De componenten van een off-grid zonnestelsel

Er is de afgelopen jaren een enorme groei geweest in off-grid zonnestelsels

Al met al is de off-grid zonnesector maar liefst $175 miljard jaarlijkse markt met meer dan 420 miljoen gebruikersDeze groene energie-industrie vertoont op korte termijn geen tekenen van vertragingDeze hausse is deels te danken aan het grote aantal mensen dat is getroffen door natuurrampen en stroomuitval, evenals aan mensen die ervoor hebben gekozen om voor milieudoeleinden off-grid te leven

Of mensen nu hun energierekening willen verlagen of black-outs willen voorkomen, off-grid zonnesystemen zijn een geweldig antwoordAls u zich wilt aansluiten bij de miljoenen mensen die zonne-energie omarmen, zal het nuttig voor u zijn om te begrijpen wat de belangrijkste componenten van deze systemen zijn.Laten we dit gaan bekijkenIn deze blog leer je meer kennis over Off-Grid Solar systemen

Wat is een off-grid zonnestelsel?

Het off-grid zonnestelsel gebruikt groene energie van de zon om aan al uw stroombehoeften te voldoen zonder verbinding te maken met het elektriciteitsnet

Off-grid zonnesystemen worden steeds populairder voor mensen die hun impact op het milieu willen minimaliseren en de maandelijkse kosten willen verlagenZe zijn ook een uitstekende optie voor campers en mensen die buiten de gevestigde campings willen kamperen of op avontuur willen gaanSchippers genieten van betrouwbare stroom wanneer ze het water op gaan en zijn losgekoppeld van de walstroomHet kan een nieuwe manier van leven zijn waardoor je minder afhankelijk wordt van andere mensen

Een off-grid zonnestelsel bouwen

Hoewel zonnepanelen het meest zichtbare onderdeel zijn van een off-grid zonnestelsel, zijn ze slechts een onderdeel van het hele systeemJe hebt ook een zonnelaadregelaar nodig om de energie om te zetten, accubanken om de stroom op te slaan en een omvormer om de energie te gebruikenDit zijn allemaal belangrijke componenten van een zonnestelsel dat volledig off-grid werkt

Een typisch off-grid zonnestelsel maakt gebruik van zonnepanelen om de energie van de zon op te vangen en om te zetten in groene stroomZonder goede conditionering kan de elektriciteit van de zonnepanelen echter de accu's beschadigen

Als u een off-grid zonnestelsel bouwt, regelt een zonnelaadregelaar de spanning en stroom van de zonnepanelen om ze veilig op te slaan in een batterijbankDe spanning van een typische batterij is 12 volt DC (gelijkstroom)Dit is voldoende bij apparaten met een laag vermogen, maar voor apparaten met een hoog vermogen heeft u een krachtige AC (wisselstroom) nodig

Als je batterijen gebruikt om lampen en apparaten van stroom te voorzien, dan zijn een of meer deep-cycle batterijen nodigOok heb je één of meerdere omvormers nodig om de gelijkstroom van de accu's om te zetten in wisselstroom voor thuisgebruikDe omvormer levert vervolgens AC-stroom aan de stopcontactenKom hierheen voor informatie over de beste deep-cycle batterij voor jouw behoeften

Zonnepanelen

De zonnepanelen die u op huizen, bedrijven, boten of campers ziet gemonteerd, bestaan ​​uit vele kleine fotovoltaïsche cellenDe fotovoltaïsche cellen zijn gemaakt van een halfgeleidermateriaal dat zonlicht opvangt en omzet in elektriciteit

Er zijn verschillende soorten zonnepanelen waarmee u rekening moet houden wanneer u off-grid zonnesystemen maakt

Dunne-film en semi-flexibele zonnepanelen zijn licht van gewicht en geweldige opties voor campers en maritieme oppervlakken die doorgaans niet vlak zijnGewoonlijk zorgt de flexibiliteit van deze panelen ervoor dat ze zich aanpassen aan de rondingen van veel boten en campersBovendien kunnen deze zonnepanelen minder dan 18 kilogram wegen, waardoor ze minder vatbaar zijn voor diefstal of schadeHet zijn draagbare en flexibele opties, maar bieden vaak een lager rendement en prestatie dan andere zonnepanelen

