オフグリッドの太陽電池アレイから安定した電力を供給したいと考えています。それはあなたの家がエネルギーに依存しないようにするのに役立つはずです。まず、自分のエネルギー需要について学びましょう。毎日どれくらいのエネルギーを消費しているかを把握しましょう。これは、太陽光発電システムに適切なサイズを選択するのに役立ちます。また、インバーターの過負荷も防ぎます。優れたデザインとスマートなパネル配置により、システムの動作が向上します。太陽光の収集不良や電圧漏れなどの問題を回避するのに役立ちます。太陽光発電の資源を確認し、適切な部品を選ぶことが重要です。小さな亀裂やバイパスダイオードの破損などの小さな問題でも、システムの動作が低下する可能性があります。メンテナンスを続ければ、太陽光発電の設置を保護できます。長期的にはお金も節約できます。
オフグリッド太陽光発電の問題の一般的な原因は次のとおりです。
過大なサイズのシステム
水や熱による一般的な劣化
毎日どれくらいのエネルギーを消費しているかを把握しましょう。すべてのアプライアンスの使用量を合計します。これは、太陽光発電システムに適切なサイズを選択するのに役立ちます。また、インバータに過剰な電力が供給されるのを防ぎます。
エネルギーニーズに合ったソーラーパネルとバッテリーをお選びください。あなたの地域がどれくらいの日光を受けるかを考えてください。 優れた部品は システムの動作を改善し、より長く使用できるようにします。
システムのメンテナンスを頻繁に行ってください。どのくらいの電力が発生するかを確認してください。パネルを掃除し、損傷がないかどうかを確認します。これにより、太陽電池アレイが正常に動作し続けます。
スマートなツールを使用して電力を管理します。これらのツールは、バックアップ電力の使用量を削減するのに役立ちます。太陽エネルギーへの投資の価値がさらに高まります。
日光が最も少ない月を計画してください。今回は太陽電池アレイのサイズを決定します。これにより、システムが年間を通してエネルギー需要を確実に満たすことができます。
エネルギーニーズを理解することから、オフグリッド太陽光発電システムの設計を開始する必要があります。正確な 負荷の計算は、 システムのサイズを正しく設定するのに役立ちます。この手順を省略すると、家の電力が不足したり、追加の機器に多額の費用がかかりすぎたりする可能性があります。
開始するには、次の手順に従います。
あるすべての電化製品をリストアップします。 家に各デバイスとそのワット数を書き留めます。
1日の使用量を計算します。 アイテムごとに次の式を使用します: 1 日あたりの使用量 (Wh) = ワット数 × 1 日あたりの使用時間
1 日の合計エネルギー消費量を合計します。 すべてのデバイスのこれにより、総エネルギー必要量がワット時 (Wh) またはキロワット時 (kWh) で得られます。
季節の変化に合わせて調整します。 冬や夏にはエネルギー消費量が増える可能性があります。この時間帯にどのくらい多くのエネルギーを消費するかを必ず確認してください。
重要な負荷を特定します。 冷蔵庫や医療機器など、常に稼働させる必要がある家電製品を決定します。これらの負荷により、システムの最小サイズが設定されます。
ヒント: 常に太陽電池アレイのサイズを調整してください。 日照量が最も少ない月 、またはエネルギー必要量が最も多い月。これにより、システムが一年中正常に動作するようになります。
必要なエネルギーは季節や毎日の習慣によって変化します。冬には照明を増やしたり、夏には扇風機を動かしたりするかもしれません。これらのパターンは、オフグリッド システムの設計方法に影響します。
太陽光の季節変化により、 冬には太陽光エネルギーが最大 70% 低下する可能性があります。この数か月間、エネルギー需要に対応するには、より大きな太陽電池アレイが必要になる場合があります。
エネルギーを最も多く消費する時期を追跡します。朝と夕方のピークは多くの家庭で一般的です。
表を作成して、エネルギー消費量が最も多い日または月を確認します。これは、オフグリッド システムが最もハードに動作する必要がある時間帯を計画するのに役立ちます。
エネルギーのニーズと使用パターンを理解することで、オフグリッド太陽光発電システムが一年中信頼できる電力を家庭に供給できるようになります。
