Quins tipus de sistemes d'energia solar hi ha?

Els sistemes d'energia solar es classifiquen segons com es connecten a la xarxa pública i com s'utilitza l'electricitat. Hi ha quatre tipus principals:sistemes connectats a la xarxa, sistemes fora de xarxa, sistemes híbrids i sistemes de corrent continu pur.

Tots quatre utilitzen essencialment els mateixos panells solars. El que difereix és si hi ha una connexió a la xarxa, si hi ha una bateria i si l'energia es lliura com a CA o CC. Quina és l'adequada per a tu depèn de si la xarxa està disponible on et trobes, del preu de l'electricitat i de quant et perjudicaria un tall d'electricitat.
 

Aquí teniu primer una comparació de costat, seguida d'una mirada més de prop a cada tipus.
 

1. Sistemes solars connectats a la xarxa: alimenta l'electricitat directament a la xarxa

Com funciona

Durant el dia, els panells produeixen electricitat de corrent continu. Un inversor connectat a la xarxa el converteix en AC que coincideix amb la freqüència i la fase de la xarxa. L'energia subministra primer les vostres pròpies càrregues i qualsevol excedent es ven a la xarxa. A la nit o els dies ennuvolats, quan els panells no poden cobrir la vostra demanda, compreu energia a la xarxa. No hi ha cap bateria implicada.

En què consisteix

Plaques solars i estructura de muntatge:els panells converteixen la llum solar en electricitat i l'estructura de muntatge estableix l'angle d'inclinació i la resistència al vent.

Inversor connectat a la xarxa:el cor del sistema. Realitza el seguiment del punt de màxima potència (MPPT), converteix DC en AC i proporciona protecció per a la interconnexió de la xarxa.

Protecció del costat de CC:Cables de corrent continu, interruptors de corrent continu i una caixa combinadora (els sistemes de tipus corda petites sovint ometen la caixa combinadora).

Caixa de distribució de CA:conté interruptors i un dispositiu de protecció contra sobretensions.

Mesurador:un comptador de generació o comptador bidireccional utilitzat per liquidar l'electricitat exportada a la xarxa.

Protecció contra llamps, connexió a terra i monitorització:aquests mantenen el sistema segur i us permeten comprovar les dades de generació de forma remota.

On encaixa

Funciona millor on l'ús d'electricitat diürna és elevat i la xarxa és estable: cases i xalets d'autoconstrucció amb terrat útil, i fàbriques, magatzems, supermercats i escoles que funcionen durant el dia. Té la inversió més baixa i l'estructura més senzilla, i és el tipus amb major capacitat instal·lada a tot el món.

Exemples i recomanacions

Casa rural de construcció pròpia:amb aproximadament 60 a 80 metres quadrats de superfície de sostre, podeu instal·lar uns 8 a 10 kW. Trieu un inversor de cadena monofàsic o trifàsic. La generació anual depèn de la insolació local, així que estima-la utilitzant dades d'irradiació local.

Edifici de fàbrica:un gran sostre i una gran càrrega diürna s'adapten a un sistema de 300 kW a 1 MW, utilitzat principalment per a l'autoconsum amb l'excedent exportat a la xarxa. La recuperació sol ser més curta que per als sistemes residencials.

Una cosa a tenir en compte

Un sistema connectat a la xarxa s'apaga automàticament quan la xarxa baixa (protecció anti-illa). Això vol dir que una casa amb un sistema connectat a la xarxa encara no té electricitat durant una interrupció.
 

2. Sistemes solars fora de la xarxa: completament independents de la xarxa

Com funciona

L'alimentació dels panells carrega primer la bateria. Quan les càrregues consumeixen energia, la bateria les subministra a través de l'inversor. El sistema és autònom i no té connexió a la xarxa elèctrica.

En què consisteix

Plaques solars i estructura de muntatge

Controlador de càrrega solar:carrega la bateria i la protegeix, normalment de tipus MPPT.

Banc de bateries:S'utilitzen bateries de fosfat de ferro de liti, plom-carboni i gel plom-àcid. La capacitat de la bateria determina quant de temps pot funcionar el sistema sense sol.

