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2021年12月8日

用於構建住宅太陽能系統的元件

瞭解太陽能光伏系統安裝中所需每個元件的基礎知識的指南
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博客 - 構建住宅太陽能系統的元件

太陽能光伏(PV)系統非常簡單,只需要幾個元件即可運行。但是,可以添加其他元件,以更好地優化您的光伏系統,並幫助確保您的項目的安全性和成本效益。讓我們深入瞭解每個元件以及它們在安裝過程中的位置。

太陽能電池板

圖片來源:https://greenerideal.com/guides/0613-solar-panel-basics-what-solar-panels-are-made-of/

為了啟動能源生產,您需要太陽能電池板,也稱為太陽能工業中的太陽能模組或光伏電池板。太陽能電池板的工作原理是允許光子或光粒子將電子從產生電流的原子中敲擊出來。要瞭解有關電力如何產生的更多資訊,請查看 此由TED-Ed製作的視頻 ,該視頻展示了這一過程的實際應用。

太陽能電池板由6部分組成:矽太陽能電池,金屬框架,玻璃板,標準12V線和總線線。每個部分都有助於太陽能創造的特定過程。要更深入地瞭解每個部分,請查看 來自 EnergySage 的這篇文章

貨架和支架系統

圖片來源:https://www.solarpowerworldonline.com/2014/03/anatomy-rooftop-solar-mounting-system/

貨架和安裝系統顧名思義。這些設備安裝在建築物的屋頂或地面上。然後將太陽能電池板連接到機架和安裝系統,以確保太陽能電池板不會因風或雪等天氣條件而移動。

有不同類型的貨架和安裝系統,以滿足不同類型的屋頂。無論您的屋頂是平屋頂還是瓦片,甚至是彎曲的瓷磚,總有適合您的安裝系統。還有一些類型專為純速度或超強風而設計。要瞭解有關不同類型的安裝系統的更多資訊並瞭解哪種系統最適合您,請查看 來自太陽能世界的這篇文章。

逆變器

逆變器是太陽能光伏系統的關鍵部件。它們將太陽能電池板產生的直流電(DC)轉換為交流電(AC),交流電是用於為家庭或建築物供電的電力類型(要瞭解有關此過程的更多資訊,請閱讀 我們之前的博客)。有兩種類型的逆變器:組串逆變器和微型逆變器。

圖片來源 :https://solartribune.com/your-home/inverters/

組串式逆變器

組串式逆變器將一組太陽能電池板(也稱為串)連接到中央逆變器。大多數住宅光伏系統包含一個逆變器,而商業和公用事業規模的專案可能包含一個或多個逆變器,具體取決於建築物或土地的大小。連接到太陽能電池板和逆變器的電線和電路將太陽能電池板產生的電力傳輸到逆變器,以從直流電轉換為交流電。

組串式逆變器是迄今為止全球太陽能專案中最常用的能量轉換形式。

微型逆變器

微型逆變器直接安裝在每個太陽能電池板的背面,並從直流電轉換為交流電。這種新轉換的交流電將通過電線和電路傳遞到您的家庭或建築物。

模組級電力電子

MLPE(模組級電力電子設備)是連接到太陽能電池板的設備,可實現可以改善太陽能安裝多個方面的功能,包括性能,安全性,可見性等。MLPE 支援的主要功能包括:

· 優化 - MLPE 可以通過最大限度地減少陰影和不匹配對性能的影響來增加太陽能裝置的輸出。對於太陽能模組串,一個陰影(或損壞,髒汙等)模組會影響串上所有模組的性能。優化程式可最大程度地減少對整個字串的負面影響。

·監控 – MLPE 支援對關鍵性能指標的模組級可見性,以便最終使用者和安裝人員可以遠端識別和診斷問題

·安全 – MLPE 通過在必要時降低模組級陣列的電壓,滿足國家電氣規範 (NEC) 中的關鍵安全要求。該要求 - 通常稱為快速關閉 - 是為了第一回應者的安全而實施的,目前在包括美國在內的多個國家/地區都很活躍。

