In de eenvoudigste bewoordingen is zonne-energie een manier om zonne-energie om te zetten in verbruikbare elektriciteit. Het is echter complexer dan dat. Het systeem bestaat uit verschillende onderdelen die elk een specifieke rol spelen. Het verzamelt, transporteert en zet zonne-energie vervolgens om in elektriciteit. Om zonne-energie als een systeem volledig te begrijpen, is het essentieel om de functies van alle belangrijke componenten te begrijpen.
Het fotovoltaïsche systeem (PV systeem) maakt gebruik van fotovoltaïsche energie om zonlicht om te zetten in elektriciteit. Een betrouwbare groene energie-oplossing kan worden verkregen door gebruik te maken van fotovoltaïsche cellen, ook wel zonnepanelen genoemd.
Een zonne-energie PV systeem is een uitstekende duurzame, onderhoudsarme optie voor iedereen die wil bijdragen aan een groenere omgeving omdat het geen vervuiling uitstoot. De talrijke voordelen maken het ook een aantrekkelijke optie.
In dit artikel kom je meer te weten over de solar PV systeemcomponenten en hun voordelen.
De zonne-energie die door fotovoltaïsche cellen wordt verzameld, wordt vervolgens door de fotovoltaïsche cellen omgezet in gelijkstroom (DC). Overdag zal de zon weerkaatsen over fotovoltaïsche systemen, waardoor een elektrisch veld ontstaat dat ervoor zorgt dat elektriciteit gaat stromen.
Wisselstroom wordt dan opgewekt door een omvormer, die de gelijkstroom opneemt en omzet in wisselstroom (AC). Uw huis gebruikt wisselstroom om elektrische apparaten van stroom te voorzien, ook wel wisselstroombelasting genoemd.
We hebben hieronder verschillende onderdelen en componenten van zonnepanelen opgesomd-
Zonnetechnologie werd voor het eerst geproduceerd in 1954 en is sindsdien snel uitgebreid. Zonnepanelen, ook wel bekend als fotovoltaïsche panelen, zijn opgebouwd uit veel individuele zonnecellen. Over het algemeen geldt: hoe meer zonnecellen er zijn, hoe effectiever het zonnepaneel zal presteren.
Een van de belangrijkste aspecten van zonnepanelen is dat ze zonlicht opvangen en omzetten in elektriciteit. Het kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt (verwarmingssystemen, straatverlichting, machine-installaties, camera's, bewegwijzering, opladen van telefoons en vele andere apparaten die elektriciteit gebruiken). De door de zonnepanelen opgewekte energie wordt 's nachts opgeslagen in speciale zonnebatterijen of op geschikte tijdstippen direct aan het net geleverd.
Een verscheidenheid aan zonnepanelen is direct beschikbaar voor fotovoltaïsche systemen, waaronder:
Bij monokristallijne panelen zijn de kristallen gelijkmatig over het hele paneel verdeeld. Ze kunnen worden vervaardigd uit verschillende materialen, zoals galliumarsenide, amorf silicium, koper-indium-galliumselenide, germanium, cadmiumtelluride en organische polymeren.
Een monokristallijn zonnepaneel heeft het hoogste rendement tot nu toe en presteert beter bij weinig licht dan elk ander type paneel. Bovendien neemt het rendement langzamer af naarmate het ouder wordt. Monokristallijne zonnepanelen zijn gemaakt van siliciumstaven en zijn ongelooflijk duur om te produceren. Aanvankelijk kosten monokristallijne panelen het meest; ze kunnen op de lange termijn echter de moeite waard zijn door energiebesparingen.
Polykristallijne siliciumzonnepanelen hebben een unieke gespikkelde blauwe kleur, die varieert met de mate van schaduw. Omdat het silicium dat in deze panelen wordt gebruikt niet homogeen is, kan de kristalstructuur van het silicium in verschillende delen van het paneel verschillen. Polykristallijne zonnepanelen hebben daardoor een lager rendement dan monokristallijne panelen.
