Systemy fotowoltaiczne on-grid i off-grid: definicje, różnice i przewodnik zakupów

Zacznij od prawdziwego pytania: czy potrzebujesz baterii?

Właściciel domu na przedmieściach, posiadający niezawodne usługi komunalne, chce obniżyć miesięczne rachunki za energię. Właściciel domku oddalonego o dwa kilometry od najbliższej linii energetycznej potrzebuje prądu w nocy. Obie osoby poszukują energii słonecznej, ale systemy, których potrzebują, są zasadniczo różne. Różnica między energią słoneczną on-grid i off-grid to nie tylko klasyfikacja techniczna. Określa pojemność baterii, całkowitą inwestycję, możliwości tworzenia kopii zapasowych i długoterminową strategię energetyczną.

Przed porównaniem specyfikacji warto jasno określić decyzję. Systemy on-grid są prostsze i tańsze w przeliczeniu na wat, ale wyłączają się w przypadku awarii sieci. Systemy off-grid kosztują więcej w przeliczeniu na wat, ale zapewniają prawdziwą niezależność. System hybrydowy, podłączony do sieci i zasilany z akumulatora, to rozwiązanie wybierane obecnie przez większość właścicieli domów.

Co to jest on-gridowy układ słoneczny?

System fotowoltaiczny podłączony do sieci jest podłączony bezpośrednio do sieci energetycznej Twojego przedsiębiorstwa użyteczności publicznej. Panel słoneczny wytwarza prąd stały (DC) w ciągu dnia. Falownik przekształca ten prąd stały w prąd przemienny (AC), który zasila urządzenia gospodarstwa domowego. Jakakolwiek nadwyżka energii, której nie zużyjesz, jest eksportowana do sieci, zazwyczaj uzyskując kredyty w ramach umowy o pomiarach netto lub taryfy gwarantowanej.

Podstawowe komponenty

• Panele słoneczne - przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną prądu stałego.
• Falownik podłączony do sieci - konwertuje prąd stały na prąd przemienny i synchronizuje się z częstotliwością sieci (zwykle 50 Hz w Europie, 60 Hz w Ameryce Północnej).
• Licznik netto - rejestruje zarówno importowaną, jak i eksportowaną energię elektryczną, dzięki czemu Twój zakład energetyczny może rozliczyć różnicę.
• Konstrukcja montażowa i okablowanie - przymocowany do dachu lub podłoża.

Nie jest wymagana żadna bateria. Jest to główny powód, dla którego systemy on-grid są tańsze. System mieszkaniowy o mocy od 5 kW do 10 kW kosztuje znacznie mniej niż ten sam układ w połączeniu z pamięcią masową.

Jest jedno praktyczne ograniczenie. W przypadku awarii sieci falownik podłączony do sieci automatycznie odłącza się od sieci. Jest to środek bezpieczeństwa mający na celu zapobieżenie dostarczaniu energii przez panele do naprawianej linii. Twój dom pogrąży się w ciemności do czasu przywrócenia usług komunalnych.

Jeśli mieszkasz na obszarze ze stabilną siecią, system on-grid zapewnia najszybszy zwrot z inwestycji. Oszczędności wynikają bezpośrednio z kompensacji cen energii elektrycznej z mediów. Więcej informacji na temat zachowania falowników podłączonych do sieci można znaleźć w naszym przewodniku inwertery fotowoltaiczne podłączone do sieci .

Co to jest układ słoneczny poza siecią?

System fotowoltaiczny off-grid (samodzielny) jest całkowicie niezależny od sieci elektroenergetycznej. Został zaprojektowany tak, aby zaspokoić całe zapotrzebowanie obiektu na energię elektryczną, wykorzystując wyłącznie energię słoneczną pozyskaną na miejscu. Oznacza to, że każdy wat zużyty, także w nocy lub podczas wielodniowych burz, musi pochodzić z własnego wytwarzania i magazynowania.

Podstawowe komponenty

• Panele słoneczne - źródło generacji.
• Bank baterii słonecznych - magazynuje energię na noc i w pochmurne dni.
• Falownik hybrydowy lub off-grid - zarządza ładowaniem z baterii słonecznej, rozładowywaniem z baterii i wyjściem AC. Wiele nowoczesnych modeli zawiera wbudowane kontrolery ładowania MPPT.
• Generator zapasowy - opcjonalne, ale powszechne w okresach przedłużającej się złej pogody.
• System zarządzania baterią - chroni akumulator przed przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem.

Dobór wymiarów poza siecią jest bardziej wymagający niż dobór wymiarów w sieci. Należy obliczyć nie tylko średnie dzienne zużycie, ale także najgorsze scenariusze: produkcję energii słonecznej w zimie, skoki rozruchu urządzeń i dni autonomii. System zaprojektowany na 75% zapotrzebowania szczytowego w końcu zmusi Cię do racjonowania energii elektrycznej lub uruchomienia generatora.

Wybór baterii to najważniejsza decyzja. Niskonapięciowe systemy fosforanu litowo-żelazowego (LiFePO4) z akumulatorami 48 V są głównym wyborem w budynkach mieszkalnych. Oferują sprawdzoną równowagę bezpieczeństwa, trwałości cyklu i kosztów. W przypadku mniejszych instalacji odpowiedni może być zestaw akumulatorów o pojemności od 5 kWh do 10 kWh. W przypadku pełnego gospodarstwa domowego wyposażonego w pompę ciepła lub pojazd elektryczny typowe jest od 15 kWh do 20 kWh lub więcej. Aby zobaczyć, jak komponenty oddziałują na siebie, przeczytaj nasz podział jak działa układ fotowoltaiczny poza siecią .

