To je prilično dobro poznato u ovom trenutku da je Mr. Osim očigledne znanstvene fantastične hladnoće (Elektrika, Sateliti, Futuristički Roboti!) I njegove ekološke prihvatljivosti (energija bez buke ili zagađenja), u posljednjih pet godina novac na kraju je sazrela, tako da je solarna energija sada najjeftiniji način za proizvodnju električne energije – čak i prije nego što uzmete u obzir dodatnu naknadu od svih dostupnih subvencija i koristi od života bez zagađenja.
Watt solarnih panela: od 100 $ + do pedeset centi (2017.) u manje od mog životnog vijeka (izvor slike cleantechnica). Broj 2017. za plavu stranu grafikona dosegnuo je više od 95.000 MW.
To radi za pojedince: U mnogim slučajevima, ako možete dobiti dobar stalak solarnih panela na vašem krovu, vaša mjesečna ušteda će biti ekvivalentna izradi ulaganja koje je bolje od tržišta dionica. No, brojevi izgledaju još bolje jer vaša solarna postava postaje veća, kao da koristite solarnu energiju ili solarnu farmu u zajednici.
Povezano: U novijim Colorado ponudama za energiju, solarna energija je najjeftinija opcija, čak i kada je podloga za pohranu baterije (Vox).
Zabavan dio ovoga za mene oduvijek je bila fizika. Otkako sam naučio koliko energije Sunce sjaji na površinu našeg planeta (oko 16.000 puta više energije nego što je cijelo čovječanstvo konzumiralo, čak i uz naše trenutne proširene navike), bio sam siguran da je svijet solarne energije uglavnom neizbježan. Jedine prepreke bile su ljudska inercija i politika, koje su privremene. Fizika je zauvijek.
Na primjer, razmislite o sljedećoj karti koja prikazuje malu količinu naših pustinja koje bismo trebali zamijeniti solarnim panelima svi potrošnja energije (struja, nafta, plin, nuklearna energija, hidroelektrane, vjetar, itd.)
Slika 1: Malo zemljište koje je potrebno za napajanje cjelokupnog čovječanstva. (izvor slike)
I zapravo je čak i bolje: slika iznad pretpostavlja učinkovitost solarne ploče stare škole od 8%, dok je 18% sada standardna stopa. Tako možete ponovno izrezati crne točkice na pola, a zatim još nekoliko puta nasjeckajte na račun drugih postojećih čistih izvora energije.
I naravno, ne morate koncentrirati panele i izvoditi ogromne vodove svugdje, kao što se podrazumijeva na karti. Možete staviti solarne ploče gotovo bilo gdje i početi će raditi kao mali zaposlenici za vas, neumorno ispuštajući energiju (koja je ekvivalentna novcu) i automatski.
Što je, naravno, stvarni predmet ovog članka.
Moj DIY solarni projekt
Novi solarni kolektor u radionici MMM HQ-a proizvodi više nego dovoljno snage za pogon cijelog objekta tijekom cijele godine, te naplaćuje električna vozila različitih članova.
Prirodno, oduvijek sam želio imati vlastitu farmu solarne energije. Do sada su me razni izgovori sprječavali da to učinim: nema sjajnih mjesta za postavljanje panela na krov moje glavne kuće, malo nepovoljnih lokalnih propisa, već uglavnom nedostatak znanja o tome što točno kupiti i kako ga instalirati.
Zakleo sam se da ću svaki put kad završim ovaj projekt napisati izvješće vas, da vas poštedim nekih istraživanja i vremena koje sam morao proći.
Uđimo u to!
Prvi dio: Pokažite mi novac
Kao što možete vidjeti na slici gore, započela sam s izgradnjom relativno malog solarnog polja. Postoji dvanaest ploča, svaka oko 40 x 60 inča. Svaki od njih generira 300 vati električne energije kada sunce sja, a kada pokrenete brojeve za moju klimu, cijelo postrojenje će proizvesti oko 6100 kWh električne energije godišnje, što vrijedi 732 dolara godišnje po prosječnim cijenama električne energije u SAD-u.
Prilično nevjerojatno – dovoljno energije da pokrenem moj coworking prostor i Susjedna prodavaonica gđe MM … iz komada lijepog crnog stakla koje je otprilike iste veličine kao i jedno parkirno mjesto za automobile!
