Jenis Sistem Tenaga Surya Apa yang Ada?

Sistem tenaga surya diklasifikasikan berdasarkan cara mereka terhubung ke jaringan utilitas dan cara listrik digunakan. Ada empat tipe utama:sistem grid-tied, sistem off-grid, sistem hybrid dan sistem DC murni.

Keempatnya pada dasarnya menggunakan panel surya yang sama. Yang membedakannya adalah apakah terdapat sambungan jaringan listrik, apakah terdapat baterai, dan apakah daya disalurkan sebagai AC atau DC. Mana yang tepat untuk Anda bergantung pada apakah jaringan listrik tersedia di tempat Anda berada, berapa harga listriknya, dan seberapa besar dampak pemadaman listrik.
 

Berikut adalah perbandingan berdampingan terlebih dahulu, diikuti dengan melihat lebih dekat setiap jenisnya.
 

1. Tata Surya Terikat Jaringan: Memasukkan Listrik Langsung ke Jaringan Listrik

Bagaimana cara kerjanya

Pada siang hari, panel menghasilkan listrik DC. Inverter yang terikat jaringan mengubahnya menjadi AC yang sesuai dengan frekuensi dan fase jaringan. Listrik pertama-tama menyuplai beban Anda sendiri, dan kelebihannya dijual ke jaringan listrik. Pada malam hari atau saat mendung, ketika panel listrik tidak dapat memenuhi kebutuhan Anda, Anda membeli listrik dari jaringan listrik. Tidak ada baterai yang terlibat.

Terdiri dari apa

Panel surya dan struktur pemasangan:panel mengubah sinar matahari menjadi listrik, dan struktur pemasangan mengatur sudut kemiringan dan hambatan angin.

Inverter terikat jaringan:jantung dari sistem. Ia melakukan pelacakan titik daya maksimum (MPPT), mengubah DC menjadi AC, dan memberikan perlindungan interkoneksi jaringan.

Perlindungan sisi DC:Kabel DC, sakelar DC, dan kotak penggabung (sistem tipe string kecil sering kali menghilangkan kotak penggabung).

Kotak distribusi AC:berisi pemutus sirkuit dan perangkat perlindungan lonjakan arus.

Meter:meteran pembangkitan atau meteran dua arah yang digunakan untuk mengatur listrik yang diekspor ke jaringan listrik.

Proteksi petir, grounding dan pemantauan:ini menjaga sistem tetap aman dan memungkinkan Anda memeriksa data pembuatan dari jarak jauh.

Dimana itu cocok

Sistem ini bekerja paling baik ketika penggunaan listrik pada siang hari tinggi dan jaringan listrik stabil: rumah dan vila yang dibangun sendiri dengan ruang atap yang dapat digunakan, dan pabrik, gudang, supermarket, dan sekolah yang beroperasi pada siang hari. Ini memiliki investasi terendah dan struktur paling sederhana, dan merupakan tipe dengan kapasitas terpasang terbesar di dunia.

Contoh dan rekomendasi

Rumah pedesaan yang dibangun sendiri:dengan luas atap sekitar 60 hingga 80 meter persegi, Anda dapat memasang sekitar 8 hingga 10 kW. Pilih inverter string satu fase atau tiga fase. Generasi tahunan bergantung pada sinar matahari lokal, jadi perkirakan menggunakan data iradiasi lokal.

Bangunan pabrik:atap yang besar dan beban siang hari yang tinggi sesuai dengan sistem 300 kW hingga 1 MW, yang digunakan terutama untuk konsumsi sendiri dengan surplus yang diekspor ke jaringan listrik. Pengembalian dana biasanya lebih singkat dibandingkan sistem perumahan.

Satu hal yang perlu diingat

Sistem yang terikat pada jaringan mati secara otomatis ketika jaringan mati (perlindungan anti-islanding). Artinya, rumah dengan sistem grid-tie masih tidak mendapat aliran listrik saat terjadi pemadaman listrik.
 

2. Tata Surya Off-Grid: Sepenuhnya Independen dari Jaringan Listrik

Bagaimana cara kerjanya

Daya dari panel mengisi baterai terlebih dahulu. Ketika beban mengambil daya, baterai menyuplainya melalui inverter. Sistem ini mandiri dan tidak memiliki koneksi ke jaringan utilitas.

Terdiri dari apa

Panel surya dan struktur pemasangan

Pengontrol muatan surya:mengisi daya baterai dan melindunginya, biasanya tipe MPPT.

Bank baterai:baterai litium besi fosfat, timbal-karbon, dan gel timbal-asam semuanya digunakan. Kapasitas baterai menentukan berapa lama sistem dapat berjalan tanpa sinar matahari.

