Was ist das netzgebundene Sonnensystem? Wie funktioniert Grid-Tie?

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Es ist kein Geheimnis, dass die Welt grün wird.

Die Menschen tendieren zu erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenkollektoren, die Teil der grünen Revolution sind. Dies liegt daran, dass grüne Energie umweltfreundlich ist, Geld spart und relativ billig wird.

Abgesehen davon erhöht die Installation eines netzgebundenen Solarsystems Ihren Immobilienwert und eliminiert gleichzeitig einige oder alle Ihre Stromrechnungen.

Die häufigste Option für erneuerbare Energien für Hausbesitzer ist die netzgebundene Solaranlage.

Die netzgebundene Solaranlage ist eine Art Solaranlage, die permanent an das Stromnetz angeschlossen ist. Grid-Tie benötigt keine Batterien, wie im Fall von Off-Grid-Solaranlagen. Grid-Tie-Solarsysteme ermöglichen es dem Haus, Solarenergie zu nutzen, wenn verfügbar, oder überschüssigen Strom zurück in das Netz zu leiten.

Video – Wie netzgebundene Solaranlagen funktionieren

Wie funktioniert netzgebundene Solaranlagen?

Bevor wir uns mit dem Arbeitsmechanismus von Grid Tie befassen, ist es wichtig zu erwähnen, dass das System an ein Stromnetz angeschlossen ist und in seiner Abwesenheit nicht funktionieren kann. Damit das System funktioniert, sollte also auch das Netz funktionieren.

Das netzgebundene Solarsystem besteht im Wesentlichen aus einem Energiezähler, einem oder mehreren Wechselrichtern und Sonnenkollektoren.

Sonnenkollektoren, die normalerweise auf einem Dach oder einem offenen Raum installiert werden, wandeln Sonnenstrahlen durch den Photovoltaikprozess in Gleichstrom um. Für die Umwandlung des erzeugten Stroms in Wechselstrom benötigt das netzgebundene System einen Wechselrichter.

Der Wechselrichter ist ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Systems, da er Gleichstrom von den Paneelen in die Netzfrequenz umwandelt, die je nach Kontinent entweder 50 oder 60 Hz beträgt.

Gleichstrom aus Sonnenkollektoren fließt in den Wechselrichter, der wiederum an den Verteiler angeschlossen ist.

Dies unterscheidet sich stark vom Off-Grid-System, bei dem Gleichstrom direkt in Batterien gespeichert wird, bevor er dem Wechselrichter zugeführt wird. In diesem Fall wird der Strom direkt ins Netz eingespeist.

Komponenten einer netzgebundenen Solaranlage

Diagramm – Die Grundkomponenten einer netzgebundenen Solaranlage

Was macht ein Solar-Wechselrichter?

Sonnenkollektoren erzeugen Gleichstrom oder Gleichstrom. Gleichstrom ist nicht ideal für den Heimgebrauch, da er anfällig für Stromverluste ist und hohe Wartungskosten verursacht. Natürlich verwenden moderne Geräte nur Wechselstrom, daher ist eine Umrüstung erforderlich.

Solarmodule sind jedoch nicht in der Lage, den Gleichstrom selbst in Wechselstrom umzuwandeln. Hier kommt der Solarwechselrichter ins Spiel.

Ältere Solaranlagen hatten nur einen Zentralwechselrichter und wurden später auf den effizienteren String-Wechselrichter umgestellt.

Ein String-Wechselrichter wandelt die Spannung von mehreren Solarmodulen um, die in einem einzigen Array verbunden sind, und es können mehrere davon in einer großen Installation vorhanden sein.

Ein großes Problem bei Zentral- und teilweise Stringwechselrichtern sind Abschattungsverluste. Wenn ein oder mehrere Panels beschattet werden, wird die Leistung des restlichen Systems stark reduziert.

Mikrowechselrichterschutz gegen Verschattungsverluste

Dieses Problem wird durch den Einbau von Mikrowechselrichtern weitgehend überwunden. Mikro-Wechselrichter wandeln DC in AC auf Panel-Ebene um und sind an der Rückseite der einzelnen Panels angeschlossen. Einige Mikro-Wechselrichter können mehrere Panels aufnehmen.

Solarmodule

Solarmodule verfügen über Photovoltaik-Zellen (PV) auf Siliziumbasis. Die PV-Zellen sind in der Lage, die Sonneneinstrahlung in Gleichstrom umzuwandeln.

Zellen innerhalb des Panels sind über winzige Kabel miteinander verbunden. Aus Effizienzgründen werden Sonnenkollektoren miteinander verbunden, um eine Solaranlage zu erzeugen, die als String bezeichnet wird. Ein System kann mehrere Strings haben.