Multikristallijn en monokristallijn zijn andere opties om te overwegen bij het bekijken van zonnepanelen voor uw systemenZe zijn qua constructie vergelijkbaar, maar doorgaans zijn monokristallijne zonnepanelen efficiënterEen monokristallijn zonnepaneel is echter doorgaans duurder dan een multikristallijn paneelDit zijn geweldige opties voor residentiële of vlakke oppervlakken, of het nu gaat om een ​​dak of een montagebeugel in een open veld of grasveld

Monokristallijne panelen zijn de duurste en meest efficiënte zonnepanelen die op de markt verkrijgbaar zijnDoorgaans zijn deze zonnepanelen efficiënter bij warm weer en ook bij weinig lichtAls u van plan bent om uw off-grid-mogelijkheden en efficiëntie te maximaliseren, zijn de monokristallijne zonnepanelen waarschijnlijk uw beste keuze

Laadregelaar op zonne-energie

De zonnelaadcontroller is een ander essentieel onderdeel van elk off-grid zonnestelselDe zonnelaadcontroller beheert de stroom van de zonnepanelen die naar de accubanken gaatHet kan worden gebruikt om overladen van de accubank te voorkomen om de spanningen van de accubank te regelenHet kan ook worden gebruikt voor zowel kortsluiting als temperatuurbeveiliging

De laadregelaar helpt ervoor te zorgen dat batterijen overdag niet overladen worden en dat er 's nachts geen energie terugvloeit van de batterijen naar de zonnepanelenMPPT-laadregelaars zijn de laadregelaar van de beste keuze voor de meeste zonnesystemenDe MPPT-laadregelaars zijn duurder dan hun tegenhangers met pulsbreedtemodulatie (PWM).MPPT-laadregelaars zijn echter veel efficiënter en de investering waard

Off-Grid Power Inverter

Een ander essentieel onderdeel van uw zonnestelsel is de omvormer, die de wissel- en gelijkstroomstroom regeltUw batterijbank slaat gelijkstroom op, maar veel van uw huishoudelijke apparaten en elektronica hebben wisselstroom nodigDus de omvormer verandert gelijkstroom in wisselstroom

Het is belangrijk om een ​​omvormer van het juiste formaat te kopen voor uw behoeftenEen omvormer wordt gedimensioneerd op basis van zijn vermogen, gemeten in wattU kunt eenvoudig de grootte van de omvormer schatten die uw elektronica en apparaten nodig hebbenU kunt dit doen door de stroomvereisten (in watt) van al uw elektronica en huishoudelijke apparaten bij elkaar op te tellenHet zal u vertellen hoeveel van een omvormer u nodig heeft

Als u bijvoorbeeld van plan bent een magnetron van 1500 watt, lampen van 200 watt en een koelkast van 400 watt op uw omvormer aan te sluiten, raden we een omvormer van 3000 watt (3 kW) aan

De batterijbank

Het belangrijkste onderdeel van een off-grid zonne-installatie is de accubank

Een accubank is simpelweg meerdere accu's die in serie of parallel zijn geschakeldBatterijen zijn waar energie van de zonnepanelen wordt opgeslagen

Zonder de accu's zou u het off-grid zonnestelsel alleen overdag kunnen gebruiken, ervan uitgaande dat het een zonnige dag isMet betrouwbare en voldoende grote batterijen kunt u dag en nacht gebruikmaken van het off-grid zonnestelsel, regen of zonneschijn

Loodzuuraccu's

De deep-cycle loodzuuraccu is al vele jaren de meest gebruikelijke en gemakkelijk verkrijgbare accuoptie voor auto's, campers, bestelwagens, zeeschepen, vissersboten en toepassingen op zonne-energieLoodzuuraccu's hebben doorgaans een lage energiedichtheid, matige efficiëntie, korte levensduur en hoge onderhoudseisen

Pro's

Het belangrijkste voordeel van de loodzuuraccu zijn de lage initiële kostenEen typische loodzuuraccu kost tussen de € 100 en € 350

Nadelen

Hoewel de loodzuuraccu de meest populaire accu is voor oplaadbare en startende toepassingen, heeft deze een lange lijst met negatieve eigenschappenLoodzuuraccu's zijn ongelooflijk zwaar, hebben een korte levensduur en vereisen regelmatig onderhoudAls u loodzuuraccu's tot minder dan 50% van hun nominale capaciteit ontlaadt, zal dit permanente schade veroorzaken en de toch al korte levensduur van de accu verkorten

Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)-batterijen

Een van de groeiende trends in off-grid zonne-energiesystemen is het gebruik van deep-cycle lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)-batterijen voor de batterijbankLiFePO4-batterijen gebruikten lithiumzout om efficiënte en lichtgewicht groene energieopslag te creëren

Pro's

Er zijn tal van redenen waarom mensen overstappen op LiFePO4-batterijenTen eerste zijn LiFePO4-batterijen efficiënter en laden ze sneller op dan traditionele loodzuurbatterijenBovendien kunt u meer dan 80% van de nominale capaciteit van een LiFePO4-batterij gebruiken zonder schade aan te richtenBovendien wegen LiFePO4-batterijen ongeveer de helft van wat hun tegenhangers van loodzuurbatterijen doenEen van de meest populaire redenen waarom mensen van de LiFePO4-batterijen houden, is echter dat ze geen onderhoud nodig hebben en gemakkelijk tien jaar of langer meegaanTegenwoordig schakelen steeds meer mensen hun loodzuuraccu's over op LiFePO4-accu's

Nadelen

Ondanks de lange lijst met pro's zijn LiFePO4-batterijen niet perfectHet belangrijkste nadeel is dat ze vooraf te duur zijnTerwijl een loodzuuraccu $ 100- $ 350 kan kosten, kost een vergelijkbare LiFePO4-batterij doorgaans $ 400 - $ 1.200Ondanks dat het op de lange termijn goedkoper is, zijn deze enorme kosten vooraf vaak een afschrikmiddel voor veel mensen

Hoeveel kost een off-grid zonnestelsel?

De kosten van een off-grid zonnestelsel variëren afhankelijk van hoeveel elektriciteit een huishoudelijk apparaat verbruikt en de grootte van het systeem dat u kiestEen kleine opstelling voor een weekendje camperen of kamperen met zonnepanelen van 100 W en een batterij van 100 Ah levert je een paar honderd dollar op, afhankelijk van welke batterij je kiestDit energiesysteem is voldoende om wat kleine elektronica en lampen aan de gang te houden en vereist minimale installatieDit systeem zal u $ 400-1000 opleveren, wat goed besteed geld is om voorgoed van uw elektriciteitsrekening af te komen (waardoor u $ 250- $ 350 per jaar bespaart)

Als u van plan bent een middelgrote opstelling voor een hut of uitgebreidere camping aan te schaffen, heeft u waarschijnlijk ongeveer 1.000 watt aan zonnepanelen, een 3.000 watt omvormer en een 400 Ah accubank nodigDit systeem vereist waarschijnlijk een professionele installateur, tenzij u handig bent met elektriciteit

De prijs van dit systeem varieert ook, afhankelijk van of u LiFePO4- of loodzuuraccu's gebruiktTer vergelijking: 400 Ah loodzuuraccu's kunnen evenveel kosten als een enkele LiFePO4-accuEen typische opstelling van dit kaliber kan ongeveer $ 5.000 - $ 10.000 kosten

Als je volledig off-grid wilt wonen in een woonhuis, kijk je naar een vrij aanzienlijke investeringHet gemiddelde zonnesysteem ligt tussen de 12 en 20 kW, maar dat hangt af van uw individuele elektriciteitsbehoefteEen zonnepaneel van 12.000 watt is genoeg om de meeste huizen in de VS van stroom te voorzienS, heeft dit systeem meerdere omvormers van 5.000 watt nodig om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom, en een accubank van 1.000 tot 1.200 Ah die overtollige energie gedurende de dag opslaat

Deze systemen kosten doorgaans meer dan $ 25.000+ en de constructies zijn complexerTenzij u een professionele opleiding of ervaring hebt, kunt u dit het beste overlaten aan een professionele ingenieur

Andere off-grid zonnestelselapparatuur nodig

We hebben de belangrijkste componenten van een off-grid systeem behandeld, maar je hebt nog steeds meer componenten nodig om je installatie voor je zonnestelsel te voltooienEen batterijmonitor, bedrading, zekeringen en verdeelbalken zijn bijvoorbeeld slechts enkele van de andere componenten die nodig zijn om uw systeem correct te laten werkenVooral de batterijmonitor laat u de exacte laadcapaciteit van uw batterijen weten, zodat u precies weet wanneer het tijd is om ze te vervangenDe zekeringen en verdeelstaven beschermen uw apparaten tegen wegwaaien bij een stroomstoot