Tigo在100多個不同的國家/地區運營著數百萬個MLPE,讓太陽能擁有者和安裝人員選擇最適合其位置的特性和功能。要查看Tigo TS4 Flex MLPE系列,請 在此處查看我們的產品

電池

太陽能電池是太陽能光伏系統的可選元件。電池的使用有多種原因,通常分為2類:

·備用電源:電池能夠在電網停電時為家庭的全部或部分電力需求供電。

·節省能源費用:電池可以在成本較低時存儲能量,並在成本較高時放電,為客戶解鎖節省的成本。節省可能來自使用時費率計劃、需求費用、需求回應付款等。

太陽能電池通常是深迴圈電池,因為它們能夠處理長,頻繁,深的充電/放電迴圈。這種能力允許它存儲電力以供以後使用,類似於備用發電機,用於有限的能量。

電池有各種不同的尺寸、化學成分和形式。在Tigo,我們選擇了模組化的磷酸鐵鋰,因為它具有長穩定性,長使用壽命以及根據個人房主的要求調整尺寸的能力。

自動轉換開關

自動轉換開關(ATS)是太陽能光伏系統的另一個可選元件,如果太陽能光伏系統包含太陽能電池,則這是必需的。ATS 是一種自作用設備,可確保持續輸送電力。ATS中的技術持續監控一次電源(電網)和備用電源(太陽能電池)的電氣參數。如果 ATS 沒有檢測到任何電力進入建築物的保險絲盒,它將自動將負載電路傳輸或切換到備用電源(如果有)。

監控系統

太陽能監測有多種形式,對於許多網站來說,絕對最低限度是逆變器液位監測。監控解決方案通常是一個應用程式或網站,可以詳細瞭解太陽能光伏系統的性能。常見功能包括診斷性能問題或查看即時性能數據。

如上面的 MLPE 部分所述,可以使用 MLPE 實現對模組級性能特徵的可見性。此外,電池、電錶等都可以連接到監控系統,以便通過互聯網連接從任何地方獲得完整的系統級可見性。

要查看模組級監控解決方案的範例,您可以查看運行中的Tigo能源智慧監控系統。 點擊這裡檢視Tigo的即時演示

總結

住宅太陽能光伏系統的主要構建塊是太陽能電池板,機架和安裝系統,逆變器以及將所有元件連接在一起的佈線。其他元件是可選部件,可幫助優化和監控性能,讓您更加滿意和安心。

現在您已經瞭解了每個太陽能元件,您就離決定太陽能是否適合您又近了一步。想瞭解更多關於太陽能的資訊嗎?通過訪問 我們的Tigo社區頁面,加入有關太陽能的討論或詢問有關太陽能的問題。要在此博客上發表評論, 請按兩下此處。關注我們的社交媒體帳戶,以便在發佈新博客時收到通知。我們每周都會發佈!

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引用

TED-Ed:太陽能電池板是如何工作的? https://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp#watch

EnergySage:太陽能電池板的元件 https://news.energysage.com/what-are-solar-panels-made-of-list-of-solar-pv-materials/

太陽能世界:貨架和安裝系統指南 https://www.solarpowerworldonline.com/2017/02/different-types-solar-mounting-systems-roofs/

Tigo Energy: MLPE https://www.tigoenergy.com/ts4

Tigo Energy:監控系統演示 https://ei.tigoenergy.com/p/9jSvEb1tOkhl/system/overview

 

瞭解更多

關於太陽能的時程表 :https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf

美國太陽能發電量資料 :https://www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states

太陽能的環境效益 :https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=Through%20Q2%202020%2C%20the%20U.S.,tons%20of%20carbon%20dioxide%20emissions

全球太陽能發電量資料 :https://www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/ 

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