Yenilenebilir enerji, ülkelerin benimsemesi ve ulusal enerji şebekesine dahil etmesi açısından daha popüler hale geliyor. Aynı zamanda küçük topluluklar ve bireyler için de giderek daha fazla tercih edilmektedir. Kendi elektriğini üretme ve kamu elektrik şebekesine bağımlı olmadan yaşama yeteneği birçokları için uygun bir seçimdir.
Hibrit güç sistemleri Güneş, rüzgar ve su da dahil olmak üzere çeşitli doğal enerji türlerini entegre edip yakalayabilir, ayrıca bağımsız jeneratörlere ve kamu elektrik şebekesine bağlanabilir. Bu makalede, bu sistemlerin nasıl çalıştığı ve hangi seçeneklerin mevcut olduğu açıklanmaktadır.
İçindekiler
Hibrit güç sistemlerinin pazar büyümesi
Hibrit güç sistemlerine giriş
Hibrit güç sisteminin bileşenleri
Hibrit güç sisteminin doğru boyutunun nasıl seçileceği
Nihai düşünceler
Hibrit güç sistemlerinin pazar büyümesi
Hibrit güç sistemleri, giderek daha pahalı hale gelen kamu şebekesine bağımlılığı en aza indirmek amacıyla yenilenebilir enerji kullanımında esneklik ve maliyet tasarrufu gören evler için dünya çapında giderek daha popüler hale geliyor.
Pek çok ülkede, yenilenebilir enerji sistemlerini kullanan evler için devlet desteği ve vergi avantajları mevcut ve bazı ülkeler, mümkün olduğu takdirde fazla elektriği kullanıcılardan geri satın alacak.
Hibrit güç sistemleri için küresel pazar 2'de 2022 milyar ABD dolarıoldukça olumlu bir büyüme göstermesi bekleniyor. %10.4 bileşik yıllık büyüme oranı (CAGR), Dan 2.4'te 2023 milyar ABD dolarından 4'de yaklaşık 2028 milyar ABD dolarına. Avrupa ve Asya Pasifik bölgeleri en yüksek büyümeyi gösteriyor. Yukarıdaki grafik.
Hibrit güç sistemlerine giriş
Güç birçok doğal kaynaktan üretilebilir ve bu gücü ulusal düzeyde yakalayıp entegre edecek teknoloji mevcuttur. Ancak tüm bu teknolojiler artık çiftlikler, küçük topluluklar ve hatta bireysel evler için kullanılabilecek küçük ölçekte mevcut.
Çoğu insan, ev için güç üretmeye yardımcı olan evlerdeki güneş panellerine aşinadır. Çiftliklerde yaşayanlar aynı zamanda enerji için rüzgar türbinlerini kullanmaya da aşina olabilir. Bazıları da güç üretmek için yakındaki akan su kaynaklarını kullanabilir. Bunların hepsi, evin elektrik gücü ihtiyaçlarını tamamlamak veya tamamlamak için doğal enerji kaynaklarını kullanmanın çok iyi bilinen yollarıdır.
Yalnızca kamu şebekesinden gelen elektriği kullanan evler 'şebekeye bağlı' veya 'şebekeye bağlı' olarak anılırken, tüm güç ihtiyaçlarını kendileri üreten ve kamu şebekesini kullanmayan evlere 'şebekeden bağımsız' denir. . İzole bölgelerde yaşayan insanlar, ister zorunluluktan ister tercihten olsun, genellikle tamamen şebekeden uzakta yaşıyorlar.
Yukarıda gösterilen 5-10 Kw sistem gibi hibrit güç sistemleri, birden fazla doğal kaynaktan üretilen elektriği entegre edebilir. Gerekirse kamu şebekesi ve bağımsız yakıt jeneratörleri gibi diğer güç kaynaklarıyla birleştirilebilirler. Sistemler mevcut güç kaynaklarına bağlı olarak farklı şebeke modları arasında geçiş yapabilir.
Hibrit güç sistemleri, enerjiyi yakalamak için bir veya daha fazla araç kullanabilir; seçenekler genellikle güneş fotovoltaik (PV) panelleri ve küçük ölçekli rüzgar türbinleridir, ancak aynı zamanda mini hidro türbinleri de içerebilir.
