Det er næsten altid mere omkostningseffektivt at finde ud af måder at bruge mindre energi i dit hjem end at sætte et større solcelleanlæg op. Vi startede med et månedligt forbrug på 1.000 kilowatt-timer (kwh), hvilket er omkring gennemsnittet for en amerikansk husstand. Vi fik dette ned til ca. 500 kwh ved at bruge lidt over 1.000 dollars på effektive lamper, strømskinner med afbrydere, et nyt køleskab og et par andre strategier (se 8 nemme projekter til øjeblikkelige energibesparelser). Sammenlign det med solcelleanlægget, som sparer os for 250 kwh om måneden, men som koster 6.000 dollars – det er klart, hvor det bedste afkast ligger. Tag først effektivitetsforanstaltningerne, og køb derefter solcelleanlægget.
Vi planlagde et solcelleanlæg, der ville reducere vores nuværende forbrug med ca. halvdelen (dvs. et anlæg, der ville generere ca. 250 kwh om måneden eller 3.000 kwh om året). Vi brugte National Renewable Energy Laboratory’s PVWatts calculator til at estimere størrelsen af et system, der ville producere 3.000 kwh om året i vores område. PVWatts kom frem til en systemstørrelse på lidt mere end 2 kilowatt. Det system, som vi endte med at installere, har en anslået produktion på 2,15 kilowatt.
Vores system anvender Enphase-mikroomformere, men andre mærker kan også være tilgængelige. Vi har 10 solcellepaneler på 215 watt hver, og hver har en 190-watt inverter, der konverterer den jævnstrøm, som panelerne producerer, til vekselstrøm, som er standardsystemet for elektricitet i husholdninger i USA. Vi bestilte systemet som et sæt, der omfattede solcellepaneler, mikroinvertere, monteringsskinner og en række andre dele. Sættet var et godt valg, men man skal ikke forvente et sæt af typen “indsæt-tab-A-i-slot-B”. I bund og grund får du en kasse fuld af dele. Du vil hurtigt blive fortrolig med hjemmesiderne for de firmaer, der fremstiller delene – især området “download manualer”.
Situering af solcelleanlægget
Idealt ville solpanelerne til dit hjem vende mod syd og blive vippet i en vinkel, der er omtrent lig med din lokale breddegrad. De skal også stå i fuldt sollys uden skygge fra ca. tre timer før solmiddagen (det tidspunkt, hvor solen står direkte midt på sin vej over himlen på en given dag) til tre timer efter solmiddagen. Ydelsen vil ikke lide meget under det, hvis man ikke kan få panelerne rettet lige mod syd eller hældt helt rigtigt, men selv en lille mængde skygge kan have en alvorlig negativ effekt.
En undersøgelse af solcelleanlægget vil vise dig eventuelle skyggeproblemer på et hvilket som helst tidspunkt af året. Du kan foretage en solundersøgelse på et par forskellige måder. Den ene måde er en procedure, hvor du bruger et “solkort” for dit område og en simpel observation af objekter, der kan forårsage skygger – dette kan være en sjov familiebegivenhed, hvor alle lærer om solens bane i løbet af året. En anden enkel metode er at modellere dit solcelleanlæg og potentielle skyggeobjekter i det gratis tegneprogram Google SketchUp. SketchUp har en funktion, der viser dig skyggemønstre på ethvert tidspunkt af dagen og året.
Mikroomformer giver en fordel i situationer med delvis skygge, fordi hvert PV-panel i dette system har en omformer, der giver maksimal power point tracking for at få mest mulig effekt ud af det pågældende panel, uanset om det er delvist skygget eller i fuld sol. For konventionelle strenginvertersystemer kan delvis skygge få spændingen i en streng af paneler til at falde til det punkt, hvor inverteren lukker ned, og effekten falder til nul – en virkelig stor effekt. Hvis du har alvorlige skyggeproblemer, som du ikke kan ændre, er solcelleanlæg sandsynligvis ikke et godt valg i din situation.
Vi valgte jordmontering i stedet for tagmontering, fordi det gjorde installationen lettere (og mindre skræmmende), og vi behøver ikke at fjerne panelerne, hvis taget nogensinde skal udskiftes.
Solcellepanelinstallation
Det er tid til den sjove del – installation af systemet! Du kan bygge eller købe mange typer monteringssystemer til solcellepaneler, men solcellepanelerne vil sandsynligvis holde i 30 år, så vælg et monteringssystem, der kan tåle vind og vejr i lang tid. Vi lavede vores eget monteringsstativ af 4 x 4 behandlede træstolper og betonfundamenter og installerede derefter panelerne på aluminiumsskinner, der er designet specielt til at støtte panelerne over trærammerne.
Med lidt hjælp fra naboerne og en lånt betonblander installerede vi monteringerne ret hurtigt. Det er vigtigt at sørge for, at beslagene flugter godt. Vi brugte midlertidige 2-by-6-rammer bag de lodrette stolper for at justere alle støtterammer.
Sørg for, at samlingerne i trærammen er forstærket med metalplader, og at soklerne er tilstrækkeligt dimensionerede. Påfør et ekstra lag træbeskyttelsesmiddel på alle årerender af det behandlede træ og på de områder, hvor træet kommer i kontakt med betonen. I vores klima holder behandlet træ længe, men hvis du bor i et vådt klima, bør du måske overveje metalstøtter.