U međuvremenu veleprodaja Troškovi ove opreme su se slomili otprilike ovako:
- 12 solarnih panela po 130 USD $ 1656 (ukupno 3600 vati na 46 centi po vatu)
- 12 modula za optimizaciju (koji povećavaju izlaznu snagu tijekom djelomične sjene): $ 650
- Jedan SolarEdge 6 kW Inverter (pretvara DC iz panela u AC za mrežu): $ 1102
- Različiti nosači, nosači za montiranje, vijci i ožičenje: $ 460
Dakle, moj ukupni trošak, zbog vrlo dobre sreće da imam prijatelja koji je i posvećen Mustahiju i vlasnika tvrtke koja je cvjetala solarna, bila je 3900 dolara.
To je najbolji slučaj, ali čak i nakon što dodate normalne profitne marže plus 30% tarifu koju je Donald nedavno uložio na solarne panele (i zapamtite da su paneli zahvaljujući samo pola cijene sustava), još uvijek možete kupiti sličan komplet za $ 5000 ili tako.
Prilikom mjerenja godišnjeg povrata ulaganja (ili "razdoblja povrata ulaganja"), samo je jedna stvar bitna na troškovnoj strani: cijena po vatu. Završio sam s izgradnjom ovog sustava 1,08 dolara po vatu, što je po današnjim standardima malo, ali će uskoro zvučati visoko.
I zapamtite, obično postoje porezni poticaji za daljnje smanjenje troškova – možete uzeti 30% popusta na taj trošak zbog američkog Federalnog poreznog kredita za investicije (ITC), a možda i više od vaše države ili lokalne samouprave ili poduzeća ,
Velika solarna putovanja u Durango
Prošle godine sam upoznao lošeg Mustachovog poduzetnika po imenu John. Bio je u Longmontu da bi posjetio neku obitelj ovdje, ali njegova prava baza je u Durangu, Colorado gdje vodi uspješnu solarnu instalaciju. Shaw Solar, O tom čovjeku treba ispričati milijun priča, ali za sada ćemo početi s ovim.
Znajući koliko sam dugo bio zainteresiran za solarni projekt "uradi sam", John je odlučio pojačati se i pomoći mi da to napokon završim. Pregledali smo tehničke detalje, izračune, strategije i troškove. Sve je to kulminiralo time što sam u svibnju 2017. godine odradio spektakularan izlet do Durangoa s drugim lokalnim prijateljem.
Bio je to pravi izlet, za mnogo više od kupnje solarnih panela i savjeta. Durango je zapanjujući mali gradić, a ispostavilo se da Ivan živi u zajednici jednako impresivnih braće i sestara i prijatelja – na primjer njegov brat Charles koji je uredio školu od 50.000 četvornih metara u dvadesetogodišnjem razdoblju, što je sada postalo dragulj centra grada Duranga.
Vrijeme za gradnju
Odvezao sam se s ovog putovanja punu samopouzdanja i energije … samo da bih mjesecima spremao solarne panele u mojoj studijskoj zgradi dok sam radio na dovršavanju dijelova zgrade Glavnog stožera višeg prioriteta, a zatim čekao vrijeme i motivaciju Zahtjev za građevinsku dozvolu.
Trebalo je još posjeta Johna da stvarno pokrenemo projekt, a kad smo ga proveli shvatio sam da je moja briga potpuno neutemeljena – ako znate što radite, jednostavna solarna polja mogu biti potpuno dvije osobe u manje od jednog radnog dana, Evo što smo na kraju napravili.
Korak Zero: Istraživanje i dopuštenje
Počnite s ciljem na umu. Nevjerojatna Kari Spotts (vodstvo LPC-a u mjerenju obnovljivih izvora energije) pomaže mi u zamjeni novog električnog brojila s dvostrukim protokom pri uspješnom završetku ovog projekta.
To je dio koji zaustavlja većinu ljudi prije nego što počnu. Najbrži prečac je da ako vas ne zanimaju ti detalji, pronađite nekoga tko je, da vas katapultira kroz njega. Ali ako imate dovoljno znatiželje da biste saznali detalje, ovdje su:
Koliki sustav trebam izgraditi? Općenito, što je veći, to bolje. Trošak po vatu se smanjuje kako raste vaš sustav, što ga čini većim godišnjim prinosom na ulaganje.