Her kaynak için enerji, doğru akım (DC) veya alternatif akım (AC) olarak yakalanır. Bir pil kümesinde veya dizisinde DC olarak düzenlenir ve saklanır. Bu DC akımı daha sonra evde DC akımı olarak veya bir invertör kullanılarak AC'ye dönüştürülerek kullanılabilir hale getirilir ve daha sonra gerektiğinde ev aletleri tarafından kullanılabilir.
Hibrit güç sisteminin bileşenleri
Piyasada en çok satılan hibrit güç sistemleri Güneş ve rüzgar çözümleri de dahil. Bunlar genellikle jeneratörler, hidroelektrik çözümler veya biyokütle gibi diğer enerji tedarik biçimleri gibi başka çözümleri içermez. Yalnızca güneş PV panelleri içeren ve rüzgar türbini seçeneği içermeyen sistemler genellikle hibrit 'güneş' sistemleri olarak tanıtılır.
Güneş panelleri, panel başına yaklaşık 100 watt'tan 700 watt'a kadar farklı boyutlarda ve güçlerde mevcuttur. Bir çatı boyunca, düz bir alan boyunca veya güneşe bakan bir açıda bir dizi panel inşa etmek olağandır.
Rüzgar türbinleri yatay (pervaneli) tip ve dikey (yumurta çırpıcı) tip olmak üzere iki ana versiyona sahiptir. Her iki türbin tipinde de hibrit güç sistemi paketleri mevcuttur.
Bazı sağlayıcılar paketlerini bir başlangıç fiyatından ve güneş panellerinin, rüzgar türbinlerinin sayısına ve kontrol cihazı ile invertörün gücüne bağlı olarak nihai bir fiyat üzerinden fiyatlandırır.
Güç kontrolörü ve invertör
Hibrit güç sisteminin 'kalbinde' kontrolör ve invertör bulunur.
Ana rolü hibrit güç çevirici doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştürmektir. Kamu elektrik şebekesi, mesafe boyunca iletim için en verimli akım olduğundan AC kullanır. Çoğu ev aleti gibi evdeki elektrik kaynağı da AC'dir.
Bununla birlikte, güneş PV panelleri kararsız DC üretirken rüzgar ve su türbinleri kararsız AC gücü üretir. Depolama pilleri, akımı tutmanın en verimli yolu olarak DC'yi kullanır. Bu nedenle sistem, alınan herhangi bir gücü stabilize edebilmeli ve depolama için DC akımına dönüştürebilmelidir. Bu işin işi hibrit güç kontrolörü.
Stabilizasyon ve dönüştürme gücü, yukarıdaki tedarikçinin şebekeden bağımsız diyagramında olduğu gibi ayrı bir kontrol cihazıyla yönetilebilir. hibrit rüzgar ve güneş enerjisi sistemi, aküye beslenen bir rüzgar/güneş hibrit kontrol cihazını gösteriyor. Depolanan pil gücü daha sonra ev aletlerini besleyen invertör tarafından AC'ye dönüştürülür.
Bununla birlikte, bazı modern invertörler hem denetleyici hem de invertör olarak işlev görür ve aynı zamanda bulut ve bilgisayar veri raporlaması gibi gelişmiş yönetim işlevleri de sağlayabilir.
Hibrit güç sisteminin yukarıdaki şemasında, yenilenebilir (yeşil güç) kaynakları, kamu şebekesi ve ev jeneratörü de dahil olmak üzere tüm besleme doğrudan invertöre bağlanır. hibrit güç çevirici tüm farklı kaynaklardan gelen akımı düzenler, saklar ve evde ihtiyaç duyulduğunda ona erişir.
Modern akıllı invertörler aşağıdakiler için esnek güç yönetimi sağlar:
- Yenilenebilir enerji yükünü kontrol etmek,
- enerjiyi bir pil dizisinde depolayın,
- Pil şarj seviyelerini izlemek ve raporlamak,
- kamu hizmeti şebekesi ve piller arasında kullanım geçişi yapma,
- depolanan DC akımını AC akıma dönüştürün,
- Ev uygulamalarına elektrik sağlamak,
- fazla gücü kamu hizmet şebekesine geri sağlayın
- Buluta ve yerel bilgisayarlara gerçek zamanlı veriler sağlayın.
