Ihr Sonnensystem mit dem Stromnetz verbinden

Ein netzgekoppeltes PV-System ist ein System, bei dem die Photovoltaikmodule oder -felder über eine Wechselrichtereinheit mit dem Versorgungsnetz verbunden sind, sodass sie parallel zum Stromnetz betrieben werden können.

Im vorherigen Tutorial haben wir uns angesehen, wie ein eigenständiges PV-System Photovoltaikmodule und zyklenfeste Batterien verwendet, um seine Sonnenenergie zu speichern und ein vollständig unabhängiges Solarstromsystem bereitzustellen. Diese Art von Solarsystem funktioniert jedoch gut, vorausgesetzt, es gibt tagsüber genügend Sonneneinstrahlung, um die Batterien für die Nacht aufzuladen.

Eigenständige Solarsysteme sind eigenständige feste oder tragbare Solar-PV-Systeme, die nicht an ein lokales Versorgungs- oder Stromnetz angeschlossen sind, da sie im Allgemeinen in abgelegenen und ländlichen Gebieten verwendet werden. Dies bedeutet im Allgemeinen, dass die Elektrogeräte weit von der nächsten festen Stromversorgung entfernt sind oder dass die Kosten für die Verlängerung einer Stromleitung aus dem lokalen Stromnetz sehr hoch sein können.

Grid Connected Pylon

In den letzten Jahren hat jedoch die Zahl der mit Solarenergie betriebenen Häuser, die an das lokale Stromnetz angeschlossen sind, dramatisch zugenommen. Diese netzgekoppelten PV-Systeme verfügen über Solarmodule, die tagsüber einen Teil oder sogar den größten Teil ihres Strombedarfs decken, während sie nachts weiterhin an das lokale Stromnetz angeschlossen sind.

< p>Solarbetriebene PV-Anlagen können manchmal mehr Strom produzieren, als tatsächlich benötigt oder verbraucht wird, insbesondere während der langen heißen Sommermonate. Dieser zusätzliche oder überschüssige Strom wird entweder in Batterien gespeichert oder wie bei den meisten netzgekoppelten PV-Systemen direkt in das Stromnetz zurückgespeist.

Mit anderen Worten, Häuser und Gebäude, die ein netzgekoppeltes PV-System verwenden, können einen Teil oder den gesamten Energiebedarf mit Solarenergie decken und dennoch nachts oder an bewölkten, trüben und regnerischen Tagen Strom aus dem normalen Stromnetz nutzen das Beste aus beiden Welten. Dann fließt in netzgekoppelten PV-Systemen Strom entsprechend den Sonneneinstrahlungsbedingungen und dem tatsächlichen Strombedarf zu diesem Zeitpunkt zum und vom Stromnetz hin und her.

In einem netzgekoppelten PV-System, auch bekannt als ein “Grid-Tied” oder “On-Grid” Solarsystem, die PV-Solarmodule oder das Array sind elektrisch verbunden oder “gebunden” an das örtliche Stromnetz, das elektrische Energie in das Stromnetz zurückspeist.

Der Hauptvorteil eines netzgekoppelten PV-Systems ist seine Einfachheit, relativ niedrige Betriebs- und Wartungskosten sowie reduzierte Stromrechnungen. Der Nachteil ist jedoch, dass eine ausreichende Anzahl von Solarmodulen installiert werden muss, um die erforderliche Menge an überschüssigem Strom zu erzeugen.

Da netzgekoppelte Systeme ihre Solarenergie direkt in das Netz zurückspeisen, sind teure Backup-Batterien nicht erforderlich und können bei den meisten netzgekoppelten Designs weggelassen werden. Da diese Art von PV-System dauerhaft an das Stromnetz angeschlossen ist, sind außerdem keine Berechnungen zum Solarenergieverbrauch und zur Dimensionierung der Solarmodule erforderlich, was eine große Auswahl an Optionen ermöglicht, die ein System mit einer Größe von nur 1,0 kWh auf dem Dach ermöglichen, um Ihren Stromverbrauch zu reduzieren Rechnungen oder ein viel größeres bodenmontiertes Array, das groß genug ist, um Ihre Stromrechnungen praktisch vollständig zu eliminieren.

Grid Connected Net Metering

Durch das Zusammenfügen von Solarmodulen zu größeren Arrays für den direkten Anschluss an das lokale Stromnetz können Sie sich an einem der vorteilhaftesten Aspekte der eigenen Stromerzeugung beteiligen: Net Metering oder Nettorechnung. Wenn an einem sonnigen Tag mehr Strom von Ihrer Solar-PV-Anlage produziert wird, als Sie verbrauchen oder verbrauchen, wird dieser überschüssige Solarstrom an das Versorgungsnetz zurückgeführt, wodurch sich Ihr Stromzähler rückwärts dreht. In diesem Fall erhalten Sie normalerweise Gutschriften vom örtlichen Energieversorger für die Strommengen, die von Ihrer netzgekoppelten PV-Anlage erzeugt werden.

