ENERGIA SOLARE, GRID, OFF-GRID E IBRIDA

La maggior parte dei pannelli solari moderni sono composti da molte  cellule o di silicio fotovoltaico  (PV)  le cellule generano elettricità corrente continua (DC) della luce solare  . Le singole celle fotovoltaiche sono collegate tra loro all’interno del pannello solare e collegate ai pannelli adiacenti tramite cavi.

Nota  : è l’energia della luce o dell’irradiazione, non il calore, che produce elettricità nelle celle fotovoltaiche. I pannelli solari, noti anche come moduli solari, vengono solitamente installati insieme in catene per creare un pannello solare.

I pannelli solari possono generare energia durante il tempo nuvoloso e nuvoloso, ma la quantità di energia dipende dallo “spessore” e dall’altezza delle nuvole, che determina la quantità di luce diffusa che può passare.

La quantità di energia luminosa è conosciuta come irradiazione solare e viene generalmente calcolata in media durante il giorno usando il termine Ore del Sole di picco (PSH). La posizione e tenendo conto dell’orientamento e dell’angolo di inclinazione dei pannelli solari.

Inverter solare

I pannelli solari generano elettricità DC che deve essere convertita in corrente alternata (CA) per l’uso nelle nostre case e aziende. Questo è il ruolo  dell’inverter solare .

In un sistema di inverter a catena, i pannelli solari sono collegati in serie e l’elettricità DC viene trasportata su un singolo inverter che converte la corrente continua in corrente alternata.

In un sistema micro inverter, ogni pannello ha il proprio micro inverter collegato al retro del pannello. Il pannello produce ancora DC, ma viene convertito in CA sul tetto e alimentato direttamente al quadro elettrico.

Esistono anche sistemi di inverter a catena più avanzati che utilizzano piccoli ottimizzatori di potenza collegati al retro di ciascun pannello solare. Gli ottimizzatori di potenza  possono monitorare e controllare ogni pannello singolarmente e garantire che ciascun pannello funzioni con la massima efficienza in tutte le condizioni.

Quadro comandi

(consumo di elettricità  ). L’energia elettrica CA dell’inverter viene inviata al pannello di controllo dove si collegano ai vari circuiti e apparecchi della casa che richiedono elettricità. L’eventuale  elettricità in eccesso  generata dal sistema solare viene inviata alla rete elettrica o al sistema di accumulo della batteria se dispone di un sistema off-grid o ibrido. I sistemi ibridi possono esportare elettricità in eccesso e immagazzinare l’energia in eccesso in una batteria.

1. Sistema in rete

I sistemi solari collegati alla rete o connessi alla rete sono di gran lunga i più comuni e ampiamente utilizzati dalle famiglie e dalle imprese. Questi sistemi non hanno bisogno di batterie e utilizzano inverter solari comuni e sono collegati alla rete elettrica pubblica. Qualsiasi eccedenza di energia solare generata viene esportata nella rete elettrica e, in generale, viene pagata una tariffa feed-in (FiT) o crediti per l’energia che esporta.

A differenza dei sistemi ibridi, i sistemi solari nella rete non possono funzionare o generare elettricità durante un’interruzione di corrente a causa di motivi di sicurezza. Poiché i blackout di solito si verificano quando la rete elettrica è danneggiata; Se l’inverter solare continuasse a fornire elettricità a una rete danneggiata, la sicurezza delle persone che riparano i guasti nella rete sarebbe compromessa.

La maggior parte dei sistemi solari ibridi con accumulatore può essere automaticamente isolata dalla rete (che è nota come “isola”) e continuare a fornire energia durante un’interruzione di corrente.

Le batterie  possono essere aggiunte ai sistemi sulla rete in una fase successiva, se necessario. Il popolare Tesla Powerwall 2 è una batteria CA che può essere aggiunta a un sistema solare esistente.

