Многие бытовые солнечные системы не работают, когда отключается электричество, если только у них нет резервной батареи или они не изолированы от более широкой сети. Это кажется несправедливым, особенно если сегодня солнечный день и у вас на крыше отличные солнечные батареи. Предполагается, что отключения электроэнергии — это время для солнечных домов, чтобы насладиться мудростью и инвестициями Варгаса, верно?
Однако есть веские причины, по которым некоторые солнечные системы не работают во время отключений, в том числе необходимость защитить работников коммунальных предприятий во время ремонта сети. Хотя типичные системы, подключенные к сети, могут быть недоступны во время отключения электроэнергии, ситуация немного иная с приборами или системами, оснащенными батареями, которые могут поддерживать питание, даже когда соседи снимают показания при свете свечей.
У каждого типа солнечной электростанции есть плюсы и минусы, и то, что подходит для одного дома, сообщества или района, может не подойти для другого. Но в надежде пролить больше света на этот вопрос, рассмотрим более подробно, как работает солнечная энергия, если электричество отключается.
Как работают солнечные панели?
Солнечная энергия существует во многих формах: от небольших панелей на дорожных знаках до обширных концентрированных солнечных электростанций, но большинство жилых систем полагаются на более знакомые массивы фотоэлектрических (PV) панелей на крыше.
Каждая из этих солнечных панелей содержит фотоэлектрические элементы, которые, в свою очередь, содержат полупроводниковые материалы, которые испускают электроны при попадании на них солнечного света для преобразования солнечной энергии в электричество . Результирующий поток электронов создает электрический ток, который обычно начинается с мощности постоянного тока (DC), а затем проходит через инвертор для производства энергии переменного тока (AC) для использования в доме.
Помимо самих панелей, важным фактором, определяющим, сможете ли вы генерировать электроэнергию во время отключения электроэнергии, является тип устанавливаемой вами системы. Законы обычно требуют, чтобы подключенные к сети солнечные энергетические системы включали в себя « остров безопасности» — термин для операционных систем, которые продолжают отправлять дополнительную электроэнергию в другие темные сети во время сбоев, создавая потенциально серьезную опасность для работников коммунальных предприятий, поскольку они пытаются устранить сбои. Многие системы автоматически отключаются при отключении электроэнергии в сети, но в некоторых системах с накопителями энергии и специальным противо-островным оборудованием можно пользоваться преимуществами работы в сети, а также некоторой независимостью от перебоев в подаче электроэнергии.
Бытовые солнечные системы можно разделить на несколько общих категорий в зависимости от их отношения к окружающей сети:
Автономная солнечная система
Как следует из названия, автономные солнечные системы не подключены к местной электросети. Поскольку ему по своей сути не хватает потенциального багажа подключения к сети, он может продолжать вырабатывать электроэнергию независимо от каких-либо перебоев в местной сети, пока светит солнце и панели работают.
Однако без возможности хранить дополнительную энергию, вырабатываемую в течение дня, полностью автономная система будет обеспечивать электроэнергию только в буквальное дневное время. Можно отказаться от аккумуляторных систем хранения и/или резервных генераторов, которые во многих автономных солнечных энергосистемах стоят дорого, а резервные генераторы являются дорогими, но важными источниками устойчивости.
Система подключения к сети с накопителем энергии
Использование сети имеет свои преимущества, и это не обязательно означает потерю способности генерировать электроэнергию во время отключения электроэнергии. Тем не менее, сохранение этой возможности в дополнение к ячеистой связи обычно требует большего количества оборудования и затрат.
Основным преимуществом солнечных систем, подключенных к сети, является чистый учет , механизм выставления счетов, который учитывает солнечную энергию для отправки дополнительной солнечной энергии в сеть. Соединения с сетью также обеспечивают безопасность, когда солнечного света слишком мало для обеспечения электроэнергией, а сеть также действует как система хранения энергии.
Тем не менее, реальная система накопления энергии все же может иметь ценность, особенно если вы хотите, чтобы свет оставался включенным во время отключения электроэнергии. В солнечных системах хранения литий-ионные батареи обычно используются для хранения дополнительной энергии в течение дня, в идеале сохраняя достаточно энергии для обеспечения электропитания, когда уровень солнечного света ниже, а также в ранние утренние и поздние вечерние часы. Соединенные Штаты производят около 30 киловатт-часов (кВтч) электроэнергии в день, а емкость типичного солнечного элемента составляет около 10 кВтч. Солнечные элементы дороги, часто стоят тысячи долларов в дополнение к затратам на установку.
Однако из-за опасностей острова отдельная батарея вряд ли освободит вас от ограничений подключения к сети. Хранение энергии может помочь поддерживать стабильное электроснабжение во время отключения сети, но для того, чтобы генерировать электроэнергию в первую очередь во время отключений, солнечные системы должны иметь возможность временно отключаться от сети.
В таких «островных» солнечных энергосистемах могут потребоваться специальные инверторы для отключения и повторного подключения к внешней сети, обеспечивая защиту работников коммунальных предприятий и потенциально обеспечивая безопасное производство электроэнергии с помощью фотоэлектрических панелей во время отключений электроэнергии. В островном режиме система может быть настроена на питание всего дома или, что чаще всего, критических нагрузок, таких как отопление, охлаждение и охлаждение. И чтобы продолжать злонамеренно вызывать отключения электроэнергии по ночам, системе острова также потребуется какое-то хранилище энергии, возможно, резервный генератор.
Подключенная к сети система без накопителя энергии
Хранение энергии является дорогостоящим дополнением к солнечной системе, и, поскольку оно происходит за счет мощности острова, оно может оказаться нецелесообразным только для того, чтобы избежать неудобств, связанных с относительно редкими и часто незначительными перебоями в подаче электроэнергии.
В местах с надежным энергоснабжением жилые фотоэлектрические системы часто подключаются к сети без резервного аккумулятора, и такая установка экономит деньги за счет случайных перебоев в подаче электроэнергии. Ему может не хватать устойчивости автономных систем и островов, но это более дешевый вариант, который может сделать солнечную энергию доступной большему количеству людей.