Door hun hogere temperatuurcoëfficiënt zijn polykristallijne zonnepanelen minder effectief bij bedrijfstemperaturen hoger dan die van monokristallijne zonnepanelen. Omdat de conversie-efficiëntie wordt verminderd, zijn er meer panelen nodig om het gespecificeerde vermogen te produceren.
Omdat zonnepanelen van polykristallijn silicium niet homogeen zijn, zijn ze goedkoper in aanschaf en daarom geven veel klanten er de voorkeur aan.
Het rendement van een dunnefilmzonnepaneel is lager dan die van monokristallijn of polykristallijn materiaal en de levensduur is ook korter. Door de eenvoudigere fabricagemethode zijn de kosten aanzienlijk lager dan bij kristallijne panelen. In tegenstelling tot kristallijne zonnepanelen zijn dunnefilmzonnepanelen kneedbaar, maar kristallijne zonnepanelen kunnen barsten als ze worden gebogen.
Het gebruik van dunne-filmpanelen in residentiële fotovoltaïsche systemen wordt niet aanbevolen vanwege hun lagere efficiëntie. Dunnefilmpanelen hebben meer ruimte (en dus meer panelen) nodig om dezelfde hoeveelheid elektriciteit te produceren als kristallijne panelen. Zo maken nutsbedrijven vaker gebruik van deze zonnepanelen dan huiseigenaren.
Ongeacht het type zonne-energiesysteem is een omvormer een essentieel onderdeel. Gelijkstroom (DC) wordt omgezet in wisselstroom (AC), wat nuttig is voor verschillende residentiële, commerciële en industriële doeleinden, zoals het leveren van energie aan commerciële en huishoudelijke apparaten zoals tv's, koelkasten en magnetrons, evenals enorme industriële apparatuur. Omvormers spelen een sleutelrol bij het maken van zonne-energie PV systemen milieuvriendelijk.
Hun stroomsysteem is rechtstreeks aangesloten op het elektriciteitsnet en ze hebben zelden een back-upsysteem op batterijen. Omvormers van dit type zijn het meest populair voor zowel zakelijk als huishoudelijk gebruik. De ontwerplevensduur van deze producten is 25 jaar en de garantie is doorgaans vijf jaar.
De netgekoppelde omvormer zet zonne-energie om in elektrische energie door de fase en frequentie af te stemmen op de ingang. Omdat de omvormers zijn aangesloten op het openbare stroomnet, kunnen ze om veiligheidsredenen ook automatisch worden uitgeschakeld.
Ondanks dat ze extreem efficiënt zijn, zijn ze compatibel met verschillende netachtige functies, zoals fluctuatiebeheer en balancering. Zonne-omvormers van dit type zijn meestal erg groot en hebben een eigen opslagruimte, uitlaatsysteem, enz. De meeste hebben een vermogen van meer dan 400 KW.
In vergelijking met stringomvormers zijn ze over het algemeen kleiner en minder krachtig en hebben ze een vermogen tussen 200 en 350 watt. Ze zijn duurder dan stringomvormers, maar hebben een hoger rendement in gedeeltelijk schaduwrijke gebieden. Elk wordt op de achterkant van een specifiek paneel gemonteerd, dus de DC naar AC-conversie vindt alleen voor dat paneel plaats.
Stand-alone omvormers of Off-grid omvormers worden ook wel onafhankelijke omvormers genoemd omdat ze niet hoeven te worden gesynchroniseerd met een zonnepaneel om te werken. Ze verkrijgen energie door fotovoltaïsche energie om te zetten in elektriciteit. Een omvormer voor zonne-energie van dit type wordt meestal geïnstalleerd in afgelegen gebieden, waar mensen het liefst volledig van het net leven.