Wenn Sie während des Abrechnungszeitraums mehr elektrische Energie verbrauchen oder verbrauchen, als Sie erzeugen, wird Ihnen der “Nettobetrag” des Stromverbrauchs, wie Sie es normalerweise tun würden. Wenn Sie jedoch mehr Solarstrom erzeugen als Sie verbrauchen, wird Ihnen der “Nettobetrag” des erzeugten Stroms, was entweder eine Reduzierung Ihrer monatlichen Stromrechnung oder eine positive Rückzahlung direkt an Sie oder den Kontoinhaber sein kann.

Wenn bei der Installation einer PV-Anlage Net Metering von Ihrem örtlichen Stromversorger verfügbar ist, müssen Sie möglicherweise einen neuen zweiten Stromzähler installieren, anstatt einen einzelnen Stromzähler zu verwenden, der sich in beide Richtungen dreht. Dieser neue Zähler ermöglicht eine Messung des Nettoenergieverbrauchs sowohl beim Ein- als auch beim Verlassen des Systems und würde zur Reduzierung Ihrer Stromrechnung verwendet. Jedes Energieversorgungsunternehmen hat jedoch seine eigene Politik bezüglich des Rückkaufs von Energie, die von Ihrem eigenen kleinen Solarkraftwerk erzeugt wird.

Während Net Metering der ideale Weg ist, Ihren durch Solarenergie erzeugten überschüssigen Strom weiterzuverkaufen, kaufen einige Unternehmen Energie zu einem niedrigeren Großhandelspreis zurück als der Strom, den Sie von demselben Energieversorgungsunternehmen verbrauchen. Das bedeutet, dass Sie möglicherweise mehr Solarstrom erzeugen müssen, als Sie normalerweise verbrauchen würden, nur um die Gewinnschwelle zu erreichen.

Vereinfachtes netzgekoppeltes PV-System

Netzgekoppelte PV-Anlagen haben immer eine Verbindung zum öffentlichen Stromnetz über einen geeigneten Wechselrichter, da ein Photovoltaik-Modul oder -Array (mehrere PV-Module) nur liefert Gleichstrom. Neben den Solarmodulen sind die zusätzlichen Komponenten, aus denen ein netzgekoppeltes PV-System im Vergleich zu einem eigenständigen PV-System besteht, folgende:

• Wechselrichter – Der Wechselrichter ist der wichtigste Teil jedes netzgekoppelten Systems. Der Wechselrichter entzieht der PV-Anlage so viel Gleichstrom (Gleichstrom) wie möglich und wandelt ihn in sauberen Wechselstrom (Wechselstrom) mit der richtigen Spannung und Frequenz zur Einspeisung in das Netz oder zur Versorgung von Haushaltslasten um.Es ist wichtig, den Wechselrichter mit der bestmöglichen Qualität für das zulässige Budget zu wählen, da die Hauptüberlegungen bei der Auswahl des netzgekoppelten Wechselrichters sind: Leistung – Maximale Hoch- und Niederspannungsleistung, die der Wechselrichter verarbeiten kann, und Effizienz – Wie effizient wandelt der Wechselrichter Solarenergie in Wechselstrom um.
• Stromzähler – Der Stromzähler, auch Kilowattstundenzähler (kWh) genannt, wird verwendet, um den Stromfluss zum und vom Netz zu erfassen. Es können zwei kWh-Zähler verwendet werden, einer zur Anzeige der verbrauchten elektrischen Energie und der andere zur Aufzeichnung des in das Netz eingespeisten Solarstroms.Ein einzelner bidirektionaler kWh-Zähler kann ebenfalls verwendet werden um die aus dem Netz entnommene Nettostrommenge anzugeben. Ein netzgekoppeltes PV-System verlangsamt oder stoppt die Aluminiumscheibe im Stromzähler und kann dazu führen, dass sie sich rückwärts dreht. Dies wird allgemein als Net Metering bezeichnet.
• Wechselstrom-Unterbrecherfeld und Sicherungen – Das Unterbrecherfeld oder der Sicherungskasten ist die normale Art von Sicherungskasten, der mit einer Haushaltsstromversorgung und -installation ausgestattet ist, mit Ausnahme zusätzlicher Unterbrecher für Wechselrichter und/oder Filterverbindungen.
• Sicherheitsschalter und Verkabelung – Eine Photovoltaikanlage erzeugt bei Sonnenlicht immer eine Ausgangsspannung, daher muss es möglich sein, sie zu Wartungs- oder Testzwecken vom Wechselrichter zu trennen. Trennschalter, die für die maximale DC-Spannung und den maximalen DC-Strom des Arrays ausgelegt sind, und Wechselrichter-Sicherheitsschalter müssen separat mit einfachem Zugang bereitgestellt werden, um das System zu trennen.Andere Sicherheitsfunktionen, die von der Elektrofirma gefordert werden können einschließlich Erdung und Sicherungen. Die elektrischen Kabel, die zum Verbinden der verschiedenen Komponenten verwendet werden, müssen ebenfalls richtig bemessen und dimensioniert sein.
• Das Stromnetz – Schließlich muss auch das Stromnetz selbst angeschlossen werden, denn ohne das öffentliche Stromnetz ist es kein netzgekoppeltes PV-System.

