydowych inwerterów solarnych prognozuje się na skumulowanym rocznym tempie wzrostu (CAGR) 9.2%, z 7.39 mld USD w 2023 r. do około 16.32 mld USD w 2032 r..
Można by oczekiwać, że rynek globalny odnotuje jeszcze większy wzrost, gdyby nie wysokie koszty instalacji głównych podzespołów, w szczególności koszt inwerterów, a także długi okres zwrotu z inwestycji.
Wprowadzenie do hybrydowych systemów solarnych

Hybrydowe systemy słoneczne połączyć energię elektryczną wytworzoną przez panele fotowoltaiczne (PV) z energią elektryczną wytworzoną z sieci publicznej i przechowywać zebraną energię w systemie magazynowania energii.
Dla porównania, hybrydowe systemy „energetyczne” łączą energię elektryczną wytwarzaną z wielu źródeł, do których mogą należeć energia słoneczna i turbiny wiatrowe, generatory hydroelektryczne, sieć publiczna i niezależne generatory paliwa.
Niezależnie od tego, czy system hybrydowy wykorzystuje wyłącznie energię słoneczną, czy integruje mieszane źródła, zasady są takie same. Energia jest przechwytywana, regulowana i przechowywana jako prąd stały (DC) w banku baterii, który jest następnie udostępniany domowi poprzez najpierw konwersję na prąd przemienny (AC), a następnie wykorzystywany przez urządzenia domowe w razie potrzeby.
Systemy energetyczne, które wykorzystują wyłącznie publiczną sieć użyteczności publicznej, są określane jako „powiązane z siecią” lub „powiązane z siecią”. Systemy solarne, które są samodzielne, wykorzystujące wyłącznie energię z paneli słonecznych (i/lub innych źródeł energii) i są odizolowane od publicznej sieci użyteczności publicznej, są nazywane „poza siecią”.
Hybrydowe systemy solarne mogą przełączać się między różnymi trybami sieci zależnie od dostępnych źródeł energii. To właśnie ta zdolność adaptacji sprawia, że hybrydowe systemy solarne stają się coraz popularniejszym wyborem.
W stabilnym systemie sieciowym, w którym energia elektryczna dostarczana przez przedsiębiorstwa publiczne jest niezawodna i stabilna, posiadanie systemu hybrydowego zapewnia gospodarstwom domowym pewną elastyczność i oszczędność kosztów.
- Gdy energii słonecznej jest pod dostatkiem, dom wykorzystuje ją do wszystkich celów, oszczędzając na kosztach eksploatacji.
- Jeśli pogoda jest pochmurna i energia słoneczna nie jest wystarczająca, dom może „uzupełnić” akumulator, korzystając z tańszej, pozaszczytowej taryfy energii elektrycznej dostarczanej przez publiczną sieć elektryczną.
- Jeśli zasoby energii słonecznej są wystarczające, a akumulatory są naładowane, nadwyżka energii elektrycznej wytworzonej przez domowy system solarny może zostać odprowadzona do sieci publicznej, a następnie zakupiona lub zaksięgowana przez firmę energetyczną.
W niestabilnym systemie sieciowym, gdzie częste przerwy w dostawie prądu lub przerwy w dostawie prądu mogą oznaczać utratę zasilania przez wiele godzin dziennie, hybrydowy system solarny dostarcza do domu energię z magazynowanych akumulatorów. Gdy dostępna jest energia z sieci, jest ona wykorzystywana do uzupełniania akumulatorów, uzupełniając energię słoneczną.
Elementy hybrydowego układu słonecznego

Powyższy schemat przedstawia Xiamen Nacyc Nowa Spółka Energetyczna prezentuje każdy z najważniejszych komponentów hybrydowego systemu solarnego, panele fotowoltaiczne, akumulator litowo-jonowy i hybrydowy falownik, pokazując, jak są one podłączone do publicznej sieci energetycznej i do domu.
Panele fotowoltaiczne (PV)

