Jinsi ya Kusawazisha na Kuchagua Kibadilishaji Kigeuzi bora cha Jua kisicho na gridi

Nyumba nyingi zinazotumia nishati ya jua zina mfumo wa jua uliounganishwa na gridi. Walakini, mifumo ya jua isiyo na gridi ya taifa imekuwa maarufu zaidi kwa sababu ya kuongezeka kwa uhuru wa nishati inayowapa watumiaji. Sehemu muhimu ya vifaa vinavyohusishwa na mifumo hii ni kibadilishaji umeme cha jua kisicho na gridi.

Katika makala hii, tutachunguza jinsi gani inverters za jua zisizo na gridi kazi kwa kulinganisha na inverters kutumika kwa ajili ya mifumo ya mseto kwenye gridi ya taifa. Nakala hiyo pia itachambua soko la jua la nje ya gridi ya taifa, kuangalia ukubwa wa soko la sasa, vichocheo muhimu vya soko, na ukuaji unaotarajiwa. Kisha itatoa mwongozo wa ununuzi na mambo muhimu ya kuzingatia wakati wa kuchagua kibadilishaji bora cha jua kisicho na gridi ya taifa.

Orodha ya Yaliyomo
Je, vibadilishaji vya umeme vya jua visivyo na gridi hufanya kazi vipi?
Muhtasari wa soko la kimataifa la nishati ya jua isiyo na gridi
Mambo 5 ya kuzingatia unapochagua kibadilishaji umeme cha jua kisicho na gridi ya taifa
Chagua kibadilishaji umeme bora cha jua kisicho na gridi

Je, vibadilishaji vya umeme vya jua visivyo na gridi hufanya kazi vipi?

Aina kuu mbili za mifumo ya nishati ya jua ni zile ambazo zimeunganishwa kwenye gridi ya taifa (mseto au kwenye gridi ya taifa) na zile ambazo zimekatwa kutoka kwenye gridi ya taifa (off-grid). Ingawa wote hutumia chanzo sawa cha nishati inayokusanywa kutoka kwa jua kupitia paneli za jua, huhifadhi na kutumia nishati ya ziada kwa njia tofauti.

Kwa mfumo wa mseto wa jua, umeme wa ziada hutumwa kwa gridi ya umeme, wakati vibadilishaji vya umeme vya jua visivyo na gridi hutumia benki za betri ambazo huhifadhi nishati ya jua ya DC inayoingizwa ndani yao na paneli za jua zisizo kwenye gridi ya taifa. Nguvu hiyo basi inabadilishwa na kibadilishaji kuwa nishati ya AC ambayo hutumiwa kuwasha vifaa vya nyumbani.

Mifumo ya jua isiyo kwenye gridi ya taifa ni ngumu zaidi ikilinganishwa na mifumo ya mseto kwani inahitaji vipengee vya ziada kama vile vidhibiti vya betri, vidhibiti chaji, na vivunja saketi vya DC na AC.

Muhtasari wa soko la kimataifa la nishati ya jua isiyo na gridi

Ripoti ya Vantage Market Research ya 2022 inaonyesha kwamba soko la kimataifa la kubadilisha nishati ya jua kwa ujumla linatarajiwa kufikia thamani ya soko ya dola za Marekani bilioni 12.93 ifikapo mwisho wa 2028. Soko linatarajiwa kukua kwa kiwango cha ukuaji wa kila mwaka (CAGR) cha 8.5% kutoka thamani yake ya soko ya 2021 ya dola za Marekani bilioni 7.92.

Linapokuja suala la soko la jua la nje ya gridi haswa, Vantage anatabiri ukuaji wa soko kwa CAGR ya 11%, na soko linakua kutoka thamani ya dola bilioni 2.8 mnamo 2020 hadi $ 6.45 bilioni ifikapo 2028.

Mgogoro wa nishati unaokuja, kubadilika kwa bei ya mafuta, na kuongezeka kwa makubaliano ya kimataifa ya kukuza miradi ya maendeleo endelevu inachukuliwa kuwa vichocheo muhimu vya ukuaji ndani ya soko la vibadilishaji umeme vya jua.

Mambo 5 ya kuzingatia unapochagua kibadilishaji umeme cha jua kisicho na gridi ya taifa

1. Voltage ya pato

Moja ya mambo ya kwanza ya kuzingatia wakati wa kuchagua inverter ya jua isiyo na gridi ni kuamua mahitaji ya mzigo. Kawaida hii ni sawa na voltage ya kawaida ya usambazaji au voltage ya kawaida ya mzigo wa eneo fulani.

Kufanya uchanganuzi wa mzigo husaidia wauzaji kujua ni voltage gani ambayo wateja wao watahitaji. Voltage ya pato kwa Ulaya na Afrika ni 240V, wakati ni 120V nchini Marekani. Maombi mengi ya makazi yanahitaji 110/220 VAC, ambayo ni mahitaji ya voltage kwa mizigo ya kaya ya AC.

Ili kupata voltage ya juu ya pato, watumiaji wanaweza kutumia "inverter stacking," ambayo inahusisha kutumia inverters nyingi katika mfululizo. Muda mrefu kama jua Inverters zinazotumika zinaendana, mtumiaji wa makazi ataweza kuunganisha vibadilishaji vigeuzi viwili vya VAC 120 ili kuongeza voltage ya pato mara mbili hadi 240 VAC.

2. Nguvu mbalimbali

Sababu inayofuata ya kuzingatia wakati wa kuchagua bora zaidi inverter ya jua isiyo na gridi ni safu ya nguvu ambayo inverter inakuja nayo. Hatimaye, vifaa vinavyochaguliwa vinapaswa kuwa na uwezo wa kukidhi mahitaji ya nguvu ya mtumiaji au kushughulikia mzigo wao.

