1. Klasifikacija prema tehnologiji: fotonaponski vs
Širom svijeta ljudi se trenutno kreću prema korištenju obnovljivih izvora energije kako bi ispunili svoje energetske potrebe. U današnjem svijetu postoji mnogo primjera-pojavljivanja i implementacije sistema/tehnologija solarne energije u društvo. Studenti koji su nedavno diplomirali ili pojedinci koji žele koristiti solarne tehnologije u svrhe kod kuće ili na poslu morat će se educirati o tome koje vrste solarnih sistema postoje, kako rade i njihove prednosti i nedostatke, kako bi donosili informirane odluke o kupovini. Sistemi solarne energije mogu se podijeliti u tri tipa na osnovu:
1) kako se proizvodi energija (tehnologija);
2) kako se sistem povezuje/radi u sprezi sa električnom mrežom (konfiguracija);
3) veličina sistema u odnosu na druge tipove sistema.
Cilj ovog članka je da vam pruži nekoliko primjera kako možemo klasificirati tehnološke sisteme solarne energije u ove tri kategorije i dati vam detaljne opise svake od njih.
Najosnovnija klasifikacija solarnih energetskih sistema zasniva se na tome kako koristimo sunčevu energiju za napajanje stvari. Postoje samo dva načina da se to uradi: korišćenjem fotonaponske (PV) ili korišćenjem koncentrisane solarne energije (CSP); a zatim tu su solarni termalni sistemi koji stvaraju izlaz toplotne (ili-proizvodnje) energije (grijanja).
Fotonaponski (PV) sistemi
Najčešći tip korištenja solarne energije su fotonaponski sistemi. Uz pomoć fotonaponskog efekta, moderni fotonaponski sistemi pretvaraju sunčevo zračenje u električnu energiju koristeći poluvodič, najčešće silicij, koji je industrijski standard. Poluprovodnik je 'pobuđen' sunčevim zracima, što uzrokuje kretanje struje elektrona i stvaranje jednosmerne električne struje, za razliku od naizmjenične struje, koja teče u dva različita smjera. U većini domaćinstava i radnih mjesta to se naziva jednosmjerna struja (DC). Da bi bio primenljiv u većini domaćinstava i na radnim mestima, inverter je neophodan za pretvaranje jednosmerne struje (DC) ćelije u naizmeničnu struju (AC). S obzirom na svestranost i skalabilnost fotonaponskih sistema, moderni komercijalni paneli su dizajnirani da postignu efikasnost od čak 30%. Ovi sistemi mogu biti mali kao nekoliko fotonaponskih panela na krovu, ili veliki kao velike -fotonaponske farme solarne energije.
2. Klasifikacija prema mrežnoj interakciji: uključeno-mrežno, isključeno-mrežno i hibridno
Iz perspektive instalatera ili vlasnika kuće, najpraktičnija klasifikacija fotonaponskog sistema zasniva se na njegovoj električnoj konfiguraciji i odnosu sa komunalnom mrežom. Postoje tri glavna tipa: mreža-vezana (na-mreža), van-mreža (samostalni) i hibridni sistemi.
Na-mrežnim (mrežnim-vezanim) sistemima
On{0}}mrežni sistemi su direktno povezani na javnu električnu mrežu i najčešći su tip stambenih i komercijalnih instalacija širom svijeta.
Kako to radi: Solarni paneli proizvode električnu energiju tokom dana. Ova snaga se koristi za pokretanje opterećenja zgrade. Ako sistem proizvodi više energije nego što je potrebno, višak se vraća u komunalnu mrežu. Noću ili tokom perioda niske proizvodnje, zgrada crpi struju iz mreže.
Ključna komponenta: Ovi sistemi ne zahtijevaju baterije baterija. Sama mreža djeluje kao virtuelni sistem za skladištenje viška energije.
Prednosti: Oni su najisplativiji-i najjednostavniji za instalaciju zbog nedostatka baterija. Oni također omogućavaju neto mjerenje, gdje vlasnici kuća dobijaju kredit za višak električne energije koju isporučuju u mrežu.
Nedostatak: Primarni nedostatak je to što se sistem gasi tokom nestanka električne energije iz sigurnosnih razloga (kako bi spriječio povratno-isporuku električne energije radnicima na mreži), što znači da ne može osigurati rezervno napajanje.