– Ne živim u Coloradu. Koliko ću soka izvući iz nje gdje ja uživo?" Ovaj dio je zabavan: Nacionalni laboratorij za obnovljivu energiju pokreće veliki besplatni kalkulator PVWatts to čini sve za vas: faktor u prosječnom vremenu i sunčevim kutovima u vašem području, čak i ako dopustite određivanje solarnih ploča postavljenih na bilo koji ludi kut. (Drugim riječima, vaša kuća ne mora imati savršen krov okrenut prema jugu).
"Trebam li i te Tesla Powerwall baterije?" Osim ako ne gradite kabinu izvan mreže, u gotovo svim slučajevima htjet ćete "vezati" svoj solarni niz, tako da možete učinkovito prodati svoj višak električne energije natrag u elektroprivredu (i tako, drugi u blizini), čišćenje cijelog grada i ušteda ogromnih troškova baterija. Powerwall radi izvrsno ako želite zaštitu od nestanka struje, a može se čak i platiti za sebe ako živite negdje s pametnom mrežom koja omogućuje dnevnu / noćnu arbitražu.
"Kako mogu dobiti dozvolu za izgradnju ove stvari?" Odjel za izgradnju vašeg grada vjerojatno ima stranicu na kojoj se opisuje kako se prijaviti. Na primjer, ovdje je ona za Longmont. Najzahtjevniji dio je generiranje "jednog linijskog dijagrama", ali sam varao samo fotokopiranjem vlastitih detalja u primjeru koji sam dobio od grada, što je dovelo do tog rezultata, koji su odobreni bez pitanja.
Prvi korak: Izgled
Imao sam lijep, jednostavan krov koji je već bio okrenut prema jugu, nagnut pod kutom od 30 stupnjeva, što je savršeno za solarne panele. Ali možete ih staviti i na druge padine ili ravne krovove, a oni i dalje rade iznenađujuće dobro.
Trebala su mi dvije tračnice za svaki red panela, a tračnice se nose s nosačima u obliku slova "L" pričvršćenim na krov. Tako sam završio s ovom konfiguracijom:
Postavljanje nosača, tračnica, panela i pretvarača snage.
Važno razmatranje: Budući da sam ovo stavljao na krov garaže (tehnički "prazan prostor"), uspio sam ih stisnuti sve do ruba krova. Ako instalirate na kuću, požarni kod vašeg grada može zahtijevati da napustite kuću Pristup pješice za 3 stope oko rubova. Ponekad je pametno razmišljati izvan okvira: krov garaže, samostojeći stalak na tlu ako imate puno neiskorištenog zemljišta ili stvaranje nove radionice / nadstrešnice za vrt koju ste oduvijek željeli u najsunčanijem dijelu vašeg dvorišta.
2: Instalirajte zagrade i tračnice
Jednom kada shvatite gdje staviti dugačke "crte" prikazane iznad, izmjerite ih i zakačite linije krede na vrhu vašeg postojećeg krovnog materijala. Zatim upotrijebite čvrste vijke i podloške od 2,5 ″ za držanje držača u obliku slova L koji dolaze s kompletom za solarni regal. Prethodno izbušite svaku rupu i ubrizgajte u neku brtvu „Kroz krov“ s normalnim pištoljem za brtvljenje prije vožnje u tim vijcima – to stvara trajni vodonepropusni pečat. (Postoje i posebni nosači za različite stilove krova poput pločica i metala).
Jednom kada su držači u, jednostavno koristite priložene klizne vijke i matice za pričvršćivanje dugih tračnica, lijepo ih poravnajte i zaključajte. Sve to pomoću akumulatorskog udarnog pogona čini ga brzim i čistim.
3: Povežite i povežite optimizatore ako ste dobili. Em
To su samo male ravne kutije koje spajate na vrh svakog par tračnica, oko 6 ″ od eventualnog desnog ruba svakog solarnog panela. Postoji jedan optimizator za svaku ploču i on se ponaša kao bebisiter – prati izlaz s ploče, kompenzira promjene napona kada je to potrebno (npr. Kada sjena pogodi taj panel). Primijetit ćete da svaki optimizator ima četiri žice koje strše iz njega, a postoji i jedan optimizator za svaki panel. To će imati smisla u sljedećem koraku.
Montaža optimizatora (licem prema dolje), plus dobar spoj veza između krova, nosača i tračnica. Napomena – solarni instalater je to vidio i rekao da predlaže da koristite ovakve obrube za dodatnu zaštitu na tim L-stopalima.