太陽電池アレイのサイズを選択する前に、次のことを知る必要があります。 あなたの地域がどれだけ日光を受けるか。太陽放射照度は、1平方メートルあたりにどれだけの太陽エネルギーが当たるかを示します。この数値は、場所、高度、天候によって変化します。
ここにテーブルがあります アメリカ大陸の平均太陽放射量。これを使用して、自分の地域を他の地域と比較できます。
| 放射照度のタイプ | 地理的地域 | データのタイプ | ソース |
|---|---|---|---|
| 全球水平放射照度 (GHI) | アメリカ大陸 | 年間および月間平均 | 全国太陽放射データベース (NSRDB) |
| 直接法線放射照度 (DNI) | アメリカ大陸 | 年間および月間平均 | 全国太陽放射データベース (NSRDB) |
あなたが住んでいる場所は、太陽光発電の発電量に影響します。 高いところは日差しが強いですが、寒かったり、天気が荒れたりすることもあります。お住まいの地域に雲や雨が多い場合、ソーラーパネルの発電量は減少します。
高いところは日光がより多く当たります。
暑い気候では、パネルの動作が摂氏 1 度ごとに最大 0.5% 悪化する可能性があります。
塵や雲により電力が最大 60% 削減される可能性があります。
雪がパネルを遮る可能性がありますが、明るい地面はより多くの太陽光をパネルに反射させることができます。
山火事や雹は太陽電池アレイに損害を与える可能性があります。
ヒント: システムのサイズを選択する前に、地域の天気と太陽光の記録を確認してください。これは、より適切な計画を立て、強力なオフグリッド システムを構築するのに役立ちます。
太陽電池アレイをエネルギー需要と太陽光に適合させる必要があります。まずは何個あるか調べてください ピーク日照時間 (PSH) 。 お住まいの地域が毎日取得するPSH は、太陽光が平方メートルあたり 1 kW を与えるのに十分な強さを示す時間を意味します。ほとんどの場所は間に入る 3.8 および 4.6 kW/m² 、しかしこれは季節によって変わります。
太陽電池アレイとバッテリーのサイズを決定するには、次の手順に従ってください。
あなたのサイトがどれだけの太陽エネルギーを取得しているかを調べてください。
あなたの場所での太陽の角度とタイミングを把握してください。
近隣の観測所の気象データを確認できます。
木、建物、丘の影を探してください。
ソーラー パネルのニーズを見積もるには、次の式を使用します。
必要なソーラー アレイ サイズ (kW) = 1 日の総エネルギー使用量 (kWh) ÷ (ピーク日照時間 × システム効率)
熱やその他の損失により、システム効率は通常 15 ～ 20% 低下します。ご家庭で 1 日あたり 10 kWh を使用し、4 PSH が発生する場合、次のものが必要になります:
10 kWh ÷ (4 PSH × 0.8) = 3.125 kW のソーラー パネル
また、次のことも必要です ピックバッテリーストレージ。バッテリーは曇りの日や夜間に余分なエネルギーを節約します。 2 ～ 3 日間十分な電力を保持できるバッテリーを選択してください。これにより、太陽が出ていないときでもシステムが動作し続けます。
注: 常に日光が最も少ない月を計画してください。これにより、太陽電池アレイが一年中正常に動作し、家に電力を供給し続けることができます。
太陽電池アレイとバッテリーのサイズを決定するには、慎重な計画が必要です。エネルギー需要、太陽光、天候を確認する必要があります。システム サイズのルールと太陽光データを使用して、強力なオフグリッド システムを構築します。
オフグリッド太陽電池アレイに適切な部品を選択することが重要です。システムが良好に動作し、長期間使用できるようにしたいと考えています。良いものを選んでください ソーラーパネル、バッテリー、インバーターによりパフォーマンスが向上します。それぞれの部品は、太陽光発電システムがスムーズに動作するのに役立ちます。賢い選択をすれば、ご家庭で太陽光エネルギーを利用できるようになります。
エネルギー需要と所有物に合ったソーラーパネルを選択してください。まずは、自分が毎日どのくらいのエネルギーを使っているのかを把握しましょう。屋根や庭にどれくらいの日光が当たるかを確認してください。木や建物の影を探してください。スペースと予算に合わせてパネルをお選びください。
オフグリッド用途にソーラーパネルを選択する際に考慮すべき点は次のとおりです。