Die potenzielle Strommenge, die jedes Array produzieren kann, unterliegt Verlusten in Verbindung mit Verschattung, Neigungswinkel, Ausrichtung und der Effizienz einzelner Panels.

Infografik: 10 Solar PV System Verluste

Ein Solarpanel von guter Qualität produziert Strom, wenn es sonnig ist, und ist auch bei bewölktem oder bewölktem Wetter produktiv. Dies hängt von der Höhe oder Dicke der Wolken ab.

Ein weiteres entscheidendes Merkmal, das die Leistung eines Solarmoduls beeinflusst, ist die Bestrahlungsstärke der Sonne. Die Bestrahlungsstärke ist die Menge an Lichtenergie, die auf das Panel fällt, gemessen in kWh / m2 / Tag oder Jahr, auch bekannt als Peak Sun Hours (PSH).

Sonnenkollektoren nutzen die Sonneneinstrahlung zur Stromerzeugung und nicht ihre Wärme.

Wie funktioniert Net-Metering in einer netzgebundenen Solaranlage?

Um die Net Metering-Dienste des netzgebundenen Solarsystems nutzen zu können, benötigen Sie einen Stromzähler. Es geht auch unter dem Namen net Meter oder der Zwei-Wege-Meter, aufgrund seiner Fähigkeit, für die Leistung in beide Richtungen zu berücksichtigen.

Was ist der Unterschied zwischen einem netzgebundenen und einem netzunabhängigen Sonnensystem?

Das netzgebundene System bezieht sich auf ein System, das an das lokale Versorgungsnetz angeschlossen ist. Das Stromnetz fungiert als riesiges Energiespeicher, das spart den Kauf teurer Batterien, um überschüssige Solarenergieproduktion zu sichern.

Wenn das Solarpanel überschüssige Energie produziert, wird der zusätzliche Strom in das Netz Ihres Energieunternehmens eingespeist.

Mit der überschüssigen Solarenergie können Sie Kredite für den zukünftigen Stromverbrauch aufbauen. Net Metering ist der Name für die Ausrüstung, die diesen Prozess steuert.

Ein netzunabhängiges Solarsystem arbeitet unabhängig vom Versorgungsunternehmen oder dem Stromnetz. Es ist eine autonome Option, die Ihnen die vollständige Kontrolle über Ihren Energieverbrauch und Ihre Produktion gibt.

Das System eignet sich perfekt für den Einsatz in abgelegenen Gebieten ohne Zugang zum Stromnetz oder für Menschen, die nicht auf externe Stromversorgung angewiesen sind.

Der größte Nachteil von Off-Grid ist, dass Sie Backup-Batterien verwenden müssen. Batterien sind nicht nur umweltfreundlich, sondern auch sperrig und teuer.

Wie viele Solarbatterien werden benötigt, um ein Haus mit Strom zu versorgen?

Sie benötigen 10 LiFeP04 3,8 kWh Batterien, um ein Haus mit einem täglichen Energieverbrauch von 30 kWh (dem US-Tagesdurchschnitt) zu betreiben.) Die Anzahl der für die Stromversorgung eines Hauses erforderlichen Solarbatterien hängt von mehreren Faktoren ab:

• • • • • • round-Trip-Effizienz
          • Entladetiefe (DoD)
          • Nennleistung
          • Haushaltsenergie verwendet

Tabelle – Berechnen Sie die benötigten Batterien für 30 kWh / Tag

Was ist die Rundreiseeffizienz der Batterie?

Es gibt die Energiemenge an, die eine Batterie als Prozentsatz der Menge liefern kann, mit der sie geladen wurde. Sie verlieren weniger Energie für einen batteriebetriebenen mit hoher Rundreiseeffizienz. Ein typischer Wert liegt bei Blei-Säure-Batterien bei etwa 80%.

Was ist batterie tiefe der entladung?

Es zeigt die Menge an Energie, die aus der Batterie entnommen werden kann, ohne Schaden zu verursachen.

Für die Speicherung von Solarenergie werden zwei grundlegende Batterietypen verwendet:

1. 1. 1. 1. 1. Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterien
            2. Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LiFeP04)

Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterien können bis zu 80% entladen werden, aber 50% wird normalerweise empfohlen, um die längste Lebensdauer zu erhalten.

LioFeP04 batterien können entladung bis zu 95%, so diese DoD stellt eine größere wert für geld.

Was passiert, wenn die Solarbatterien voll sind?