Ein netzgekoppeltes System ohne Batterien ist die einfachste und billigste verfügbare Solarstromanlage, und da sie keine Batterien aufladen und warten müssen, sind sie auch effizienter. Es ist wichtig zu beachten, dass ein netzgekoppeltes Solarstromsystem im Gegensatz zu einem eigenständigen System keine unabhängige Stromquelle ist. Bei Unterbrechung der Stromzufuhr aus dem Stromnetz können die Lichter ausgehen, auch wenn die Sonne scheint. Eine Möglichkeit, dies zu überwinden, besteht darin, eine Form von kurzfristigem Energiespeicher in das Design einzubauen.

Netzverbundenes System mit Batterien

Ein kleines Photovoltaik-Solarsystem, das Speicherbatterien in seinem Design hat, wird ebenfalls in Zusammenarbeit mit dem örtlichen Elektrizitätsunternehmen betrieben. Der kurzzeitige Spitzenbedarf wird von der Batterie gedeckt, ohne vom Netz zu nehmen und den Aufpreis zu zahlen.

Bei Verwendung in netzgekoppelten PV-Systemen können Speicherbatterien für einige Stunden als Kurzzeitspeicher eingestuft werden oder Tagen zur Abdeckung von Schlechtwetterperioden und Langzeitspeicherung über mehrere Wochen zum Ausgleich saisonaler Schwankungen der Sonneneinstrahlung zwischen Sommer- und Wintermonaten.

Das Einbinden von Batterien in ein netzgekoppeltes System erfordert mehr Komponenten, ist teurer und verringert die Gesamteffizienz des Systems. Aber für viele Hausbesitzer in abgelegenen Gebieten, die bei schlechten Wetterbedingungen regelmäßig einen Ausfall ihrer Netzversorgung erleben oder kritische elektrische Lasten haben, die nicht unterbrochen werden können, kann es von großem Vorteil sein, eine Art Backup-Energiespeicher in ihrem netzgekoppelten System zu haben.< /p>

Netzgekoppeltes PV-System mit Batteriespeicher

So können wir von oben sehen, dass ein PV-System mit Batteriespeicher im Grunde das gleiche ist wie das vorherige netzgekoppelte PV-System mit dem Hinzufügen von Batterien und Ladung Regler. Der Batterieladeregler bestimmt, ob der von den Solarmodulen erzeugte Strom für den Hausgebrauch benötigt wird, um Niederspannungsgeräte und Beleuchtung zu betreiben, oder ob er die zyklenfesten Backup-Batterien für den späteren Gebrauch auflädt.

Der Gleichstrom, der die Steuerung verlässt, fließt durch den Gleichstrom-Wechselstrom-Wechselrichter und wandelt ihn in Elektrizität um, die von allgemeinen Haushaltsgeräten verwendet werden kann. Überschüssiger Strom, der nicht vom Haushalt verbraucht oder verwendet wird, kann an das Stromnetz des Elektrizitätsunternehmens gesendet werden. Es ist besser, Beleuchtung und Geräte mit DC-Nennwert zuerst direkt von Ihrem Solarsystem zu betreiben, bevor der Strom vom Wechselrichter in AC umgewandelt wird. Dadurch erzielen Sie die größte Effizienz.

Das Leben mit einer netzgekoppelten PV-Anlage unterscheidet sich nicht vom Leben mit normalem Netzstrom, außer dass ein Teil oder der gesamte verbrauchte Strom von der Sonne stammt. PV-Solarsysteme, die für den Netzanschluss ausgelegt sind, sind normalerweise so ausgelegt, dass sie mindestens die Hälfte des Strombedarfs eines Hausbesitzers decken.

Der Kauf einer Photovoltaikanlage für zu Hause, die groß genug ist, um den gesamten elektrischen Bedarf eines Hauses zu decken, wäre extrem teuer, da die Solaranlage viel Platz einnimmt. Der von einem netzgekoppelten System erzeugte Solarstrom wird daher nur teilweise erzeugt, wobei die restliche Energie vom Energieversorger bereitgestellt wird.

Der Vorteil eines netzgekoppelten PV-Systems ebenfalls mit oder ohne Akkus ist, dass an klaren, blauen Sonnentagen, wenn die Photovoltaikanlage viel Strom produziert und das Haus wenig Energie verbraucht, wenn Sie beispielsweise den ganzen Tag außer Haus arbeiten, Sie ’ ;re Solaranlage erzeugt weiterhin Strom.

Der erzeugte überschüssige Strom geht nicht verloren, sondern wird in das Stromnetz zurückgespeist, um von Ihren Nachbarhäusern genutzt zu werden, die am Ende unwissentlich selbst die saubere, erneuerbare Energie nutzen während Sie durch Ihre “Nettomessung” Anordnung.

Im nächsten Tutorial über “Solarenergie” werden wir sehen, dass ein Solarwechselrichter verwendet werden kann, um die Gleichspannungen und -ströme eines typischen Solarmoduls in Wechselstrom umzuwandeln Spannung, die für die direkte Einspeisung in das Stromnetz geeignet ist.