Het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat elk van de componenten in uw systeem geschikt is voor de grootte en vraag van uw systeemU moet ervoor zorgen dat het elektrische systeem van uw huis uw huishoudelijke apparaten aankanHet hebben van onderschatte componenten kan gevaarlijk zijn en brandgevaar opleverenAls u niet bekend bent met een van deze componenten, vraag dan de hulp van ervaren en getrainde professionals

Verbreek de verbinding en onderhoud jezelf door off-grid te gaan

Een off-grid zonnestelsel is de beste manier om los te koppelen en zelfredzaam te zijn

Dit zonne-energiesysteem is goedkoop, betrouwbaar en vereist praktisch geen beheer, terwijl het de meest beproefde hernieuwbare groene energiebron gebruikt die we hebben: de zonZe kunnen huiseigenaren ook duizenden dollars per jaar besparen op energierekeningen

Zonnepanelen aan zijkant van de cabine

Off-grid zonnesystemen worden vaak gebruikt als back-up bij stroomuitval of als aanvulling op traditionele energiesystemen

Hoeveel eenheden zonnepanelen zijn er nodig om een ​​huis off-grid te laten draaien?

Laten we aannemen dat we zonnepanelen van 300 watt hebben en dat u van plan bent om uw off-grid huis van stroom te voorzienU hebt geen toegang tot het elektriciteitsnet en het installeren van off-grid zonne-energie bij u thuis is uw beste optie om aan uw energiebehoeften te voldoen

Laten we aannemen dat elk paneel ongeveer acht uur zonlicht per dag krijgtEen paneel van 300 watt ontvangt acht uur zonlicht per dag, wat neerkomt op bijna twee uur zonlicht5 kilowattuur per dagAls we dit vermenigvuldigen met 365 dagen per jaar, krijgen we een zonne-output van ongeveer 900 kilowattuur per jaarKortom, elk zonnepaneel levert 900 kilowattuur per jaar

Hoeveel energie verbruikt uw huis?

Uit de meeste gegevens blijkt dat een typisch Amerikaans huis (2.000 vierkante meter huis) jaarlijks ongeveer 11.000 kilowattuur verbruiktDus, we kunnen ons totale verbruik delen door de verwachte output van een 300W zonnepaneel, we zullen zien dat ongeveer 13 zonnepanelen van deze grootte genoeg zouden zijn om huizen van die grootte van stroom te voorzienDe volgende stap is om erachter te komen hoeveel zonnepanelen u moet plaatsen op basis van de hoeveelheid zon die u ontvangt waar u woont

12V, 24V OF 48V? WAT IS HET BESTE?

Meestal weten mensen allemaal dat panelen en omvormers doorgaans verkrijgbaar zijn in opties van 12, 24 of 48 voltDe campers en boten gebruiken meestal 12v-batterijen, dus mensen houden van een stick met 12v-zonnepanelenVroeger was een 12-voltsysteem de standaard voor de meeste Amerikaanse huizen, maar tegenwoordig hebben veel grotere thuissystemen een vermogen van 24v of 48v

12v-systemen zijn goed voor veel doe-het-zelfscenario's op zonne-energie, waaronder campers/campers/busjes, camperaanhangers en kleine hutten of kleine huizenAls uw energiebehoefte ongeveer 1.000 - 5.000 watt is, is een 24-volt systeem het beste voor uAls uw energiebehoefte meer dan 3.000 watt bedraagt, overweeg dan het 48-volt-systeemTegenwoordig gebruiken grote off-grid-huizen vaak 48-volt-systemen

Is een off-grid zonnestelsel het waard?

Off-grid gaan is op de lange termijn financieel en ecologisch zinvol

De initiële kosten zijn hoog, maar u kunt de oorspronkelijke investering in slechts 3-5 jaar terugverdienen en daarna profiteert u tientallen jaren van de voordelenUw investering in de batterijsystemen die zullen worden gebruikt om zonne-energie op te slaan, zal echter langer duren om terug te verdienen; de terugverdientijden voor batterijsystemen duren meestal 10 jaar als u LiFePO4-batterijen als uw opslagsysteem gebruikt

Hoeveel eenheden zonnepanelen heb ik nodig om een ​​koelkast te laten werken?