Een omvormer voor zonne-energie van dit type is als een mix van zowel netgekoppelde als niet-netgekoppelde omvormers doordat u onafhankelijk bent van het net terwijl u toch synchroniseert met het net wanneer er onvoldoende zonlicht is of een hoog stroomverbruik. De batterij is verbonden met de omvormer met behulp van een techniek die bekend staat als DC-koppeling.
Connectoren die de stroom van gelijkstroom voltooien of onderbreken, worden gelijkstroomonderbrekers genoemd. een zonne- PV systeem omvat een DC-scheidingsschakelaar tussen de zonnepanelen en de omvormer, die gemakkelijk kan worden weggegooid als u (of de brandweer) de zonne-energie wilt uitschakelen. DC-scheidingsschakelaar schakelt in PV systemen handmatig zonnepanelen loskoppelen tijdens installatie, onderhoud en reparatie.
Volgens de National Electrical Code (NEC) moeten zonnepaneelsystemen een snelle uitschakelfunctie hebben. In eenvoudige bewoordingen zorgt het ervoor dat een zonnepaneelsysteem op het dak snel spanningsloos kan worden gemaakt.
Om de veiligheid van brandweerlieden te waarborgen, heeft de National Fire Protection Association (NFPA) vereisten voor snelle uitschakeling opgenomen in het NEC. Als uw huis vlam vat en u denkt dat een snelle uitschakelfunctie niet nuttig zou zijn - maar dat is het wel, brandweerlieden kunnen uw systeem snel spanningsloos maken als ze naar uw dak moeten gaan als de brand uitbreekt.
De simpele handeling van het uitschakelen van een omvormer voor zonne-energie bereikt dit niet altijd: sommige systemen kunnen draden en circuits onder stroom laten staan, zelfs als de omvormer is uitgeschakeld, waardoor brandweerlieden die op uw dak of op zolder werken een groter risico lopen op een schok. Zonnesystemen kunnen snel worden losgekoppeld in minder dan een minuut met een snel uitschakelapparaat waarmee de elektrische spanning snel kan worden verlaagd.
Overspanningen en pieken, zoals die direct of indirect worden veroorzaakt door bliksem, kunnen worden beschermd door overspanningsbeveiligingsapparatuur (SPD's). Ze kunnen worden gebruikt als volledig afzonderlijke apparaten of als onderdelen van elektrische apparatuur. Zonne-energie kan worden omgezet in elektrische stroom via een fotovoltaïsch systeem (PV). Door een SPD te installeren kunt u schade aan de installatie voorkomen, hoge onderhoudskosten en verliezen door productieonderbrekingen voorkomen.
DC-zekeringen op zonne-energie worden voornamelijk gebruikt om de bedrading van een systeem te beschermen tegen oververhitting en vlam. De tweede functie is om te voorkomen dat apparaten vlam vatten of ernstige schade oplopen bij kortsluiting.
Acculaadcontrollers regelen de DC afkomstig van zonnepanelen zodat de accu's niet overladen. Met een laadregelaar kunt u bepalen of uw accu's volledig zijn opgeladen en de stroomtoevoer blokkeren om blijvende schade aan de accu's te voorkomen.
Over het algemeen worden laadregelaars onderverdeeld in maximale power point tracking (MPPT) en pulsbreedtemodulatie (PWM).
PWM's zijn standaardtypes en zijn ideaal voor kleinere batterijbanken en fotovoltaïsche systemen, aangezien ze, afhankelijk van de grootte, variëren tussen 4 en 60 ampère. Als alternatief zijn MPPT-laadcontrollers beter geschikt voor fotovoltaïsche systemen met een hoge spanning, meestal tot 160 volt DC.
Het is niet altijd nodig om een laadregelaar in uw fotovoltaïsche systeem op te nemen, aangezien niet alle zonnepanelen zonnebatterijen hebben. Gebruik daarom alleen een laadregelaar als je een accubank hebt. Ook als uw PV array ongeveer 2 watt per 50 batterij-ampère-uur of minder levert, heeft u misschien geen laadcontroller nodig.