Nakon što su svi optimizatori na svom mjestu, svaki par duljih žica spojite zajedno s nevjerojatno pogodnim konektorima za brzo klikanje. Pozitivne i negativne žice imaju različito oblikovane priključke, tako da ih ne možete slučajno promijeniti.
Na kraju ćete međusobno povezati optimizatore, a svaki panel samo optimizatoru hosta, kao što je ovaj:
Priključci pretvarača na ploču
Ako imate dvije linije ploča kao i ja, spojite udaljeni kraj jedne linije s udaljenim krajem sljedećeg retka, tako da ćete završiti s dugim nizom optimizatora gdje se oba kraja završavaju labavom žicom na kraju koji je najbliži pretvarač.
Uzemljenje je važno: Pomoću isporučenih priključaka za uzemljenje spojite sve vodilice zajedno s golom bakrenom žicom od 10 AWG. Od tog posljednjeg terminala izvodit ćete duljinu žice iste veličine do pretvarača.
4: Instalirajte solarne panele!
Dno svake ploče ima dvije duge izlazne žice. Upotrijebite kvačice i / ili kravate za spajanje da bi kabeli održavali uredan rad tako da se ne bi previše ljuljali na krov.
Ovaj korak je bolji s dvije osobe, osobito na strmom krovu. Počevši od najudaljenijeg kuta od mjesta na kojem se nalazi vaš pretvarač, spojite žice svake ploče s odgovarajućim žicama na inverteru. Postavite panele ravno dolje i koristite stezaljke koje dolaze s regalnim sustavom kako biste pričvrstili ploču pomoću akumulatorskog bušilice / vozača.
Do kraja ovog koraka imat ćete jednu ili više redova s panelima sa samo dva DC-žice snažnog izgleda izvijaju se s kraja, dok su konektori spremni za rad.
Sada ste spremni izgraditi završnu žicu koja će ući u metalni vod i proći kroz vaš krov, niz vašu kuću i u pretvarač.
5: Home Run:
Izbušite rupu u krovu od 1 i postavite krovnu čizmu iznad nje, uvučenu ispod gornjeg dijela šindre. Od tamo, vaš cilj je pružiti zaštićeni put da biste dobili visoke napon DC žice od panela, do pretvarača.
Moj je grad zahtijevao metalnu cijev od 3/4, što mi je dalo priliku naučiti o raznovrsnim priključcima i priključcima koji su dio rada s cijevi. Kupio sam i alat za savijanje provodnika, budući da još uvijek ima više projekata na otvorenom za električnu opremu u zgradi MMM HQ.
Ispred pretvarača i preko krovne čizme vodio sam duljinu metalnog cjevovoda, a zatim prebačen na priključak okrenut prema dolje na neki fleksibilni vod, samo da bi žice bile pokrivene sve dok ne stignu ispod panela. Sva tri vodiča uključujući i tlo prolaze kroz ovu cijev. Ako to ponovite, predlažem da za tu tranziciju upotrijebite drugu kutiju. Isto tako, možete prebaciti s neosnovane žice na uzemljenu, izoliranu zemlju u tom trenutku – mnogo lakše proći!
6: Montaža invertora i povezivanje svega na mrežu:
Dio koji zvuči najtajanstveniji je zapravo jedan od najjednostavnijih:
- Postavite pretvarač na zid pomoću isporučenog nosača i nekoliko vijaka
- Spojite vod i povucite DC žice iz solarnih panela u priključnu kutiju pretvarača. Na ovom Solaredge uređaju postoje lijepi terminali za proljeće.
- Učinite isto na drugoj strani priključne kutije, pokrećući duljinu 8/3 kućnog ožičenja (za izlaze do 40 ampera) izravno u prekidačku kutiju, kao da spajate bilo koji drugi 240 voltni krug.
Montaža s inverterom, uključujući cjevovod koji se diže kroz krov (lijevo), do glavne kutije prekidača (desno), potrebne naljepnice upozorenja (crvena) i kako je zakačen unutra (dolje)
7: Nabavite ga sve pregledano i uključite ga!