Koelkasten van verschillende afmetingen hebben verschillende wattagesMaar de berekening is voor elk huishoudelijk apparaat hetzelfde

Hoeveel Watt produceren de zonnepanelen?

De hoeveelheid zonne-energie die uw zonnepanelen produceren, is afhankelijk van verschillende factoren, zoals de panelen zelf, het weer en uw opstellingAls het gemiddelde residentiële zonnepaneel 250 watt produceert tijdens piekproductie, of een zonnepaneel vier uur per dag 250 watt produceert, komt dit overeen met 1 kWh(250 x 4 ÷ 1000)

Bepaal hoeveel Watt uw koelkast verbruikt

Elke koelkast heeft een energielabel waarop staat hoeveel kWh de koelkast gemiddeld per jaar verbruiktNu je weet hoeveel energie je zonnepanelen produceren en hoeveel stroom je koelkast nodig heeft, is de rest eenvoudigJe kunt de benodigde energie delen door de geproduceerde energie en het resultaat is het aantal zonnepanelen dat je nodig hebtAls uw koelkast bijvoorbeeld 2 kWh per dag verbruikt en uw zonnepaneel 1 kWh per dag produceert 2 ÷ 1 = 2, dan heeft u dus 2 zonnepanelen nodig om uw koelkast van stroom te voorzien

Hoe lang duurt het 100 watt zonnepaneel om een ​​batterij op te laden?

Dit is afhankelijk van verschillende factoren, zoals de grootte van uw batterij, de efficiëntie van uw zonnepaneel en de hoeveelheid zonlicht die beschikbaar is

U dient de volgende informatie te controleren voordat u batterijen oplaadt met zonnepanelen

Wat is de capaciteit van de batterij wanneer deze volledig is opgeladen?

De ontladingsdiepte van de batterij bij normaal gebruik

Instraling op uw locatie (indien niet bekend, gebruik dan 4 piekzonuren als gemiddelde waarde) Het type zonnecontroller dat moet worden gebruikt (MPPT is efficiënter)

Over het algemeen heeft een auto-accu van 12 V 50 Ah met een ontlading van 20% 2 uur nodig om volledig op te laden met een zonnepaneel van 100 watt

Een loodzuur deep-cycle 12v 50Ah accu bij 50% ontlading duurt ongeveer 4 uur om volledig op te laden met een 100 watt zonnepaneel

De bovenstaande voorbeelden gaan uit van een zonnepaneelstroomoutput van 575 ampère met behulp van een MPPT-controller

Hoe lang duurt het voordat een zonnepaneel van 100 watt een batterij van 100 ampère oplaadt?

Een zonnepaneel met een vermogen van 100 W en een MPPT-zonnelaadcontroller duurt ongeveer 12 uur5 uur om een ​​50% ontladen 100Ah loodzuur deep-cycle accu volledig op te laden200 watt aan zonnepanelen wordt aanbevolen om een ​​batterij van 100 Ah in één dag op te laden als de batterij wordt gebruikt voor energieopslag in huis

Als een zonnepaneel van 100 watt wordt aangesloten op een MPPT-zonnelader, duurt het ongeveer 20 uur om een ​​80% ontladen 100 Ah lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)-accu volledig op te laden250 watt aan zonnepanelen wordt aanbevolen om een ​​100Ah LiFePO4-batterij in een dag volledig op te laden als deze batterij wordt gebruikt voor energieopslag thuis

Conclusie

Steeds meer Amerikanen stappen over op zonne-energie, door een combinatie van dalende kosten, tariefvrijstellingen, verbeterde technologie en natuurlijk de alarmbellen over klimaatveranderingHet is u misschien opgevallen dat er meer zonnepanelen in uw buurten of bedrijven in uw omgeving worden geplaatst die aankondigen dat ze overschakelen op hernieuwbare groene energie - het maakt allemaal deel uit van een wereldwijde inspanning om de uitstoot van broeikasgassen tegen 2030 te verminderen om een ​​catastrofale toename te voorkomen in de wereldtemperatuurAl met al is het een spannende tijd voor alles wat met zonne-energie te maken heeft