Die meisten solarbetriebenen Batterien benötigen weniger als einen Tag, um vollständig aufgeladen zu werden. Wenn die Batterie zu 100% geladen ist, hört sie auf, Strom aus dem Sonnensystem zu nehmen.

Viele Leute neigen dazu, sich im Falle eines solchen Ereignisses Sorgen um die Sicherheit zu machen. Das war früher ein Problem mit den traditionellen Blei-Säure-Batterien, die bei Überladung Wasserstoffgas produzieren.

Wasserstoffgas ist leicht entzündlich, und eine in diesem Zustand betriebene Batterie könnte explodieren, wenn sie nicht richtig installiert wird.

Moderne Batterien, die Lithium enthalten, sind sehr sicher. Sie emittieren kein Wasserstoffgas und sind mit einem integrierten Batteriemanagementsystem (BMS) zur Steuerung der Lade- und Entladewerte ausgestattet.

Was ist besser, On-Grid oder Off-Grid?

On-Grid hat einige Vorteile im Vergleich zu Off-Grid. Zunächst können Sie mit der Net Metering-Option viel bei Ihren Stromrechnungen sparen.

Mit Net Metering können Sie überschüssige Solarenergie einsparen und an Ihr Versorgungsunternehmen zurückverkaufen, ohne in teure Pufferbatterien investieren zu müssen.

Das Stromnetz fungiert als virtuelle Batterie, eine Batterie, die von jemand anderem gewartet und betrieben wird.

Das netzunabhängige Solarsystem speichert chemische Energie in Batterien, was zu erheblichen Verlusten führt. Wenn die Batterien vollständig aufgeladen sind, nehmen sie keinen Strom mehr von der Sonne, sodass die Solarenergie verschwendet wird, wenn sie nicht zu Hause verwendet wird.

Überschüssige Solarenergie aus einem On-Grid-Solarsystem wird im Stromnetz des Versorgungsunternehmens genutzt, so dass der Hausbesitzer immer für die Solarproduktion über seinen Bedarf hinaus gutgeschrieben wird.

Grid-Tie ist eine umweltfreundlichere Option, da Batterien ein potenzieller Umweltschadstoff sind. Sie stellen auch einen hohen Kapitalaufwand für den Hausbesitzer dar.

Welche Solaranlage ist teurer, Off-Grid oder On-Grid?

Das Off-Grid-Solarsystem ist viel teurer als die On-Grid-Alternative, da es teure Pufferbatterien erfordert.

Sie müssen auch mehr für Installation und Wartung ausgeben. Für das On-Grid-Solarsystem wird das Versorgungsunternehmen, das das Netz betreibt, die gesamte Stromsicherung in Ihrem Namen durchführen.

Was ist der Unterschied zwischen Off-Grid- und Hybrid-Solaranlagen?

Während das System unabhängig vom Stromnetz betrieben werden kann, kombiniert das Hybrid-Solarsystem sowohl das netzunabhängige als auch das netzunabhängige Solarsystem.

Es verfügt über Batterien zur Sicherung überschüssiger Leistung und die Möglichkeit, Strom in das Stromnetz einzuspeisen. In Bezug auf die finanzielle Machbarkeit ist es billiger.

Diagramm – Hybrid-Solaranlage, Kombination von Off-Grid und Grid-Tie-Solaranlagen

Bei Solarenergie sollte es darum gehen, Geld zu sparen und grüner zu leben. Ein Modellsolarsystem sollte effizient und wirtschaftlich realisierbar sein. Während das netzunabhängige Solarsystem Flexibilität und Eigenständigkeit zu ermöglichen scheint, ist es viel teurer.

Darüber hinaus ist es an bewölkten Tagen oder nachts nicht zuverlässig. Die ultimative Lösung ist für das netzgebundene Solarsystem zu gehen.

Sie müssen keine Pufferbatterien kaufen oder mit finanziell belastenden Wartungskosten zu kämpfen haben. Es ist die Go-to-Solar-System, wenn Sie nach Vorhersehbarkeit und Sicherheit sind.

Grid-tied solar Panel sizing calculator

Verwenden Sie den Rechner unten, um zu berechnen, wie viele Sonnenkollektoren Sie für Ihr Zuhause benötigen:

1. 1. 1. 1. 1. Geben Sie den durchschnittlichen täglichen Energieverbrauch Ihres Hauses von Ihrer Stromrechnung ein
            2. Verwenden Sie die Website GlobalSolarAtlas, um Ihren Standort zu finden Bestrahlungsstärke
            3. Geben Sie die Größe des Solarmoduls ein, das Sie verwenden möchten (300 Watt eingegeben als 0.3)

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