Inverter di luar jaringan:mengubah daya DC baterai menjadi AC. Banyak produk menggabungkan pengontrol dan inverter dalam satu unit.

Peralatan distribusi dan perlindungan

Generator cadangan (opsional):sumber tambahan selama cuaca berawan atau hujan yang berkepanjangan.

Dimana itu cocok

Tempat-tempat yang tidak memiliki jaringan listrik, atau tempat yang biaya koneksinya terlalu mahal: pulau-pulau, lahan penggembalaan, pos-pos perbatasan, rumah-rumah di pegunungan, stasiun penelitian terpencil, dan stasiun pangkalan telekomunikasi.

Contoh dan rekomendasi

Rumah Herder:dengan konsumsi harian sekitar 5 hingga 8 kWh, pemasangan panel sekitar 3 kW, penyimpanan baterai sekitar 10 kWh, dan unit all-in-one off-grid 3 kW dapat menjalankan lemari es, TV, dan penerangan. Kurangi penggunaan peralatan berdaya tinggi.

Tip ukuran:ukuran baterai dengan jumlah hari berawan berturut-turut yang ingin Anda liput. Cadangan 2 hingga 3 hari sebagai aturan, dan lebih banyak lagi di tempat yang sinar matahari tidak dapat diandalkan.

Sebagian besar biaya sistem off-grid dihabiskan untuk baterai. Masa pakai baterai berpengaruh besar terhadap total biaya, jadi jangan menilai hanya berdasarkan harga di muka saja.
 

3. Sistem Tata Surya Hibrid: Penyimpanan Grid-Tied Plus, dengan Daya dan Cadangan Jaringan

Dalam dunia industri jenis ini lebih sering disebut dengan asistem hybrid grid-tied/off-gridatau asistem hibrida solar-plus-penyimpanan. Ia menambahkan baterai ke sistem yang terikat pada jaringan, sehingga dapat berinteraksi dengan jaringan dan juga memasok listrik sendiri selama pemadaman listrik.

Bagaimana cara kerjanya

Generasi siang hari melayani beban terlebih dahulu. Kelebihan daya mengisi baterai, dan setelah baterai penuh, sisanya diekspor ke jaringan listrik. Pada malam hari, beban diambil dari baterai, dan ketika baterai hampir habis, beban diambil dari jaringan listrik. Ketika jaringan listrik mati, sistem akan beralih ke mode off-grid dan tetap memberikan daya pada beban kritis melalui port cadangannya.

Terdiri dari apa

Panel surya dan struktur pemasangan

Inverter hibrida:menggabungkan fungsi inverter terikat jaringan dan inverter baterai dalam satu unit. Ini adalah peralatan utama yang membedakan sistem ini dari dua sistem sebelumnya.

Baterai penyimpan energi:sistem perumahan saat ini terutama mengandalkan litium besi fosfat.

Meteran pintar atau trafo arus:mengukur konsumsi rumah tangga dan daya yang mengalir ke dan dari jaringan listrik, yang digunakan sistem untuk memutuskan kapan harus mengisi dan mengosongkan daya.

Sistem manajemen energi (EMS):menetapkan strategi pengoperasian, seperti pengisian dan pengosongan sesuai dengan harga listrik waktu penggunaan.

Panel beban cadangan:beban penting seperti lemari es, penerangan, dan peralatan jaringan disambungkan ke port cadangan.

Dimana itu cocok

Area yang sering mengalami pemadaman listrik atau jaringan listrik yang tidak stabil

Tempat-tempat dengan kesenjangan yang besar antara harga listrik pada saat puncak dan di luar jam sibuk, tempat Anda dapat mengisi daya saat listrik murah dan melepaskannya saat listrik mahal

Pengguna yang sensitif terhadap gangguan listrik: kantor pusat, peternakan, gudang pendingin, dan klinik kecil

Contoh dan rekomendasi

Rumah tangga vila:Panel 8 hingga 10 kW dengan penyimpanan baterai 10 hingga 20 kWh. Hubungkan lemari es, penerangan, router dan beberapa stopkontak ke port cadangan. Apakah beban berat seperti AC dapat dimasukkan tergantung pada daya keluaran cadangan inverter.

Peternakan:memasang sistem yang terikat pada jaringan dengan penyimpanan sehingga ventilasi, pemanas, dan peralatan air minum tetap berfungsi selama pemadaman listrik.

