Av Julien ALLERA, ekspert på solautonomi.
I denne veiledningen til solautonomi vil vi diskutere hovedprinsippene. Loff-grid solar autonomi) betyr å dekke alle dine energibehov med kraften fra solen – uten hjelp fra strømnettet. For å oppnå dette er det nødvendig å installere en solcelleenhet kombinert med et energilagringssystem. Bruk av solcellebatterier er derfor viktig.
En gang sett på som en marginal idé på grunn av dens store og avskrekkende kostnader, har installasjonen av et off-grid solsystem fått populariteten til å vokse. Fremskritt innen solenergiteknologi det siste tiåret har gjort solenergiutstyr mer effektivt og rimeligere. Dette har ført til en demokratisering av denne typen løsninger. . Det er nå ganske vanlig å se, for eksempel, landlige hytter, eller til og med alternative habitater (Yurt, Tiny House), helt drevet av off-grid solenergisystemer.
Hvis ideen om å kjøpe et frittstående solcellesystem appellerer til deg, har du kommet til rett sted. I denne bloggen vil vi gi deg den essensielle informasjonen om off-grid solcelle-selvforsyningssystemer før du kjøper. Vi hjelper deg med å finne ut om et slikt system passer for dine behov. Vi vil prøve å veilede deg om hvordan du velger systemet som perfekt oppfyller dine krav.
Når man snakker om off-grid autonomi, tenker mange kun på solcellepaneler, mens det i realiteten er mange andre komponenter som trengs for å få et off-grid solcelleanlegg i drift.
Et komplett off-grid solcelleanlegg har alt nødvendig utstyr for å generere, lagre og levere solenergi på stedet. Disse systemene fungerer uten tilkobling til EDF, og er også kjent som "autonome solsystemer" eller soff-grid solcellesystemer.
I motsetning til andre solcelleoppsett, som det mer vanlige nettbundne solsystemet, er selvforsyningssystemer utenfor nettet avhengige av batterier for å gi strøm i fravær av sol.
Imidlertid forblir batterier dyre - mye mer enn solcellepanelene de er forbundet med. Behovet for betydelig batterilagring gjør disse systemene mye dyrere enn nettbundne solcellesystemer.
En av de største fordelene med solenergi som energikilde er dens modularitet. Faktisk, et SUNCONNECT 3K-RS-system kan for eksempel moduleres i kraft og kapasitet via påfølgende tillegg av batterier for eksempel og/eller paneler:
Her er noen av de vanligste bruksområdene for off-grid solar autonomi:
Det er viktig å merke seg at noen ganger vil et off-grid solsystem ikke være økonomisk relevant. For eksempel hvor tilgang til energi fra EDF-nettverket kan vurderes. Dette gjelder for eksempel situasjoner der vi søker å drive et hus i et urbant miljø. I dette tilfellet vil et hybrid solcellesett være mer egnet og vil tillate deg å maksimere ditt eget forbruk. I tillegg vil du ha energiselvforsyning ved strømbrudd. Men som oftest er tilkoblingskostnadene til ENEDIS for boliger langt fra nettverkene ublu, og mer enn rettferdiggjør investeringen i autonom solenergi!
Eksempler (klikk på denne lenken for å få tilgang til den elektroniske excel-kalkulatoren) :
Det mest avgjørende elementet i utformingen av et off-grid solcellesystem er estimeringen av energien som kreves på en daglig basis i kWh. For netttilknyttede steder kan nøyaktige lastprofildata oppnås ved å bruke målere for å måle laster direkte. For off-grid eller frittstående systemer, start alltid med å bruke vår off-grid lastkalkulator for sommer- og vinterbehov. Lasttabellen vil også hjelpe med å beregne topplaster, effektfaktorer og maksimalt behov for å dimensjonere det aktuelle systemet. Vær nøye med å skille mellom forestillingene om kW (effekt) og kWh (energi)!
Batterikapasiteten måles i Ah eller Wh. DE Nikkel-jern batterier er dimensjonert i Ah (for å få kapasiteten i KwH må du multiplisere kapasiteten i Ah x spenningen, for eksempel 200Ahx48V = 9.6 kWh nominell energi), mens kapasiteten til batteriene litium måles i kWh. Alle tapsfaktorer må vurderes for å sikre at batteristørrelsen er tilstrekkelig til å møte belastningene, inkludert maksimal tillatt utslippsdybde (DoD), som også vil ha betydning for levetiden. Vurder også batteritype og kjemi, batterispenningsområde, minimum driftstid dager (kontinuerlige dager uten sollys) og maksimal batteriladehastighet (C-klassifisering), som forklart mer detaljert senere.
Det er nødvendig å ha en solcelleinstallasjon med riktig størrelse for å lade batteriet mens belastningene drives. For å sikre at solcelleinstallasjonen er stor nok, bør du vurdere lokale forhold, inkludert gjennomsnittlig solinnstråling gjennom hele året (høyeste sollystimer), skyggeproblemer, orientering og panelvippevinkel, kabeltap og termisk degradering (tapfaktorer). PVGIS solenergidesignverktøy kan hjelpe til med å beregne solgenerering gjennom året, basert på orienteringen og plasseringen av panelene.
Når trinn 1 til 3 er fullført, må du velge en passende inverterlader, samt en MPPT solar ladekontroller for å matche solcelleinstallasjonen basert på lengden på panelene og strengene, som vil bestemme spenningskjedene. Bruk en kalkulator for kjedespenning for å beregne maksimale og laveste kjedespenninger, som vil hjelpe deg med å bestemme valget av den mest passende MPPT-laderen (jeg brukte eksemplet med Victron MPPT-kalkulatoren i dette tilfellet). Deretter kan batteriinverter-laderen velges for å møte dine behov for kontinuerlig og toppbelastning.
Motsatt, et utdrag fra et dashbord av systemet Victron VRM-overvåking. Der kan vi spore detaljerte parametere, som batterispenning, ladetilstand, krefter og ulike spenninger, alt i sanntid.
Historisk sett ble de fleste batteriomformere designet for å fungere med de allment tilgjengelige blysyrebatteriene (Gel, AGM og OpZ). Blybatterier er større, tyngre og kan avgi gasser som krever ventilasjon. De har iboende begrenset levetid og tolererer ikke misbruk eller håndteringsfeil (dyputslipp, temperaturer, sulfatering, etc.). Til sammenligning er litium-ion-batterier lettere, kompakte, mer effektive og kan lagres trygt i et forseglet kabinett, samtidig som de er modulære. Mange litiumbatterisystemer, som f.eks BYD, Pylontech eller TESVOLT, har integrerte batteristyringsenheter (BMS), som krever en omformer med kompatibel kommunikasjon (CANbus-nettverksprotokoll) for å fungere sikkert og effektivt. Vi må date flere hundre litiumbatterier utplassert på isolerte steder med utmerket tilbakemelding og anedoktiske feilrater (rundt 1 %).
Når det gjelder BMS-styringssystemet, er noen litiumbatterier selvstyrte, for eksempel Zenaji Aeon litiumtitanatbatterier.
For off-grid systemer, Nikkel-jern Edison batterier er et utmerket valg, gitt deres robusthet og toleranse for misbruk (langvarige dype utladninger, temperaturer, etc...). De har en levetid på flere tiår, når de er riktig dimensjonert og administrert. En av de største fordelene med NiFe-batterier er at de ikke slår seg av under lav spenning eller lav ladetilstand (SOC), i motsetning til moderne litiumbatterier. På den andre siden, de vil kreve regelmessig vedlikehold (kvartalt tilsetning av demineralisert vann).