エネルギーの必要量と毎日の使用量を調べます。
屋根の日当たりや屋根の状態を確認しましょう。
最高の太陽光発電システムのパフォーマンスを実現するために、適切に連携するシステム部品を選択してください。
曇りの日のために、発電機などのバックアップ電源を計画してください。
設置と維持のためにお金を確保しておきます。
システムがローカルのルールと規範に従っていることを確認してください。
システムの設置を専門家に依頼することを検討してください。
後で追加できるパネルを使用して、将来のアップグレードを計画します。
ソーラーパネルにはさまざまな技術が使用されています。 N型シリコンセルを使用するものもあります。これらのパネルはより効果的に動作し、時間の経過とともに電力損失が少なくなります。 N 型細胞は90% 以上を維持します。 、25 ～ 30 年間その電力の暑い気候でもより効果的です。パネル内の熱により電力が 8 ～ 15% 低下する可能性があります。熱に強く、長年使用できるパネルを選択してください。
効率: N 型シリコン パネルは、同じスペースでより多くの電力を供給します。
耐久性: N 型セルの電力損失は毎年約 0.25% のみです。
実際のパフォーマンス: パネルは高温になるため、温度定格が良好なものを選択してください。
ヒント: 強力な保証と実証済みの強度を持つソーラーパネルを選択してください。これにより、オフグリッド システムを長持ちさせることができます。
バッテリーは夜間や曇りの日に追加の太陽エネルギーを節約します。オフグリッド太陽電池アレイに適切なタイプとサイズを選択してください。主なバッテリーの種類は、リチウムイオン電池と鉛蓄電池です。どのタイプにも良い点と悪い点があります。
以下は、リチウムイオン電池と鉛酸電池を比較した表です。
| 要素 | リチウムイオン電池 | 鉛酸電池 |
|---|---|---|
| エネルギー密度 | より高いエネルギー密度、より少ないスペースでより多くのストレージを実現 | エネルギー密度が低いため、より多くのスペースが必要 |
| 重さ | 軽量、10kWh あたり約 200 ～ 250 ポンド | より重くなり、10kWh で 600 ポンドを超えることもあります |
| 環境への影響 | 二酸化炭素排出量が低く、毒性の少ない材料 | リサイクル性は高いが、有毒物質が含まれている |
| 安全性 | 安定していて火災リスクが低い、BMS が必要 | 正しく使用すれば安全ですが、酸がこぼれる危険性があります |
| 初期費用 | 初期費用が高い (kWh あたり 400 ～ 750 ドル) | 初期費用の削減 (kWh あたり 150 ～ 300 ドル) |
| 長期的なコスト | 効率化により時間の経過とともにコストが安くなる | より多くの交換が必要になり、長期的には費用がかかる |
常時オフグリッドの家庭には、リチウムイオン電池または優れた液式鉛蓄電池を選択してください。密閉型鉛蓄電池は、キャビンや時々使用する場所で使用できます。リチウム電池は、バックアップを備えた系統接続システムに適合します。緊急時のバックアップのみに使用する場合は、密閉型鉛蓄電池が適しています。
バッテリーストレージのサイズを決めることが重要です。日光が当たらない状態で 2 ～ 3 日間は十分な電力が必要です。これは「自立日数」と呼ばれます。バッテリーのサイズを調整するには:
1 日の総エネルギー使用量を調べます。
何日間の自主性を希望するかを決定します (通常は 2 ～ 3 日)。
バッテリーのサイズを求めるには、毎日のエネルギー使用量に日数を掛けます。
太陽電池アレイ、バッテリーバンク、その他の部品のサイズを決定することは、オフグリッド システムにとって非常に重要です。自分のエネルギー習慣を知り、季節の変化に備えた計画を立てる必要があります。負荷の優先順位付けなどのエネルギー管理のテクニックを使用して、システムの正常な動作を維持します。
注: バッテリーはオフグリッド太陽光発電システムの心臓部です。嵐や曇りの日でも家に電力を供給できるように、適切なタイプとサイズを選択してください。
充電コントローラーはバッテリーを安全に保ち、ソーラーパネルの充電方法を制御します。 PWM (パルス幅変調) または MPPT (最大電力点追跡) コントローラーを選択できます。各タイプは、異なるセットアップで最適に機能します。
以下に相違点を示す表を示します。