Inspektor će s vašim radom vjerojatno imati nit-dva. Ostanite jaki i napravite sve potrebne ispravke i prođite tu inspekciju. Zatim preklopite prekidač za izmjeničnu struju, prekidač za istosmjernu struju, glavni prekidač napajanja pretvarača i probijte se kroz sustave izbornika kako biste bili sigurni da je sve podešeno tako da vam odgovara.
Za ovaj Solaredge sustav, morao sam pokrenuti korak "Uparivanje" s optimizatorima napajanja (vidi priručnik) i dodati TP-Link bežični repetitor / most kako bi omogućio žičnoj Ethernet priključci pretvarača da se pridruži mojoj postojećoj Wi-Fi mreži za cijelu imovinu. Što je slučajno spektakularno dobro Google Mesh Wi-fi sustav.
Dakle, što je sljedeće?
Od ovog trenutka sve je na automatskom pilotu. Sustav svakodnevno generira električnu energiju, što smanjuje račun za električnu energiju Glavnog ureda na nulu. U zimi, dani su kraći pa možemo konzumirati više nego što proizvodimo. No, ljeti će veliki višak više nego nadoknaditi.
Moj inverter iz Solaredge dolazi s stvarno lijepim značajkama za praćenje, koje su dostupne i iz telefonske aplikacije i iz bilo kojeg preglednika. Osim toga, možete dijeliti javnu verziju svoje stranice s bilo kime. Evo jedne koju sam napravio za skup MMM-HQ.
U vrijeme pisanja ovog teksta, sustav je bio na mreži 27 dana uglavnom siječanj, uključujući i nekoliko otpisa gdje su paneli bili prekriveni snijegom. U prosjeku je dnevno proizvodila oko 10 kWh električne energije, što je više od prosječne potrošnje cijelog postrojenja. Drugim riječima, 265 kWh električne energije dovoljno je za napajanje električnog automobila za otprilike 1000 milja vožnje.
Alat za praćenje također procjenjuje oko 410 lbs emisija CO2 spriječenih, što je 0,2 tona ili oko 4,00 dolara vrijedno po trenutnoj stopi čišćenja ugljika. Ako vam je stalo da vodite život (ili posao) bez ugljika, kao što to činim, to znači da ugljični offset čini vašu solarnu energiju 15% vrijednije u vašem mentalnom računovodstvu.
Mogu također udvostručiti ili utrostručiti broj ploča na ovom određenom sustavu (nakon što odlučim o dobrom mjestu za postavljanje) bez promjene pretvarača ili bilo kojeg mrežnog spoja, što će uvelike poboljšati moj godišnji povrat ulaganja. To je samo plug-and-play poput LEGO-a za povezivanje više panela s postojećim policama, a pretvarač ima drugi set ulaza ako radite u nekim žicama iz niza panela koje ste postavili negdje drugdje.
Moja elektroprivredna tvrtka isplaćuje provjeru ukupnog viška na kraju svake godine, kupujući energiju po veleprodajnoj cijeni. No, mnoge regije su više prijateljske od sunca, što vam daje punu maloprodaju ili čak veću stopu za solarno proizvedenu električnu energiju kao poticaj da postanete zeleni.
Završna riječ:
Solarna energija je neobično zabavna za proizvodnju – većina ljudi izvještava o zadovoljstvu daleko iznad monetarne koristi. On vas vuče naprijed i hranite se za Sunce, a vaši ljudi moraju slijediti taj primjer i početi ga skupljati uz vas. Dakle, ako razmišljate o tome da se to učini, vrijeme je dobro.
Još jednom hvala John Shawu (shawsolar.com) za svu pomoć u ovom projektu. Ako imate pitanja o pojedinostima ili industriji općenito, molimo vas da ih stavite u komentare i John i ja bismo mogli izmjeriti.
A ako ste vlasnik kuće ili posla oko Duranga, CO, obratite se izravno Shaw Solar i recite im tko vas je poslao!
Također sam regrutirao neku vrlo dragocjenu pomoć od izvrsnog lokalnog električara: Dereka Millera koji vodi Omni Electric – visoko preporučeno za projekte u Longmont / Boulder / Evans područjima.
Upozorenje o grubim rubovima: Započela sam s objavljivanjem ovog članka u neuglačanom obliku, tako da ako vidite netočne pojedinosti, javite mi te ću je očistiti tijekom vremena nakon objavljivanja.
Paris Jackson je ohrabruju ljudi vrlo blizu nje da odu na rehabilitaciju, ali ona se odupire.