Saf sinüs dalgalı invertörler, kamu şebekesinin akımına uygun, oldukça stabil bir AC akımı üretir. Birçoğu hassas elektronikler içeren ev aletlerine yüksek kalitede, temiz ve güvenilir güç sağlamak için bu gereklidir.
Lityum iyon pil dizileri
Yakalanan enerji ne olursa olsun, gerektiğinde kullanılmak üzere depolanmalıdır. Bu, lityum iyon pillerden oluşan bir dizi veya grupla yapılır. Pil depolaması, kabloyla 'birbirine bağlanan' çok basit pillerden, evde uygunsuz görünmeyen ve aynı zamanda uzaktan izlemeye izin veren modern temiz dolaplara kadar birçok biçimde gelir.
Gereken pil depolama miktarı, kullanıcının ev içi güç tüketimi gereksinimlerine ve kullanıcının yerel şebekeden ne ölçüde bağımsız kalmak istediğine bağlı olacaktır. Ne kadar fazla güç depolanırsa, şebekeden bağımsız kullanım için o kadar fazla elektrik kullanılabilir.
Bu yığılmış pil ve invertör dizisi Evin içine uygun olmasını sağlayan temiz bir dolap görünümüne sahiptir. 5 Kw'lık akü katmanlarının katları halinde istiflenebilir ve yapılandırılabilir ve bir invertör ve kontrolör katmanıyla birlikte hepsi bir arada sistem olarak gelir. Dört pil katmanıyla eve saatte 20 Kilowatt güç ulaştırabiliyor. Performans ve pil seviyeleri LED ekranlar üzerinden izlenebildiği gibi bulut ve bilgisayar aracılığıyla da çevrimiçi olarak izlenebilmektedir. Fiyatlandırma yaklaşık 749 ABD dolarından başlıyor ve sipariş edilen pil katmanı sayısına bağlı olacak.
Doğru hibrit güç sistemi nasıl seçilir
Yenilenebilir enerji yakalama seçenekleri
Hibrit bir güç sistemi seçerken ilk karar, rüzgar ve güneş enerjisi de dahil olmak üzere en eksiksiz sistemlerle birlikte hangi tür yenilenebilir enerjinin kurulmasının amaçlandığı ve sistemin şebekeden bağımsız mı yoksa hibrit mi olacağı olmalıdır.
Rüzgar türbini ve güneş paneli seçenekleri sunan birçok sistem mevcuttur. Hem rüzgar bileşenleri hem de güneş panelleri için sistemin üretmesi belirlenen güç değerini (Kilowatt cinsinden) kontrol edin.
Hidroelektrik enerjiye veya yerel bir jeneratöre de ihtiyaç duyuluyorsa alıcı, tedarikçiyle bağlantıyla ilgili herhangi bir sorun olup olmadığını kontrol etmelidir. Sistemin kamu şebekesine bağlanması durumunda alıcı, elektriğin ağırlıklı olarak yenilenebilir enerjiden mi, yoksa esas olarak kamu şebekesinden mi geleceği ve sistemin ikisi arasında nasıl geçiş yapacağı konusunda net olmalıdır.
inverter kapasitesi
İnverter seçimi, evin herhangi bir zamanda kullanacağı güç miktarına göre belirlenir.
Alıcı, beklenen maksimum eşzamanlı enerji talebini ve saatlik olarak ne kadar güce ihtiyaç duyulacağını hesaplamalıdır. Örneğin, aynı anda kaç farklı cihaz çalıştırılacak ve bunlar hangi cihazlar olacak?
Çoğu mutfak cihazının aynı anda kullanılması ve her birinin ayrı ayrı 3 Kw'a kadar güç çekebilmesi nedeniyle yemek pişirme yüksek talebe bir örnektir. İnverterin en zorlu ihtiyaçları karşılamak için yeterli saat başına Kw (Kwh) kapasitesine sahip olması gerekir, aksi takdirde invertör aşırı yüklenebilir.
Denetleyici, enerji depolama ve pil dizileri
Kontrolör ve pil kapasitesi kararı, toplanacak ve depolanacak güç miktarına göre belirlenir. Alıcı, günlük olarak ne kadar pil depolama alanına ihtiyaç duyulacağını hesaplamalı ve bu gücün nerede (ve ne zaman) üretileceğini tahmin etmelidir.