Ifuatayo ni orodha ya safu tofauti za nguvu za inverter na matumizi yao ya kawaida:

• kW 1–2: TV, friji, simu, cabin ndogo na taa
• kW 2–4: Nyumba ndogo zisizo na nishati, cabins kubwa
• kW 4–8: Nyumba nyingi zisizo na gridi ya taifa
• kW 8–16: Nyumba kubwa zisizo na gridi ya taifa, biashara ndogo ndogo, mashamba au ranchi

Aina ya nguvu maarufu zaidi ni 4-8 kW kwani inaweza kukidhi mahitaji ya kawaida ya nguvu za kaya.

Kulingana na mteja anayelengwa, ni muhimu kuzingatia pia mizigo ya siku zijazo ambayo inaweza kuhitaji nguvu. Hii ina maana kwamba inverters nje ya gridi ya taifa iliyosakinishwa inapaswa kuwa na uwezo wa kushughulikia ukuaji wowote wa mahitaji ya nishati katika miaka michache ijayo. Kwa hivyo, mfumo unaolengwa kwa wanandoa waliostaafu unapaswa kuwa tofauti na ule unaolenga familia za vijana.

3. voltage ya pembejeo ya DC

Mara baada ya uwezo wa nguvu ya inverter ya jua isiyo na gridi imeanzishwa, sasa itakuwa wakati wa kuzingatia wigo wa voltage ya pembejeo ya DC ya vifaa. Hii inaweza kuanzishwa kwa kuangalia vipimo vya inverter au karatasi maalum.

Voltage ya DC ya pembejeo hutumika kubainisha volteji ya kawaida ya betri inayolingana na inverter. Kama kanuni, kiwango cha juu cha voltage ya pato cha PV DC haipaswi kuzidi voltage ya juu ya uingizaji wa DC iliyoorodheshwa katika vipimo vya inverter.

4. Uwezo wa betri

Jambo linalofuata la kuzingatia katika mchakato wa uteuzi wa mifumo ya nishati ya jua isiyo na gridi ni saizi ya betri hiyo itahitajika. Muuzaji atalazimika kuamua ikiwa mteja anayelengwa atahitaji uhifadhi wa nishati ambayo inashughulikia matumizi kwa siku moja tu au mfumo ambao una uwezo wa ziada wa kuhifadhi.

Ili kuhakikisha usahihi wakati wa mchakato huu, ni muhimu kuzingatia idadi ya vigezo vinavyohusiana na betri. Hizi ni pamoja na aina ya betri na kemia yake, ufanisi wa safari ya kwenda na kurudi, kina cha juu cha kutokwa (DoD), kiwango cha juu cha malipo, na siku za uhuru.

Kanuni ya jumla ya kuhifadhi nakala ya betri ya jua ni kulenga kuhifadhi ambayo inachukua angalau siku 2-3 za matumizi katika muda wa matumizi wa juu zaidi wa mwaka.

5. Kidhibiti cha malipo ya jua kilichojengwa ndani

Vibadilishaji vya umeme vya jua visivyo na gridi huja na vidhibiti vya malipo ya jua vilivyojengwa ndani ambayo hudhibiti nishati inayotoka kwa paneli za jua na kuhamishiwa kwenye betri. Kuna aina mbili za vidhibiti vya malipo ambavyo kawaida hutumika kwa vibadilishaji umeme vya jua visivyo na gridi: Vidhibiti vya Juu vya Ufuatiliaji wa Pointi za Nguvu (MPPT). na vidhibiti vya Kurekebisha Upana wa Mapigo (PWM).

Vidhibiti vya MPPT zinachukuliwa kuwa bora zaidi kiufundi kwani zinaweza kubadilisha volti ya juu ya paneli ya jua hadi volteji ya chini na zinaweza kuchaji betri na upotezaji wa nguvu kidogo au ufanisi zaidi. MPPT inaweza kutoa Ufanisi wa 93-97%. katika uongofu wao wa nguvu; hata hivyo, ni ghali zaidi ikilinganishwa na vidhibiti vya PWM.

Vidhibiti vya PWM ni vya bei nafuu, lakini vinaweza kusababisha hadi 60% ya kupoteza nguvu. Hii inazifanya kuwa zisizofaa kwa mifumo mikubwa lakini chaguo linalofaa kwa mifumo midogo. Kwa hakika, ni bora kuchagua inverter na mtawala wa malipo ya kujengwa ambayo huongeza uhamisho wa voltage ili benki ya betri ipate kiwango cha juu cha nishati.

Chagua kibadilishaji umeme bora cha jua kisicho na gridi

Kuchagua kibadilishaji umeme cha nishati ya jua kilicho bora zaidi kwa wateja lengwa kunahitaji kuzingatia kwa makini mambo kadhaa, ikiwa ni pamoja na volteji ya pato, masafa ya nishati, volteji ya umeme ya DC, uwezo wa betri, na vidhibiti vya malipo ya jua vilivyojengewa ndani.

Mambo haya yote yana uhusiano na aina ya mfumo wa nishati ya jua kutoka kwa gridi ya taifa ambao watumiaji wanao, kwa hivyo ni lazima wauzaji wa reja reja wazingatie ni nani anayelengwa kwani hii itasaidia kuanzisha chaguo bora zaidi la kibadilishaji umeme kwao.

Hatimaye, wateja wanatafuta mifumo ambayo ni rahisi kutunza, rahisi kutumia, na isiyo na matatizo. Kuhesabu kwa usahihi mizigo ya umeme na mifumo ya utumiaji ya wateja watarajiwa huwezesha ukubwa sahihi wa mfumo wa jua wa nje ya gridi ya taifa, utendakazi wa juu zaidi, na hitilafu ndogo ya mfumo.