Off-Mrežni (samostalni) sistemi
Sistemi van{0}}mreža funkcionišu nezavisno od električne mreže. Idealni su za upotrebu u udaljenim područjima bez praktične mreže ili gdje su troškovi povezivanja na mrežu preveliki.
Rad: Solarni paneli omogućavaju punjenje baterije za upotrebu tokom noći ili kada nije sunčano. Inverter funkcionira kao pristupnik za pretvaranje istosmjerne struje koju proizvode baterije u naizmjeničnu struju kako se koristi u kući.
Centralna karakteristika: Baterija koja može obezbijediti dovoljno energije da podrži isključen-mrežni sistem tokom više dana bez potrebe za punjenjem, glavna je karakteristika isključenog-mrežnog sistema. Jer kada vremenski uslovi spreče punjenje, mnoge kuće van mreže će također imati rezervni generator koji će osigurati više nego dovoljno energije za duže vremenske periode.
Prednosti: Živi potpuno nezavisno od električne mreže i ima pristup struji u udaljenom području koje ne prima struju iz električne mreže.
Nedostaci: Ovi sistemi su znatno skuplji zbog troškova baterije. Oni također zahtijevaju složeniji dizajn i pažljivo upravljanje energijom od strane korisnika kako bi se izbjeglo pražnjenje baterija.
Hibridni sistemi
Hibridni sistemi kombinuju najbolje elemente on-mrežne i van{1}}mrežne tehnologije.
Šta je hibridni sistem: Hibridni sistem se povezuje na komunalnu mrežu, baš kao sistem{0}}vezan za mrežu, ali ima i bateriju uključenu u sistem. Proizvedena solarna energija se prvo koristi za napajanje električnih opterećenja u domu, a zatim za punjenje baterija. Tek nakon što se baterije potpuno napune, preostala proizvedena solarna električna energija se vraća u mrežu. Tokom nestanka struje zbog nestanka mreže, hibridni sistem ima mogućnost da se odvoji od mreže i nastavi da snabdijeva dom energijom preko baterije i preko solarnih panela.
Ključna komponenta hibridnog sistema: Hibridni inverter ili inverter uparen sa kontrolerom baterije - ova komponenta kontroliše mnoge različite komponente u hibridnom sistemu.
Prednosti posjedovanja hibridnog sistema: Pouzdanost rezervnog napajanja, mogućnost uštede energije koju sami{0}}izvodi za korištenje tokom vršnih cijena električne energije, i eventualno manja baterija u poređenju sa-aplikacijom koja nije samo na mreži.
Nedostatak hibridnog sistema: Dodatni troškovi baterije čine ukupni trošak većim od standardnog{0}}mrežnog sistema.
3. Klasifikacija po aplikacijskoj skali: distribuirano naspram centralizirano
Osim po tipu sistema, solarne instalacije se također kategoriziraju na osnovu njihove veličine i njihovog odnosa prema električnom opterećenju koje opslužuju.
Distribuirana proizvodnja (DG): To su manji sistemi koji se nalaze najbliže mjestu potrošnje. Većina sistema na stambenim krovovima i na komercijalnim zgradama su u ovoj kategoriji. Obično su integrisani u niskonaponsku distributivnu mrežu i mogu omogućiti potrošačima da uštede na svojim računima za struju.
Centralizirana proizvodnja (utility-Scale): Ovo su velike solarne elektrane, koje se obično prostiru na stotine hektara, koje proizvode električnu energiju koja se zatim isporučuje preko visokonaponskih dalekovoda do-udaljenih krajnjih-korisnika. U ovoj kategoriji su i velike- solarne PV farme i CSP postrojenja. Sve u svemu, klasifikacija solarnih energetskih sistema je složena. Bilo da je klasificirana prema uključenoj tehnologiji (PV naspram CSP), operativnoj konfiguraciji (na-mrežu, van-mreže ili hibridu), ili stepenu primjene, svaka klasifikacija ima važnu funkciju u svjetskom energetskom sistemu. Poznavanje ovih razlika je temelj za one koji žele da koriste solarnu energiju.