| 機能 | PWM 充電コントローラ | MPPT 充電コントローラ |
|---|---|---|
| アレイ電圧 | PV アレイとバッテリーの電圧は一致している必要があります | PV アレイの電圧はバッテリー電圧よりも高くなる可能性があります |
| バッテリー電圧 | バッテリー電圧で動作し、暖かい天候やバッテリーがほぼフルの場合に適しています | バッテリー電圧以上で動作し、寒い天候やバッテリー残量が少ないときにブーストを与えます。 |
| システムサイズ | 小規模システムに最適 | ≈ 150W – 200W 以上のシステムに最適 |
PWM コントローラーはコストが低く、小規模なオフグリッド システムで機能します。 MPPT コントローラーはコストが高くなりますが、特に大規模なシステムや寒い天候でより効果的に機能します。
インバーターは、バッテリーからの DC 電力を家庭用の AC 電力に変換します。負荷とバッテリー電圧に適合するインバーターを選択してください。次の機能を探してください:
| 仕様の | 詳細 |
|---|---|
| インバータの定格電力 | kW または kVA で表示されます。 kWの方が正確です。換算：kVA×0.8＝kW。 |
| オフグリッドインバーターのサイジング | すべての条件下で総荷重を満たさなければなりません。温度ディレーティングを考慮してください。 |
| ピーク電力出力 | 高サージを伴う機器に必要。誘導負荷を処理する必要があります。 |
| サージ定格 | 時間はさまざまです。一部のインバータは短時間サージ出力を示します。 |
| バックアップ電源 | 一部のインバータはバックアップ モードでフル電力を維持しますが、他のインバータはそうではありません。 |
インバーターの出力電圧が ご家庭のニーズと一致していることを確認してください (米国では 120V)。
最大の負荷 (ほとんどの家庭では 4 kW ～ 8 kW) に対応できる十分な電力を備えたインバーターを選択してください。
インバータの入力 DC 電圧をバッテリストレージに一致させます。
システムのサイズと予算に基づいて、MPPT または PWM 充電コントローラーを選択してください。
ヒント: 優れたインバーターとコントローラーは、オフグリッド太陽電池アレイを安全かつ適切に実行するのに役立ちます。バッテリーを保護し、家の電力を維持します。
適切なソーラーパネル、バッテリー、充電コントローラー、インバーターを選択すると、優れた太陽光発電システムが得られます。適切なセットアップと慎重な計画は、オフグリッド太陽光発電システムを最大限に活用するのに役立ちます。
ソーラーパネルを取り付ける正しい方法を選択すると、システムの動作が向上します。固定マウントはパネルを一年中同じ角度で保持します。調整可能なマウントを使用すると、太陽に合わせて傾きを変更できます。これにより、 エネルギーが 20 ～ 30% 増加します。特に太陽が低い冬には、太陽追跡システムは、一日中太陽を追跡するようにパネルを移動します。これらにより、システムは固定マウントよりも約 40% 多くのエネルギーを得ることができます。これらの賢い取り付けの選択肢を使用すると、ご自宅の電力がさらに増えます。
太陽電池アレイを設置するときは、パネルを正しい方向に向けてください。北半球にお住まいの方は、 南を目指してください。南半球に住んでいる場合は、北に向けてください。建築現場の周りに木や煙突などがあるかどうかを確認してください。これらは影を落とし、得られるエネルギー量を低下させる可能性があります。季節によって影が変化し、冬は影が長くなります。日陰を避けられない場合は、マイクロインバーターまたはパワー オプティマイザーを使用してください。これらは、システムが正常に動作し続けるのに役立ちます。優れたレイアウトと賢い選択が役立ちます 最大限のエネルギーを引き出します。 太陽光発電設備から
太陽光発電システムを 正しい方法で配線することで安全が保たれます。接地は、金属部品を地面のロッドに接続します。これ 感電を停止します。システムの接地は、電流を地面に流すワイヤを接続します。これ 電圧を安定に保ちます。接地については常に地域の規則に従ってください。バッテリを備えたシステムでは、バッテリの近くで接地してください。アースは突然の変化を制御し、システムを保護するのに役立ちます。