Niskonapięciowy akumulator LiFePO4 Deye SE-F16 o pojemności 16 kWh do przechowywania w budynkach mieszkalnych Ten niskonapięciowy akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy o pojemności 16 kWh pasuje do większych domów wyposażonych w pompy ciepła lub ładowanie pojazdów elektrycznych, oferując możliwość rozbudowy pojemności i niezawodną codzienną pracę na rowerze w celu zasilania rezerwowego lub zużycia własnego. Zobacz produkt →

W sieci vs Poza siecią: bezpośrednie porównanie

Poniższa tabela podsumowuje najważniejsze różnice. Użyj go jako szybkiego odniesienia podczas omawiania opcji z instalatorem lub dostawcą.

Hybrydowe układy słoneczne: praktyczny środek

System hybrydowy jest podłączony do sieci, ale obejmuje również magazynowanie baterii. Może eksportować nadwyżki energii w ciągu dnia i czerpać z sieci w razie potrzeby. Kiedy sieć ulegnie awarii, odłącza się i przełącza na zasilanie akumulatorowe, utrzymując działanie najważniejszych urządzeń.

Do tej podwójnej roli zaprojektowano falowniki hybrydowe. Łączą w sobie wejścia energii słonecznej MPPT, dwukierunkową konwersję AC/DC i zarządzanie baterią w jednym urządzeniu. Na wielu rynkach falownik hybrydowy w połączeniu z baterią litową stał się domyślnym wyborem w przypadku nowych instalacji mieszkaniowych, ponieważ zwiększa odporność za stosunkowo niewielką cenę w porównaniu z systemem podłączonym wyłącznie do sieci.

Rozważmy praktyczny przykład domowego zestawu fotowoltaicznego o mocy 10 kW. Wersja oparta wyłącznie na sieci pokrywałaby obciążenie dzienne, a resztę eksportowała. Ten sam układ z inwerterem hybrydowym i baterią 10 kWh zapewnia zasilanie domu w wieczornych godzinach szczytu i podczas krótkich przerw w dostawie prądu. Jest to kompromis, który większość właścicieli domów jest skłonna zaakceptować.

Deye SUN-8K-SG04LP3-EU Trójfazowy hybrydowy falownik do systemów 48V Ten trójfazowy falownik hybrydowy obsługuje niezrównoważoną moc wyjściową, sprzężenie prądu przemiennego i maksymalnie 10 jednostek równoległych, co czyni go elastycznym wyborem do przechowywania danych w budynkach mieszkalnych lub małych obiektach komercyjnych z potrzebami tworzenia kopii zapasowych. Zobacz produkt →

Jak wybrać właściwy system

Właściwa odpowiedź zależy od trzech zmiennych: jakości sieci, budżetu i apetytu na konserwację.

1. Niezawodność sieci decyduje o decyzji

Jeśli awarie Twojego zakładu energetycznego zdarzają się częściej niż kilka razy w roku lub jeśli awarie trwają zwykle dłużej niż dwie godziny, sieć nie jest niezawodnym partnerem. W takim przypadku system on-grid pozostawi Cię w ciemności, gdy sieć będzie niedostępna. Układ hybrydowy z akumulatorem pokrywa przynajmniej niezbędne obciążenia. Off-grid jest konieczny tylko wtedy, gdy sieć jest całkowicie niedostępna.

2. Budżet określa zakres systemu

Systemy on-grid mają najniższy koszt w przeliczeniu na kilowat. Systemy poza siecią wiążą się z najwyższym kosztem w przeliczeniu na kilowat, ponieważ zestaw akumulatorów jest obowiązkowym i kosztownym elementem. Jeśli porównujesz system o mocy 6 kW z magazynowaniem i bez niego, akumulator może zwiększyć cenę całkowitą o 30% do 50%. Ta różnica ma znaczenie, gdy głównym kryterium jest okres zwrotu.

3. Kwestia certyfikacji i kompatybilności

Nie przeocz interakcji pomiędzy komponentami. Falownik hybrydowy jednej marki może nie komunikować się prawidłowo z akumulatorem innego producenta. Chociaż wiele produktów jest zgodnych ze standardami komunikacyjnymi CAN lub RS485, problemy ze zgodnością mogą powodować zmniejszenie pojemności lub problemy z ładowaniem. Zawsze bezpieczniej jest kupić gotowy zestaw, w którym komponenty zostały razem przetestowane, lub współpracować z dostawcą, który może potwierdzić integrację w przypadku Twojej konkretnej konfiguracji.

Ostateczne zalecenie

Jeśli masz dostęp do sieci, zacznij od systemu hybrydowego. Zapewnia korzyści finansowe wynikające z pracy w sieci z elastycznością zasilania awaryjnego z baterii. Jeśli w Twojej witrynie nie ma żadnego podłączenia do sieci energetycznej, jedyną opcją jest system poza siecią, ale pamiętaj o budżecie na zestaw akumulatorów o odpowiedniej wielkości i rozważ generator zapewniający odporność na zimę.

Kiedy będziesz gotowy określić komponenty, poszukaj dostawcy, który oferuje sprawdzone kombinacje, a nie oddzielne części wrzucane do koszyka. Właściwa integracja systemu uchroni Cię przed błędami w komunikacji i problemami z wydajnością, które są trudne do rozwiązania po instalacji.

Zestaw fotowoltaiczny o mocy 10 kW z magazynowaniem 10 kWh dla kompletnych systemów domowych Gotowy do zainstalowania zestaw fotowoltaiczny o mocy 10 kW w połączeniu z magazynowaniem o pojemności 10 kWh, zapewniający przetestowaną kombinację do wytwarzania energii w ciągu dnia i do użytku wieczornego, redukując problemy z integracją po instalacji. Zobacz produkt →