Av Julien ALLERA, expert på solautonomi.
I den här guiden till solautonomi kommer vi att diskutera huvudprinciperna. Loff-grid solautonomi) innebär att tillgodose alla dina energibehov med solens kraft — utan hjälp från elnätet. För att uppnå detta är det nödvändigt att installera en solcellsenhet kopplad till ett energilagringssystem. Det är därför viktigt att använda solcellsbatterier.
En gång sågs som en marginell idé på grund av dess bulk och avskräckande kostnader, installationen av ett off-grid solsystem har sett dess popularitet växa. Teknologiska framsteg inom solteknik under det senaste decenniet har gjort solenergiutrustningen mer effektiv och billigare. Detta har lett till en demokratisering av den här typen av lösningar. . Det är nu ganska vanligt att till exempel se stugor på landet, eller till och med alternativa livsmiljöer (Yurt, Tiny House), helt drivna av off-grid solcellsautonomisystem.
Om idén att köpa ett fristående solcellssystem tilltalar dig, har du kommit till rätt ställe. I den här bloggen kommer vi att förse dig med viktig information om självförsörjningssystem för solenergi utanför nätet innan du gör ditt köp. Vi hjälper dig att avgöra om ett sådant system är lämpligt för dina behov. Vi kommer att försöka guida dig om hur du väljer det system som perfekt uppfyller dina krav.
När man talar om off-grid autonomi tänker många bara på solpaneler, när det i verkligheten finns många andra komponenter som behövs för att få igång ett off-grid solcellssystem.
Ett komplett off-grid solcellssystem har all utrustning som behövs för att generera, lagra och leverera solenergi på plats. Dessa system fungerar utan anslutning till EDF och är också kända som "autonoma solsystem" eller soff-grid solsystem.
Till skillnad från andra solenergianläggningar, som det vanligare nätbundna solsystemet, förlitar sig självförsörjningssystem för off-grid på batterier för att ge ström i frånvaro av solljus.
Batterier förblir dock dyra - mycket mer än de solpaneler de är förknippade med. Behovet av betydande batterilagring gör dessa system mycket dyrare än nätbundna solsystem.
En av de största fördelarna med solenergi som energikälla är dess modularitet. Verkligen, ett SUNCONNECT 3K-RS-system kan till exempel moduleras i effekt och kapacitet genom efterföljande tillägg av batterier till exempel och/eller paneler:
Här är några av de vanligaste tillämpningarna av off-grid solautonomi:
Det är viktigt att notera att ibland ett off-grid solsystem inte kommer att vara ekonomiskt relevant. Till exempel där tillgång till energi från EDF-nätet kan övervägas. Det handlar om situationer där vi till exempel försöker driva ett hus i stadsmiljö. I det här fallet kommer en hybrid solcellssats att vara mer lämplig och gör att du kan maximera din egen konsumtion. Dessutom kommer du att ha energisjälvförsörjning vid strömavbrott. Men för det mesta är anslutningskostnaderna från ENEDIS för hem långt från nätverken orimliga, och mer än motiverar investeringen i autonom solenergi!
Exemple (klicka på denna länk för att komma till excel-kalkylatorn online) :
Det mest avgörande elementet i utformningen av ett off-grid solsystem är uppskattningen av den energi som krävs på en daglig basis i kWh. För nätanslutna platser kan exakta lastprofildata erhållas genom att använda mätare för att direkt mäta laster. För off-grid eller fristående system, börja alltid med att använda vår off-grid belastningskalkylator för sommar- och vinterbehov. Belastningstabellen hjälper också till att beräkna topplaster, effektfaktorer och maximalt behov som behövs för att dimensionera rätt system. Var noga med att skilja mellan begreppen kW (effekt) och kWh (energi)!
Batterikapaciteten mäts i Ah eller Wh. DE Nickel-järn batterier är dimensionerade i Ah (för att få kapaciteten i KwH måste du multiplicera kapaciteten i Ah x spänningen, till exempel 200Ahx48V = 9.6 kWh nominell energi), medan batteriernas kapacitet litium mäts i kWh. Alla förlustfaktorer måste beaktas för att säkerställa att batteristorleken är tillräcklig för att klara belastningen, inklusive maximalt tillåtet urladdningsdjup (DoD), vilket också kommer att påverka livslängden. Tänk också på batterityp och kemi, batterispänningsområde, minsta körtidsdagar (kontinuerliga dagar utan solljus) och maximal batteriladdningshastighet (C-klassificering), som förklaras mer i detalj senare.
Det är nödvändigt att ha en korrekt dimensionerad solcellsinstallation för att ladda batteriet samtidigt som laddningarna drivs. För att säkerställa att solcellsinstallationen är tillräckligt stor, överväg lokala förhållanden, inklusive genomsnittlig solinstrålning under hela året (högt solljus), problem med skuggning, orientering och panellutningsvinkel, kabelförluster och termisk degradering (förlustfaktorer). PVGIS solenergidesignverktyg kan hjälpa till att uppskatta solgenerering under hela året, baserat på panelernas orientering och placering.
När steg 1 till 3 är gjorda måste du välja en lämplig inverterladdare, samt en MPPT-solarladdningsregulator för att matcha solcellsinstallationen baserat på längden på panelerna och strängarna, vilket kommer att bestämma spänningskedjorna. Använd en kedjespänningskalkylator för att uppskatta de maximala och lägsta kedjespänningarna, vilket hjälper dig att bestämma valet av den mest lämpliga MPPT-laddaren (jag använde exemplet med Victron MPPT-kalkylatorn i det här fallet). Sedan kan batteriväxelriktaren-laddaren väljas för att möta dina behov av kontinuerlig och toppbelastning.
Mittemot, ett utdrag från en instrumentpanel i systemet Victron VRM-övervakning. Där kan vi spåra detaljerade parametrar, såsom batterispänning, laddningstillstånd, effekter och olika spänningar, allt i realtid.
Historiskt sett har de flesta batteriväxelriktare utformats för att fungera med de allmänt tillgängliga blybatterierna (Gel, AGM och OpZ). Blybatterier är större, tyngre och kan avge gaser som kräver ventilation. De har i sig en begränsad livslängd och tolererar inga missbruk eller hanteringsfel (djupurladdning, temperaturer, sulfatering, etc.). I jämförelse är litiumjonbatterier lättare, kompakta, effektivare och kan förvaras säkert i ett förseglat hölje, samtidigt som de är modulära. Många litiumbatterisystem, t.ex BYD, Pylontech eller TESVOLTS, har integrerade batterihanteringsenheter (BMS), som kräver en växelriktare med kompatibel kommunikation (CANbus nätverksprotokoll) för att fungera säkert och effektivt. Vi måste dejta flera hundra litiumbatterier utplacerade på isolerade platser med utmärkt feedback och anedoktiska felfrekvenser (cirka 1%).
När det gäller BMS-hanteringssystemet är vissa litiumbatterier självstyrda, till exempel Zenaji Aeon litiumtitanatbatterier.
För off-grid system, Nickel-Iron Edison batterier är ett utmärkt val, med tanke på deras robusthet och tolerans mot missbruk (långvariga djupurladdningar, temperaturer, etc...). De har en livslängd på flera decennier, när de är rätt dimensionerade och hanterade. En av de största fördelarna med NiFe-batterier är att de inte stängs av under låg spänning eller låg laddningstillstånd (SOC), till skillnad från moderna litiumbatterier. Å andra sidan, de kommer att kräva regelbundet underhåll (kvartalsvis tillsats av avmineraliserat vatten).