Inversor fora de xarxa:converteix la potència de CC de la bateria en CA. Molts productes combinen el controlador i l'inversor en una sola unitat.

Equips de distribució i protecció

Generador de còpia de seguretat (opcional):una font addicional durant llargs períodes de temps ennuvolat o plujós.

On encaixa

Llocs sense xarxa o on connectar-se a la xarxa costa massa: illes, terres de pastura, llocs avançats fronterers, cases de muntanya, estacions de recerca remotes i estacions base de telecomunicacions.

Exemples i recomanacions

Casa del pastor:amb un consum diari d'uns 5 a 8 kWh, una configuració d'uns 3 kW de panells, uns 10 kWh d'emmagatzematge de la bateria i una unitat tot en un de 3 kW fora de xarxa pot fer funcionar una nevera, un televisor i il·luminació. Escalonar l'ús d'aparells d'alta potència.

Consell de mida:mida la bateria pel nombre de dies ennuvolats consecutius que voleu cobrir. Reserveu de 2 a 3 dies per regla general, i més quan el sol no sigui fiable.

La major part del cost d'un sistema fora de xarxa es destina a la bateria. La vida útil de la bateria té un gran efecte en el cost total, així que no jutgeu només pel preu inicial.
 

3. Sistemes solars híbrids: emmagatzematge més lligat a la xarxa, amb potència de xarxa i còpia de seguretat

A la indústria, aquest tipus s'anomena més sovint asistema híbrid connectat a la xarxa/fora de xarxao asistema híbrid solar més emmagatzematge. Afegeix una bateria a un sistema connectat a la xarxa, de manera que pot interactuar amb la xarxa i també subministrar energia pel seu compte durant una interrupció.

Com funciona

La generació diürna serveix primer les càrregues. L'excés d'energia carrega la bateria i, un cop la bateria està plena, la resta s'exporta a la xarxa. A la nit les càrregues treuen de la bateria, i quan la bateria s'esgota, de la xarxa. Quan la xarxa baixa, el sistema passa al mode fora de la xarxa i continua alimentant càrregues crítiques a través del seu port de còpia de seguretat.

En què consisteix

Plaques solars i estructura de muntatge

Inversor híbrid:combina les funcions d'un inversor connectat a la xarxa i un inversor de bateria en una unitat. És l'equip clau que diferencia aquest sistema dels dos anteriors.

Bateria d'emmagatzematge d'energia:Els sistemes residencials actualment es basen principalment en fosfat de ferro de liti.

Comptador intel·ligent o transformador de corrent:mesura el consum de la llar i l'energia que flueix cap a i des de la xarxa, que el sistema utilitza per decidir quan carregar i descarregar.

Sistema de gestió energètica (EMS):estableix estratègies operatives, com ara la càrrega i la descàrrega segons els preus de l'electricitat en el temps d'ús.

Tauler de càrrega de còpia de seguretat:les càrregues crítiques, com ara la nevera, la il·luminació i els equips de xarxa, es connecten al port de seguretat.

On encaixa

Zones amb interrupcions freqüents o una xarxa inestable

Llocs amb una gran diferència entre els preus de l'electricitat punta i fora de punta, on podeu carregar quan l'energia és barata i descarregar quan és cara

Usuaris sensibles a les interrupcions de l'alimentació: oficines domèstiques, granges ramaderes, magatzems frigorífics i petites clíniques

Exemples i recomanacions

Casa de la vila:8 a 10 kW de panells amb 10 a 20 kWh d'emmagatzematge de la bateria. Connecteu la nevera, la il·luminació, l'encaminador i algunes preses al port de seguretat. Si es poden incloure càrregues pesades, com ara aparells d'aire condicionat, depèn de la potència de sortida de seguretat de l'inversor.

Ramaderia:instal·lar un sistema connectat a la xarxa amb emmagatzematge perquè els equips de ventilació, calefacció i aigua potable continuïn funcionant durant una interrupció.