Örneğin, eğer rüzgar türbinleri kullanılıyorsa, ortalama rüzgarlı bir günde gün boyunca üretilebilecek muhtemel enerji miktarı nedir? Güneş PV panelleri ne kadar güneş ışığını ve hangi gündüz saatlerinde yakalayabilecek? Kamu hizmeti şebekesi kullanılacaksa, bu, yoğun olmayan saatler gibi belirli saatlerde mi kullanılacak?
Kontrol cihazının seçimi farklı enerji kaynakları için yeterli olmalı ve pil kapasitesi, pil şarjının ne zaman gerçekleşeceği dikkate alınarak gün içindeki tüm olası ihtiyaçlar için yeterli olmalıdır.
Tedarikçi yardımı
Tedarikçiniz hesaplamalarda yardımcı olabilmeli ve enerji tüketiminin zirve noktalarının yanı sıra enerji tüketiminin zirve noktaları da dahil olmak üzere günlük ihtiyaçları tahmin etmenize yardımcı olacak bir elektronik tablo sunabilir.
Hesaplanan günlük ve eşzamanlı kullanıma dayalı olarak Kilowatt cinsinden kullanımın planlanması olağandır. Günlük miktara bölünen aylık elektrik faturalarınız, genel ortalama kullanımı ve dolayısıyla gereken toplam depolama alanını verebilir.
Ancak aynı zamanda kullanımın zirve noktalarını da aramalısınız. Yemek zamanları genel olarak en yoğun zamanlardır ve yaygın olarak kullanılan bazı cihazların yüksek güç talebi vardır. Fırınlar, mikrodalga fırınlar, elektrikli su ısıtıcılar, hava fritözleri ve ekmek kızartma makinelerinin tümü 1-4Kw arasında kullanılabilen örneklerdir; dolayısıyla hepsi bir araya toplandığında, eşzamanlı güç düşüşünün muhtemel olduğu ortaya çıkar. Aynı anda başka cihazların da kullanılabileceğini unutmayın. Ev ısıtma, su ısıtma, güç amplifikatörleri, TV ve ev Wi-Fi'si ve elektrikli araç şarjı. Bunların hepsi de güç kullanıyor.
Fazla güç ve şebeke geri bildirimi
Maliyet modeli, kamu hizmet şebekesine geri beslenebilecek fazla arz üretmekse, o zaman tahmin, ilave rüzgar türbinleri veya güneş panelleri gerektirebileceğinden bu fazlalığı da içermelidir.
Hibrit bir güç sistemi kurarken, maliyet tasarrufu sağlanmadan önce büyük bir ön maliyetin bulunduğunu akılda tutmak önemlidir. Türbinler ve PV paneller, kontrolör ve invertör ve akü dizisi pahalı olabilir, buna ek olarak kurulum maliyetleri ve periyodik bakım için ek bir miktar da olabilir.
Yatırımın geri dönüşü aylar yerine yıllar alabilir, bu nedenle amaçlanan sistemin yalnızca bütçeye uyması değil, aynı zamanda devam eden maliyetleri de dikkate alması gerekir.
Nihai düşünceler
Küçük ölçekli hibrit güç sistemlerinin mevcudiyeti, konut piyasasının kamu hizmet şebekesi ile birlikte farklı yenilenebilir enerji kaynaklarından en iyi şekilde yararlanmasına olanak tanır. Tipik sistemler, ev kullanımına uygun dikey veya yatay rüzgar türbinleriyle birlikte gelir. Bu sistemler aynı zamanda çatıya rahatlıkla yerleştirilebilen güneş PV panelleriyle de paketlenmiştir.
Hibrit güç kontrolörlerinin, invertörlerin, depolama pil dizilerinin ve akıllı izleme yazılımının ana bileşenlerini içeren çok çeşitli hibrit güç sistemleri mevcuttur. Alıcının güç ihtiyaçları, ne kadar enerji üretilmesi gerektiği ve ev tarafından herhangi bir zamanda ne kadar kullanılması gerektiği konusunda net olması gerekecektir.
Hibrit güç sistemleri, ekipman ve kurulum için ön yatırım gerektirir ve alıcı, yatırım getirisinin muhtemelen uzun bir döneme yayılacağının farkında olmalıdır. Tedarikçi, sistemin doğru boyutunu belirlemek için hesaplamalarda yardımcı olabilmelidir ve çeşitli seçenekler, adresindeki çevrimiçi showroom'da bulunabilir. Chovm.com.