In un sistema sulla rete, questo è ciò che accade dopo che l’elettricità raggiunge il quadro di distribuzione:

• Il misuratore  . L’energia solare in eccesso scorre attraverso il contatore, che calcola la quantità di energia che viene esportata o importata (acquisto).
• I sistemi di misurazione  funzionano in modo diverso in molti stati e paesi in tutto il mondo. In questa descrizione, presumo che lo strumento misura solo l’elettricità che viene esportata nella rete, come nel caso della maggior parte dell’Australia. In alcuni stati, i misuratori misurano tutta l’energia solare prodotta dal sistema e, quindi, l’elettricità passerà attraverso il contatore  prima di  arrivare alla scatola e non in seguito. In alcune aree (attualmente in California), lo strumento misura sia la produzione che l’esportazione e i consumatori pagano (o accreditano) l’elettricità netta utilizzata durante un periodo di un mese o anno. Spiegherò di più sulla misurazione in un blog successivo.
• Mains  . L’energia elettrica che viene inviata alla rete dal tuo sistema solare può essere utilizzata da altri utenti della rete (i tuoi vicini). Quando il tuo sistema solare non funziona, o stai usando più elettricità di quella prodotta dal tuo sistema, inizierai a importare o a consumare elettricità dalla rete.

2. Sistema fuori rete

Un sistema al di fuori della rete non è collegato alla rete elettrica e, pertanto, richiede la conservazione della batteria. Un sistema solare senza connessione alla rete deve essere progettato in modo appropriato in modo da generare energia sufficiente durante tutto l’anno e ha una capacità della batteria sufficiente a soddisfare i requisiti della casa, anche nelle profondità dell’inverno quando c’è meno luce solare.

L’alto costo delle batterie e degli inverter significa che i sistemi al di fuori della rete sono  molto più costosi  dei sistemi nella rete, quindi sono solitamente necessari solo in aree remote lontane dalla rete elettrica. Tuttavia, i costi della batteria stanno diminuendo rapidamente, quindi ora c’è un mercato in crescita per i sistemi di batterie solari al di fuori della rete, anche in città.

Esistono diversi tipi di sistemi senza connessione alla rete che vedremo più in dettaglio più avanti, ma per ora lo terrò semplice. Questa descrizione è per un sistema CA accoppiato. In un sistema con accoppiamento CC, la potenza viene prima inviata al banco batterie e quindi ai dispositivi. Per ulteriori informazioni su come creare e configurare una casa efficiente al di fuori della rete, consultare il nostro sito gemello al di fuori della rete / ibrida

• Il banco della batteria  . In un sistema al di fuori della rete non esiste una rete elettrica pubblica. Una volta che l’energia solare viene utilizzata dagli elettrodomestici sulla tua proprietà, l’energia in eccesso verrà inviata al tuo banco batterie . Una volta che la batteria è piena, smetterà di ricevere energia dal sistema solare. Quando il tuo sistema solare non funziona (di notte o nei giorni nuvolosi), i tuoi apparecchi consumeranno la carica della batteria.
• generatore di backup  . Nei periodi dell’anno in cui le batterie sono scariche e il tempo è molto nuvoloso, di solito è necessaria una fonte di alimentazione di riserva, come un generatore di backup o un gruppo elettrogeno. La dimensione del gruppo elettrogeno (misurata in kVA) dovrebbe essere adeguata per fornire la vostra casa e caricare le batterie allo stesso tempo.

3. Sistema ibrido

I moderni sistemi ibridi combinano l’accumulo solare e la batteria in uno, e sono ora disponibili in diverse forme e configurazioni.

A causa del costo decrescente dello storage della batteria, i sistemi già connessi alla rete elettrica possono anche iniziare a sfruttare l’archiviazione della batteria. Questo significa essere in grado di immagazzinare l’energia solare che viene generata durante il giorno e usarla di notte.

Quando l’energia immagazzinata è esaurita, la rete è lì come backup, consentendo ai consumatori di avere il meglio di entrambi i mondi. I sistemi ibridi possono anche ricaricare le batterie utilizzando energia elettrica a basso costo (in genere, dopo la mezzanotte fino alle 6 del mattino).

• Il banco della batteria  . Nel sistema ibrido, una volta che l’energia solare viene utilizzata dalle apparecchiature che possiedi, l’energia in eccesso verrà inviata alla batteria . Una volta che la batteria è piena, smetterà di ricevere energia dal sistema solare.

• Il contatore e la rete elettrica  . A seconda di come è configurato il tuo sistema ibrido e se la sua utilità lo consente, una volta che le batterie sono completamente cariche, l’energia solare in eccesso che i tuoi dispositivi non richiedono può essere esportata in rete attraverso il tuo misuratore. Quando il tuo sistema solare non è in uso e hai esaurito l’energia utilizzabile nelle tue batterie, i tuoi dispositivi inizieranno a prelevare energia dalla rete.