Un sistema híbrid costa més que un de connectat a la xarxa. Els diners addicionals compren dues capacitats: energia de reserva durant les interrupcions i arbitratge de preus. El fet que valgui depèn de la freqüència amb què es produeixen les interrupcions locals i de la vostra tarifa elèctrica.
 

4. Sistemes solars de corrent continu pur: potència de corrent continu sense inversió

Com funciona

L'electricitat de CC dels panells no es converteix en CA. Va directament a càrregues de CC. Alguns sistemes inclouen bateria i controlador, i d'altres no tenen bateria: quan el sol brilla, la càrrega funciona, i quan no ho fa, la càrrega s'atura.

En què consisteix

Plaques solars

Controlador de CC(només es necessita en sistemes amb bateria)

Bateria(opcional)

Càrregues de CC:Llums LED, bombes d'aigua de corrent continu, ventiladors de corrent continu, càmeres i equips similars

Sense un inversor, l'estructura és la més senzilla de les quatre i hi ha un pas de conversió menys on es perd energia.

On encaixa

Llocs on la càrrega és de corrent continu, la potència és petita i els equips estan repartits: fanals solars, llums de jardí, bombes solars d'aigua, reg de granja, senyals de trànsit i equips de vigilància i petits dispositius de comunicació.

Exemples i recomanacions

Il·luminació solar del carrer:una configuració habitual és un panell d'unes dotzenes de watts, una bateria de liti i un controlador. La llum s'encén automàticament a la nit i no cal cablejat.

Bomba solar d'aigua:els panells condueixen directament una bomba de corrent continu. Com més fort sigui el sol durant el dia, més aigua es bombejarà en un dipòsit d'emmagatzematge per al seu ús posterior. Podeu deixar fora la bateria i estalviar un cost important.

Els seus límits són clars. No pot alimentar directament els electrodomèstics de CA normals i el nivell de potència no pot ser molt gran.

5. Com triar entre els quatre sistemes

Treballa aquestes preguntes per ordre:

Hi ha una graella?Si no, trieu fora de xarxa o DC pur. Si és així, aneu a la següent pregunta.

Quant faria mal una interrupció?Si és molt, trieu un sistema híbrid. Si no és molt, trieu lligat a la quadrícula.

Les vostres càrregues són aparells de CA o càrregues de CC?Si només necessiteu alimentar càrregues de corrent continu com ara fanals o bombes, n'hi ha prou amb DC pur.

Quin és el teu pressupost?Per a la mateixa capacitat solar, la connexió a la xarxa és la més barata. Els sistemes híbrids i fora de xarxa afegeixen el cost de les bateries.

Preguntes freqüents

P: Per què un sistema connectat a la xarxa no funciona durant un tall d'electricitat?Perquè l'inversor té protecció anti-illa. Si el sistema continués alimentant energia a una xarxa morta, posaria en perill els treballadors de serveis públics que fessin reparacions, de manera que s'hauria de desconnectar automàticament. Si voleu energia durant les interrupcions, trieu un sistema híbrid.

P: Es pot convertir més endavant un sistema fora de xarxa a un sistema híbrid?Sí, però depèn de l'equip existent. Si el sistema original utilitza un inversor fora de xarxa, normalment s'ha de substituir per un inversor híbrid. Els panells i l'estructura de muntatge generalment es poden reutilitzar.

P: Un sistema de corrent continu pur és més eficient energèticament que un sistema de corrent alterna?Perd menys energia perquè no hi ha pas d'inversió, però només si la càrrega ja és un dispositiu de corrent continu. Comprar electrodomèstics de corrent continu només per estalviar en pèrdues de conversió normalment costa més del que estalvia.

P: Quin tipus és el millor valor per a una casa?Si la xarxa és estable i algú és a casa utilitzant energia durant el dia, la connexió a la xarxa és el millor valor. Si les interrupcions són freqüents o la diferència entre els preus punta i fora de punta és gran, considereu un sistema híbrid. La recuperació depèn dels preus locals de l'electricitat, les polítiques d'incentius i el vostre ús real, així que demaneu un pressupost a un instal·lador local qualificat.