Essentiële Componenten voor Zonnepaneel Installatie: Betrouwbaarheid & Kostenbesparing

Algemene Vereisten voor een Zonnepanelen Systeem Installatie

Groene energie, schone en hernieuwbare zonne-energie is de beste alternatief voor particuliere en industriële consumenten wereldwijd. Het minimaliseert de totale exploitatiekosten en koolstofuitstoot. De overstappercentage van reguliere energiebronnen naar groene energie, met name zonne-energie, groeit snel in de VS, EU, China, het Midden-Oosten en Azië.

• Gerelateerd: Blokkeerdiode en Bypass-diodes in een Zonnepaneel Klemmenbus

Zonnepanelen Systeem

Een zonnepaneel (ook wel fotovoltaische cel of zonnecel genoemd) is een apparaat dat fotonen uit zonneschijn absorbeert en omzet in elektrische energie.

In recente jaren is het concept van off-grid en smart-grid systemen populairder geworden, waarbij consumenten kiezen voor schone energie zoals wind- en zonne-energie om de afhankelijkheid van reguliere elektriciteitsleveranciers te verminderen of te elimineren en de exploitatiekosten te verlagen. Een efficiënt zonnestroomsysteem met garantië voor vele jaren zorgt voor terugverdiening van de initiële investering en gratis energie.

• Gerelateerd: Hoe een Zonnestroom PV-systeem te Ontwerpen en Installeren? Met Opgelost Voorbeeld

Hoofdcomponenten van een Zonnepanelen Systeem

Hieronder staan de basis- en algemene componenten en apparaten die nodig zijn voor een zonnepanelen installatie thuis. Details per apparaat volgen per sectie.

(1) Zonnepaneel

Het zonnepaneel, ook wel Zonnecel of Fotovoltaische Cel genoemd, is de ruggengraat van het zonnestroomsysteem. Er zijn verschillende typen zonnepanelen, zoals polykristallijn en monokristallijn. Monokristallijn is efficiënter en iets duurder dan polykristallijn. Selectiecriteria voor een zonnepaneel zijn diverse: ruimte, garantie, efficiëntie, technologietype, kosten, etc. Houd er rekening mee dat de uitgang (output) beslissend is bij het kiezen van een geschikt zonnepaneel voor residentiële installatie.

Over het algemeen wordt het zonnepaneel direct aangesloten op de laadregelaar, maar er zijn verschillende manieren om zonnepaneel-arrays te verbinden (serie en parallel), afhankelijk van belastingberekening, specifieke energiebehoefte voor huishoudapparaten, batterijbank-configuratie, dakoppervlak, klimaat en piekzonne-uren.

U kunt eenvoudig het aantal benodigde zonnepanelen en de laadstroom voor de batterij berekenen en de stapsgewijze handleiding voor zonnepanelen installatie volgen met omvormerwaarde, back-upvermogen van batterijen volgens de belastingvereiste.

In de onderstaande afbeelding is een 120 Watt, 12V en 10A zonnepaneel getoond dat 12V DC levert voor direct batterijladen en DC-belasting kan direct worden aangesloten via de laadregelaar.

(2) Laadregelaar (Charge Controller)

Zoals de naam al zegt, is een laadregelaar (ook wel laadregulator genoemd) een apparaat dat de spanning en stroom van de aan de batterijen aangesloten zonnepanelen regelt. Het hoofddoel is om overlading van batterijen (wat tot schade kan leiden) via zonnepanelen te voorkomen, aangezien 12V zonnepanelen 17-20V leveren bij geen belasting of volle zonneschijn. De reden is dat fabrikanten zonnepanelen ontwerpen voor verschillende klimaten en omstandigheden, zodat u de maximaal nominale spanning krijgt bij bewolking, lage zonneschijn en zware nevel.

Er zijn verschillende typen laadregelaars beschikbaar:

• Eenvoudig – 1 en 2 Traps Laadregelaars: Relais en shunt-weerstand worden gebruikt om de spanning in één of twee trappen te regelen en het zonnepaneel van de batterij te scheiden bij overspanning.
• PWM (Pulsbreedtemodulatie) – 3 Traps Laadregelaars: Gebaseerd op pulsbreedtemodulatie en koppelt het batterijcircuit af van het aangesloten zonnepaneel bij overlading.
• MPPT (Maximum Power Point Tracking) Regelaars: MPPT is een DC-naar-DC omvormer voor zonnepaneel-arrays naar de batterijbank. Het optimaliseert en regelt de hogere DC-spanningsniveaus van het zonnepaneel en converteert deze naar een lagere, geoptimaliseerde en geregelde spanning om de batterij te laden. Deze zijn iets duurder maar efficiënter. Ze leveren 10-30% meer vermogen aan de batterij met een efficiëntie van 94-98%.

In de onderstaande afbeelding is een 5-100 Ampère MPPT Laadregelaar getoond die gebruikt kan worden voor 12-48V batterijbanken en een maximum specificatie voor zonnepanelen van 170A, 150V.

(3) Batterij

Batterijen worden gebruikt voor back-up opslag. Er zijn verschillende typen batterijen in zonnestroomsystemen voor opslag en back-up werking 's nachts wanneer directe stroom van zonnepanelen niet beschikbaar is. Serie-, parallel- of serie-parallelverbinding van de batterijbank hangt af van het systeemontwerp (12V, 24V of 48V configuratie). Bij bewolking en geen zonneschijn kan de batterijbank via de omvormer vanaf het net worden opgeladen voor later gebruik.

De onderstaande afbeelding toont een 150Ah, 12V batterij. De batterij is direct aangesloten op de laadregelaar die de binnenkomende laadstromen en spanning van de fotovoltaische cel regelt voor back-up opslag en werking.

(4) Omvormer / UPS

Een omvormer (inverter) converteert DC-voeding naar AC-voeding. Omvormer en omzetter, bekend als UPS (Ononderbrekbare Voeding), wordt gebruikt om DC-spanning om te zetten in AC voor huishoudapparaten die op AC werken. De UPS wordt ook gebruikt om AC om te zetten in DC om de batterij op te laden vanaf directe AC-netvoeding.

Er zijn veel typen omvormers beschikbaar naar behoeften:

• Gecentraliseerde of String Omvormer met lagere kosten maar minder efficiënt.
• Power Optimizer om DC naar AC te converteren en aangesloten op centrale omvormer.
• Micro-omvormer met soepel en betrouwbare werking zelfs bij lage zonneschijn, maar duurder.

De onderstaande afbeelding toont een 1000 Watt, 12V DC naar 110VAC en 230V AC omvormer. Hij is aangesloten tussen batterij en belasting om de batterijuitgang (12V DC naar 230V AC) te converteren voor huishoudapparaten die op 230V AC werken. De tweede sleuf is voor 110-120V AC apparatuur.

Wat is de Beste Zonnepaneel voor Thuis en Wat Kost Het?

Monokristallijne zonnepanelen zijn een betere optie dan polykristallijne, maar zijn iets duurder. De eindbeslissing hangt af van veel factoren: uw regio en omgeving, zonne-uren, belastingvereisten, type batterijen in het systeem, etc. We hebben dit onderwerp al gedetailleerd besproken omdat het afhangt van belasting, ruimte, omgeving, technologie, back-up uren, etc. Al deze factoren moeten overwogen worden bij het selecteren van een geschikt zonnepanelen installatiesysteem naar vereisten. Het artikel is hier te vinden.