サージ保護デバイス (SPD) は安全のために重要です。 SPD 太陽電池アレイを保護します。 雷などの大きな爆発から余分な電気を敏感な部分から遠ざけます。これにより、システムは安全に保たれ、正常に動作します。ソーラーパネルは大きく屋外にあるため、落雷を受ける可能性があります。嵐の多い場所での太陽光発電の設置が増えると、サージ保護の重要性がさらに高まります。良質な部品を使用し、接地が強く、抵抗が低いことを確認してください。
ヒント: 賢いセットアップと安全手順により、オフグリッド太陽光発電システムの寿命が長くなり、動作が改善されます。
オフグリッド太陽電池アレイを計画するときは、現時点とその後のコストを考慮してください。ソーラーパネル、バッテリー、インバーター、設置の料金を最初に支払います。初期費用はかかりますが、毎年節約できます。もう公共料金を支払う必要はありません。ほとんどのオフグリッド太陽光発電システムは、 7年から10年。わずか 3 年で利益が得られるものもあれば、最大 12 年かかるものもあります。
コストと節約に関するいくつかの事実を次に示します。
オフグリッド太陽光発電システムのメンテナンス 300 ドルから 800 ドルの費用がかかります。 毎年
公共料金は年間 1,500 ドルから 2,500 ドルかかる場合があります。
20 年間で、電気代を 10,000 ドルから 30,000 ドル節約できる可能性があります。
検査と清掃には通常、毎年 300 ドルから 500 ドルの費用がかかります。
光熱費を支払わないことで、維持費以上の節約になります。
ヒント: 定期的なメンテナンスにより、太陽光発電システムが長持ちし、安定した節約が可能になります。
スマートな電力管理により、オフグリッド太陽光発電システムの動作が向上します。特別なツールを使用して、太陽光発電の量を推測できます。これらのツールは、バックアップ電力の使用量を減らし、エネルギーの無駄を減らすのに役立ちます。また、クリーン エネルギーの使用量を増やし、化石燃料の使用量を減らすのにも役立ちます。
LiFePO4 などの最新のバッテリーには、 バッテリー管理システム が組み込まれています。これらのシステムは充電と放電を監視します。バッテリーが満杯になりすぎたり、空になりすぎたりするのを防ぎます。これによりバッテリー寿命が保護されます。 スマートなエネルギー管理システムは、 バッテリーセル間の充電のバランスをとり、常にパフォーマンスをチェックします。ユーザーの電気習慣を学習し、料金が安いときにバッテリーを充電します。さらに電力が必要な場合は、バッテリー電源に切り替えてコストを節約します。予測機能により、システムは天候の変化に対応できます。これにより、家に常に十分なエネルギーが確保されます。
特別な使い方ができる 方法 追跡 ソーラーパネルからさらに多くのことを得る:
インクリメンタルコンダクタンス法は、最適な電力点を迅速に見つけます。
Perturb and Observe の方法は簡単で安価です。
ハイブリッド手法では、より良い結果を得るためにさまざまな方法を組み合わせます。
注: スマートな管理により、オフグリッド太陽電池アレイの正常な動作が維持され、投資を最大限に活用できます。
オフグリッドの太陽電池アレイを何年も稼働させたいと考えています。定期的にチェックを行うことで、問題を早期に発見することができます。これにより、システムが正常に動作し続けます。メンテナンスを怠ると、太陽光発電システムが電力を失ったり、動作しなくなったりする可能性があります。システムを保護するには、簡単な計画に従う必要があります。
システムの出力を 毎日または毎週確認してください。これは、何かが間違っている場合に気づくのに役立ちます。
5 ～ 10 年ごとに、ソーラー パネルとインバータに損傷がないか確認してください。
ソーラーパネルを頻繁に掃除してください。乾燥した場所や風の強い場所に住んでいる場合、これは重要です。ほこりや汚れは太陽光を遮り、エネルギーを低下させる可能性があります。
専門的な検査を行う発見できます。 ことで、小さな問題が悪化する前に
年次チェックとクイック修正により、 システムは正常に動作し続けます。
定期的なケアにより、太陽電池アレイが長持ちし、コストも節約できます。
ヒント: これらのチェックを行うと、オフグリッド システムは長年にわたって安定したエネルギーを家に供給します。