Sistem hibrida memerlukan biaya lebih besar dibandingkan sistem yang terikat jaringan. Uang ekstra tersebut dapat membeli dua kemampuan: cadangan daya selama pemadaman listrik dan arbitrase harga. Apakah hal ini akan membuahkan hasil tergantung pada seberapa sering pemadaman terjadi secara lokal dan pada tarif listrik Anda.
 

4. Tata Surya DC Murni: Daya DC Tanpa Inversi

Bagaimana cara kerjanya

Listrik DC dari panel tidak diubah menjadi AC. Ini langsung ke beban DC. Beberapa sistem dilengkapi baterai dan pengontrol, dan beberapa tidak memiliki baterai sama sekali: saat matahari bersinar, beban akan berjalan, dan jika tidak, beban akan berhenti.

Terdiri dari apa

Panel surya

pengontrol DC(hanya diperlukan pada sistem dengan baterai)

Baterai(opsional)

beban DC:Lampu LED, pompa air DC, kipas angin DC, kamera dan perlengkapan sejenisnya

Tanpa inverter, strukturnya adalah yang paling sederhana dari keempatnya, dan hanya ada satu langkah konversi yang menyebabkan hilangnya energi.

Dimana itu cocok

Tempat yang bebannya sendiri DC, dayanya kecil dan peralatannya tersebar: lampu jalan tenaga surya, lampu taman, pompa air tenaga surya, irigasi pertanian, lampu lalu lintas dan peralatan pengawasan, serta alat komunikasi kecil.

Contoh dan rekomendasi

Lampu jalan tenaga surya:konfigurasi umum adalah panel beberapa puluh watt, baterai litium, dan pengontrol. Lampu menyala secara otomatis di malam hari, dan tidak diperlukan kabel.

Pompa air tenaga surya:panel menggerakkan pompa DC secara langsung. Semakin kuat sinar matahari di siang hari, semakin banyak air yang dipompa ke tangki penyimpanan untuk digunakan nanti. Anda dapat meninggalkan baterai dan menghemat banyak biaya.

Batasannya jelas. Ia tidak dapat memberi daya pada peralatan AC rumah tangga biasa secara langsung, dan tingkat dayanya tidak boleh terlalu besar.

5. Bagaimana Memilih Diantara Empat Sistem

Selesaikan pertanyaan-pertanyaan ini secara berurutan:

Apakah ada kisi-kisinya?Jika tidak, pilih DC off-grid atau murni. Jika ya, lanjutkan ke pertanyaan berikutnya.

Seberapa besar dampak pemadaman listrik?Jika banyak, pilih sistem hybrid. Jika tidak banyak, pilihlah yang terikat pada jaringan.

Apakah beban Anda adalah peralatan AC atau beban DC?Jika Anda hanya perlu memberi daya pada beban DC seperti lampu jalan atau pompa, DC murni saja sudah cukup.

Berapa anggaran Anda?Untuk kapasitas tenaga surya yang sama, grid-tied adalah yang termurah. Sistem hibrida dan off-grid menambah biaya baterai.

Pertanyaan Umum

T: Mengapa sistem yang terhubung dengan jaringan listrik tidak berfungsi saat listrik padam?Karena inverter mempunyai proteksi anti islanding. Jika sistem terus mengalirkan listrik ke jaringan mati, hal ini akan membahayakan pekerja utilitas yang sedang melakukan perbaikan, sehingga harus terputus secara otomatis. Jika Anda ingin listrik padam, pilihlah sistem hybrid.

T: Apakah sistem off-grid dapat diubah menjadi sistem hybrid nantinya?Ya, tapi itu tergantung peralatan yang ada. Jika sistem aslinya menggunakan inverter off-grid, biasanya harus diganti dengan inverter hybrid. Panel dan struktur pemasangan umumnya dapat digunakan kembali.

T: Apakah sistem DC murni lebih hemat energi dibandingkan sistem AC?Ia kehilangan lebih sedikit energi karena tidak ada langkah inversi, tetapi hanya jika beban sudah menjadi perangkat DC. Membeli peralatan DC hanya untuk menghemat kerugian konversi biasanya lebih mahal daripada penghematannya.

T: Tipe manakah yang merupakan nilai terbaik untuk sebuah rumah?Jika jaringan listrik stabil dan seseorang di rumah menggunakan listrik pada siang hari, maka jaringan terikat adalah nilai terbaik. Jika pemadaman listrik sering terjadi atau kesenjangan antara harga puncak dan harga di luar jam sibuk besar, pertimbangkan sistem hibrida. Pembayaran kembali tergantung pada harga listrik setempat, kebijakan insentif, dan penggunaan aktual Anda, jadi tanyakan perkiraannya kepada pemasang lokal yang berkualifikasi.