De combinerbox wordt vaak over het hoofd gezien in de meeste zonne-energiesystemen, maar speelt een cruciale rol. Combinerboxen zijn elektrische behuizingen waarmee meerdere zonnepanelen tegelijk kunnen worden aangesloten. Als u twee 12 Volt panelen aan elkaar bedraadt voor uw 12 Volt systeem, dan sluit u hun uitgangen direct aan op de klemmen van de combiner box.
Om het volgende onderdeel van het systeem, de laadregelaar, aan te sluiten, hoeft u slechts twee draden (in een leiding) van de combinerbox te laten lopen. Bovendien zal het een reeks reeksen zekeringen of stroomonderbrekers bevatten. De dozen zijn meestal geschikt voor gebruik buitenshuis en zijn bedoeld om direct naast zonnepanelen of arrays te worden geplaatst.
Hoewel fotovoltaïsche systemen onderhevig zijn aan barre weersomstandigheden, zijn ze nog steeds zeer betrouwbaar. Met fotovoltaïsche arrays kunnen kritieke voedingen continu en ononderbroken werken.
Zonnepanelen worden doorgaans gedekt door garanties van 25 jaar of meer, en de meeste blijven jarenlang operationeel.
PV cellen zorgen voor schone en groene energie en dat is het belangrijkste voordeel. Er is geen zorg over de panelen die schadelijke broeikasgassen zoals koolstofdioxide in de atmosfeer uitstoten.
Het is ook voordelig omdat er geen grondstoffen hoeven te worden aangekocht! Zonnecellen zijn afhankelijk van de zon om elektriciteit te produceren, die in overvloed om je heen beschikbaar is. Kiezen voor zonne-energie is een uitstekende keuze. Het systeem vereist een initiële investering; het is echter lange tijd gratis, natuurlijk en overvloedig aanwezig. Zodra u de energie gebruikt die wordt opgewekt door PV cellen bespaart u uiteindelijk op de elektriciteitskosten.
Fotovoltaïsche systemen vereisen slechts incidentele inspecties en reparatiewerkzaamheden in vergelijking met conventionele brandstofsystemen.
In tegenstelling tot conventionele systemen die brandstof nodig hebben, vereisen fotovoltaïsche systemen geen aanschaf-, opslag- of transportkosten.
Ondanks minimale mechanische bewegingen kan het fotovoltaïsche systeem stil werken.
PV systemen moeten mogelijk enkele modules toevoegen om hun energie-efficiëntie te verbeteren.
Residentiële zonnepanelen kunnen gewoon op de grond of op daken worden geïnstalleerd zonder uw levensstijl te verstoren.
Fotovoltaïsche systemen zijn niet alleen veilig voor het milieu, maar ook voor u. Ze hebben aanpassingen die uw huis beschermen in geval van natuurlijke of mechanische rampen.
Veel woonwijken passen deze nieuwe technologie toe vanwege de onafhankelijke energieproductie en onafhankelijkheid van nutsbedrijven.
De installatie van een fotovoltaïsch systeem in uw huis verbetert de kwaliteit van uw dagelijks leven en vermindert de impact van uw elektriciteitsopwekking op het milieu. We hopen u met dit artikel voldoende informatie te hebben gegeven over de onderdelen van een Solar PV systeem.
Het kiezen van het juiste fotovoltaïsche systeem voor uw huis kan echter een uitdaging zijn. Bij het overwegen van een investering in fotovoltaïsche energie moet met veel factoren rekening worden gehouden. Een fotovoltaïsch systeem wordt ontworpen op basis van de hoeveelheid stroom die nodig is voor de specifieke toepassing. Afhankelijk van de stroombehoefte, opslagcapaciteit en netaansluiting varieert het aantal benodigde panelen. U moet uw opties en de beschikbare leveranciers grondig onderzoeken om de juiste beslissing te nemen.