スマートツールを使用して、オフグリッド太陽光発電システムを監視できます。これらのツールは、システムがどのように動作しているかを確認するのに役立ちます。問題をすぐに発見できるようになります。リモート監視により、何か問題が発生した場合はすぐにアラートが送信されます。自動化システムは、インバーターの故障やパネルの磨耗などの問題を悪化する前に発見できます。
オフグリッド太陽電池アレイ向けの主な監視ソリューションをいくつか紹介します。
| ツール名 | 主な機能 |
|---|---|
| オムニディアン | AI を活用したパフォーマンスの保証とレポート作成 |
| パワーハブ | 再生可能エネルギーの資産管理 |
| 力率 | クラウドベースの分析と自動化されたワークフロー |
| ソーラーマン事業 | あらゆる種類の太陽光発電システムのモニタリング |
| ソーラーSCADA | 商業ニーズに対応した統合資産監視 |
| ステムアテナ | AI を活用したクリーン エネルギー管理 |
| バレンティン PV*SOL | 太陽光発電システムの設計と計画 |
リモート監視により、システムが正しく動作しているかどうかを確認できます。
問題が発生するとアラートが表示されるので、問題を迅速に修正できます。
これらのツールは、太陽光発電の設計を適切に機能させ、家のエネルギーを保護するのに役立ちます。
注: スマートな監視と定期的なチェックにより、オフグリッド太陽電池アレイは強力で信頼性の高いものになります。
いくつかの重要な手順に従うことで、家庭用に強力なオフグリッド太陽電池アレイを構築できます。まずは、自分がどのくらいのエネルギーを使っているのかをよく見てみましょう。システムの賢い計画を立てましょう。太陽光発電の設置に適した部品を選択してください。定期的にチェックしてシステムを管理してください。専門家は、バックアップ電源を用意しておくべきだと言っています。エネルギーの使用量に注意し、パネルを頻繁に掃除してください。以下の表に、さらに役立つアイデアを示します。
| 推奨事項 | 説明 |
|---|---|
| 電源の冗長化 | オフグリッド システムの重要なものにバックアップ電源を確保します。 |
| エネルギー消費分析 | すべてのデバイスを書き留め、毎日のエネルギー使用量を合計して、適切なサイジングを実現します。 |
| 太陽資源評価 | 太陽光データを確認して、オフグリッド アレイの動作を改善します。 |
| 定期メンテナンス | 最良の結果を得るには、毎月バッテリーをチェックし、数か月ごとにパネルを掃除してください。 |
これらを作らないようにしてください オフグリッドでよくある間違い:
必要なエネルギー量を推測する
間違ったバッテリーの選択
自分の地域の太陽光について考えていない
メンテナンスを忘れる
悪い配線を使用している
システムを常に監視し、難しいオフグリッド設定については専門家にサポートを求めてください。
オフグリッド インバーターは、バッテリーからの DC 電力を家庭用の AC 電力に変換します。照明、電化製品、工具を稼働させるにはオフグリッド インバーターが必要です。電力網に接続していないときに太陽エネルギーを使用するのに役立ちます。
総エネルギー必要量を確認する必要があります。実行するすべてのデバイスのワット数を合計します。最大負荷よりも高い電力定格を持つオフグリッド インバーターを選択してください。将来のニーズに備えて、常に追加の電力を計画してください。
リチウムイオンまたは鉛蓄電池を備えたオフグリッド インバーターを使用できます。インバーターがバッテリー電圧と一致していることを確認してください。一部のオフグリッド インバーター モデルは、特定のバッテリーの化学的性質でより適切に動作します。ご購入前に必ずメーカーのガイドをご確認ください。
サージ保護により、オフグリッド インバーターを落雷や電力スパイクから守ります。インバーターやその他の部品への損傷を防ぎます。太陽光発電システムを保護し、高額な修理を回避できます。サージ保護により、オフグリッド インバーターの寿命が長くなります。
オフグリッド インバーターを毎月チェックする必要があります。警告灯やエラーコードを探してください。通気口からのほこりを掃除します。奇妙な音に耳を傾けてください。定期的なチェックは、問題を早期に発見し、オフグリッド インバーターの正常な動作を維持するのに役立ちます。