To zdjęcie kompletny system od United Energy pokazuje zestaw czterech paneli fotowoltaicznych (PV) oraz wszystkie inne komponenty. Rzeczywista liczba wymaganych paneli będzie zależeć od potrzebnej pojemności, a ich cena wynosi od 0.30 do 0.50 USD za wat.
Panele słoneczne, panele ogniw słonecznych lub panele fotowoltaiczne są najbardziej widocznymi elementami hybrydowego układu słonecznego. Panele te wykorzystują szereg ogniw fotowoltaicznych (PV), które pobudzają elektrony, które są następnie przepuszczane przez obwód w celu wygenerowania prądu stałego, który może być używany bezpośrednio do zasilania urządzeń lub, co bardziej powszechne, przechowywany w bateriach do późniejszego wykorzystania.
Panele słoneczne są zazwyczaj instalowane na dachu, albo pod kątem nad dachówkami, albo na płaskim dachu. W przypadku płaskiego dachu użytkownik może ustawić panele pod kątem w stronę najsilniejszego światła słonecznego, natomiast w przypadku montażu nad dachówkami, zazwyczaj wybiera się stronę, która widzi najwięcej słońca.
Liczba paneli, które należy zainstalować, zależeć będzie od zapotrzebowania użytkownika na energię elektryczną w gospodarstwie domowym, stabilności lokalnej sieci energetycznej, a także prawdopodobnej ilości dostępnego światła słonecznego.
Bank akumulatorów litowo-jonowych

Energia pozyskiwana z paneli słonecznych lub pobierana z sieci jest magazynowana w układzie akumulatorów litowo-jonowych. W mniejszych systemach akumulatory mogą być umieszczone osobno, a nie w szafie, ale nadal będą połączone ze sobą jako układ.
Ilość wymaganego magazynowania baterii będzie zależeć od wymagań dotyczących zużycia energii elektrycznej w gospodarstwie domowym i od tego, w jakim stopniu użytkownik chce pozostać niezależny od lokalnej sieci. Im więcej energii jest magazynowane, tym więcej energii elektrycznej jest dostępnej do użytku „poza siecią”.
Falownik hybrydowy

Hybrydowe inwertery fotowoltaiczne zajmuje się wszystkimi przesyłami, regulacją i konwersją mocy pomiędzy akumulatorami, domową siecią elektryczną i publiczną siecią energetyczną.
Nowoczesne inteligentne systemy zarządzania energią pozwalają falownikowi na:
- zarządzać ładowaniem i magazynowaniem energii w panelach słonecznych,
- monitoruj poziom naładowania baterii,
- przełączanie między siecią publiczną a korzystaniem z baterii,
- przekształcić zgromadzony prąd stały na prąd przemienny,
- dostarczać energię elektryczną do domu,
- dostarczać nadwyżki energii elektrycznej z powrotem do sieci publicznej,
- dostarczać dane w czasie rzeczywistym do chmury i komputerów lokalnych.
Ważne jest, aby zaplanować falownik o pojemności zapewniającej wystarczającą jednoczesną konwersję prądu przemiennego, której dom będzie potrzebował. Jako prosty przykład, kuchenki mikrofalowe, czajniki, piekarniki i grzejniki (lub klimatyzatory) mogą pobierać około 2-5 kW indywidualnie. Wszystkie razem będą stanowić bardzo wysokie równoczesne obciążenie falownika, który może się wyłączyć, jeśli zostanie pobrane więcej mocy, niż falownik może przetworzyć. Inteligentne systemy pomogą Ci zarządzać nadmiernym zapotrzebowaniem bez powodowania wyłączenia systemu.
Inne składniki

Głównymi komponentami kompletnego systemu są panele słoneczne, hybrydowy falownik, akumulatory i oprogramowanie monitorujące. Mogą one również obejmować osprzęt, okablowanie, a w niektórych przypadkach kompletny zestaw narzędzi.
Jak wybrać odpowiedni rozmiar hybrydowego systemu solarnego

Wybierając odpowiedni rozmiar systemu do pożądanego zastosowania, dostawca powinien być w stanie pomóc w obliczeniach. Arkusz kalkulacyjny może pomóc, a dostawca może mieć taki, który ci udostępni.
Kluczowe czynniki planowania będą oparte na oczekiwanym dziennym i równoczesnym zużyciu w kilowatach. Można to ustalić na podstawie miesięcznych rachunków za media, aby oszacować miesięczne zużycie kilowatów, a następnie podzielić je na dzienną kwotę. Jest mało prawdopodobne, aby dało to szczegółowy rozkład godzin, ale pomocne jest myślenie o godzinach szczytowego zużycia, a nie o średnich. Na przykład gotowanie posiłków może obejmować korzystanie ze sprzętu o dużej mocy, piekarnika, kuchenki mikrofalowej, innych urządzeń kuchennych, a także wykorzystywanie energii do ogrzewania domu, podgrzewania wody, telewizji i domowego internetu.
Jeśli intencją jest zbudowanie nadwyżki podaży, aby przekazać ją do sieci publicznej, wówczas szacunek musi uwzględniać tę nadwyżkę. Oczywiście wszystkie te szacunki muszą ostatecznie doprowadzić do systemu mieszczącego się w budżecie, a także do prawdopodobnej ilości dostępnego stałego światła słonecznego. Kompromisy mogą być konieczne, aby znaleźć odpowiedni rozmiar systemu.
Ważne jest, aby zauważyć, że hybrydowe systemy solarne wymagają dużego początkowego kosztu, zakupu całego sprzętu, instalacji i podłączenia. Zwrot z inwestycji prawdopodobnie nastąpi w ciągu kilku lat, a nie miesięcy, więc oczekiwania muszą być zarządzane w budowaniu systemu na podstawie czystych oszczędności kosztów.
Końcowe przemyślenia
Hybrydowe systemy solarne najlepiej wykorzystują połączenie odnawialnej energii słonecznej i selektywnego wykorzystania publicznej sieci energetycznej. Głównym komponentem systemu, który umożliwia inteligentne połączenie, jest inteligentny hybrydowy inwerter z systemami zarządzania energią, które dają kontrolę użytkownikowi domowemu.
Dostępny jest szeroki wybór systemów hybrydowych, z których wszystkie obejmują główne komponenty paneli fotowoltaicznych, zestawy akumulatorów i nowoczesny hybrydowy inwerter z inteligentnym oprogramowaniem. Wyzwaniem dla użytkownika jest podjęcie decyzji, jaka pojemność jest pożądana, jakie wykorzystanie sieci publicznej jest preferowane (lub konieczne w niestabilnym środowisku sieciowym), a następnie jaki rozmiar systemu jest potrzebny do jego obsługi. Pojemność jest określana przez liczbę paneli wymaganych do przechwytywania wystarczającej ilości energii słonecznej, liczbę akumulatorów wymaganych do przechowywania wystarczającej ilości energii do wszystkich zastosowań oraz jaką pojemność konwersji DC/AC inwerter może obsłużyć dla dowolnego równoczesnego zapotrzebowania.
Koszt jest ważnym czynnikiem, ponieważ większość kosztów to inwestycja początkowa, zakup i instalacja komponentów, a ROI prawdopodobnie będzie się pojawiać w długim okresie. Jednak w przypadku niestabilnej sieci energetycznej wysoki koszt inwestycji może być bardziej akceptowalny ze względu na konieczność regularnego zasilania. Dostawcy mogą ustalać ceny za cały zestaw, ale wielu ustala ceny w USD za wat, więc ponownie ważne jest, aby znać potrzebną pojemność.
Potencjalni nabywcy będą chcieli porównać dostępne opcje. Więcej informacji na temat szerokiego wyboru hybrydowych systemów solarnych i ich poszczególnych komponentów można znaleźć w internetowym showroomie pod adresem Chovm.com.