Når monteringsrammerne var i jorden, monterede vi aluminiumsstøtterammerne. Dette var nemt at gøre ved hjælp af de medfølgende L-beslag. Vi installerede derefter mikroomformerne på skinnerne, hvilket kun krævede to rustfrie stålbolte til hver omformer.
Næst installerede vi solcellepanelerne, idet vi begyndte i den ene ende og arbejdede på tværs af skinnerne. Vær forsigtig! En enkelt fejl kan koste dig et PV-panel til 600 dollars. Panelerne er besværlige at håndtere, så det er vigtigt at få hjælp til denne del. Vi fastspændte midlertidigt en 2-by-6-blok under hvert panel for at støtte det, mens vi foretog de sidste justeringer. Monteringsklemmerne glider simpelthen ind i slidserne i støtteskinnerne. Når solcellepanelet er på plads, kan klemmerne strammes for at fastgøre panelet.
Kontroller jævnligt justeringen, mens du monterer panelerne. Små fejl i justeringen bliver større og er ofte mærkbare. Vi strammede panelklemmerne lige nok til at holde dem på plads, og senere brugte vi en momentnøgle til den endelige stramning.
PV-systemets ledninger
Ledningerne til Enphase-systemet er relativt enkle, men sørg for at læse alle vejledninger og forstå sikkerhedsspørgsmålene. Du har med høje spændinger at gøre, og PV-panelerne gør systemet “varmt”, selv om det ikke er tilsluttet nettet. Hvis du mener, at dette måske er mere, end du vil tage fat på, kan du samarbejde med en lokal elektriker om at lave ledningerne. Det faktiske arbejde, der er forbundet med ledningsføring, er ikke meget, så det bør ikke øge omkostningerne ved systemet væsentligt.
Udgangsledningerne fra hvert PV-panel tilsluttes til de tilsvarende ledninger på mikroomformerne. Udgangskablerne fra mikroomformerne er blot daisy-chained sammen. Udgangen fra den sidste inverter går først til en tilslutningsboks ved PV-anlægget og derefter til en afbryder til PV-anlægget, der er placeret i nærheden af husets måler. Fra afbryderkontakten går strømmen til en ubrugt afbryder i afbryderboksen.
Med afbryderkontakten til solcelleanlægget kan forsyningsarbejderne afbryde solcelleanlægget fra elnettet. Afbryderen skal kunne låses, den skal være placeret i nærheden af husets hovedmåler, og den skal være tydeligt mærket. Den afbryder, der fører PV-strøm ind i afbryderboksen, skal også være mærket.
Jeg tilsluttede PV-panelerne og den nye afbryder sidst, så næsten al ledningsføring blev udført på et “dødt” system.
Grounding the System
Kontroller alle dine ledninger, og vær sikker på, at du har alt jordet som krævet. Alle disse komponenter (PV-panelrammer, PV-panelstøtteskinner, mikroomformerkasser, PV-array-koblingsbokse og afbryderafbryderen) skal være jordet ved hjælp af en godkendt jordingsmetode.
Selv om PV-panelerne er boltet fast til de jordede skinner, er dette f.eks. ikke en godkendt jordforbindelse. Vi brugte Weeb-jordingssystemet til de fleste af disse, og det fungerede godt.
Ud over sikkerhedsspørgsmål vil inspektørerne kigge efter korrekt jordforbindelse. Hvis jeg skulle gøre det om, ville jeg bruge Weeb-systemet overalt, fordi det er så nemt.
Der findes flere detaljerede konstruktionsoplysninger på Build It Solar.
Start op for inverteren
For Enphase-systemer kommunikerer en enhed kaldet EMU’en med alle invertere ved at sende signaler via strømledningen. EMU’en giver oplysninger om, hvordan systemet fungerer, kontrollerer inverternes status og tilstand og sender dataene til Enphase-serveren via din internetforbindelse i hjemmet.
Når inspektøren har godkendt dit system, og forsyningsvirksomheden har installeret netmåleren, kan du tænde systemet og tilslutte EMU’en til en almindelig stikkontakt. EMU’en finder dine invertere og begynder at rapportere. På dette tidspunkt genererer systemet strøm, og EMU’en vil give dig de grundlæggende statistikker. Læn dig tilbage, tag en øl, og se strømmen rulle ind.
PV-ydelse og besparelser
Vores system har været i drift siden november 2009, og dets ydelse har været god. Vi har ikke oplevet nogen fejl, og systemet har ikke krævet vedligeholdelse. Indtil videre ligger energiproduktionen ca. 10 procent over PVWatts-beregnerens skøn. Se vores systems ydeevne i realtid når som helst.
Kostprisen for vores system var 9.960 dollars eller 4,63 dollars pr. watt – priserne er måske lidt lavere nu. Den 30 procent føderale rabat plus en statsrabat på 500 dollars bragte omkostningerne ned på 6 470 dollars eller 3,01 dollars pr. watt. Rabatterne i nogle stater er meget større end dem i Montana.
Professionelt installerede systemer af denne størrelse er ofte noteret til 7,50 dollars pr. watt, hvilket ville betyde, at vi sparede omkring 6.000 dollars. Hvis prisen er din vigtigste motivation for selv at samle et system, anbefaler jeg, at du indhenter tilbud på installerede systemer og sammenligner dem med prisen på alle de dele, du har brug for til et lignende system.
Besparelsen på vores elregning det første år var $332 (baseret på ca. 10 cent pr. kwh), plus at vi reducerede vores CO2-emissioner med 4.700 pund. Den simple tilbagebetalingstid på de 6.000 dollars, vi investerede, ville være 18 år, men jeg forventer, at den vil være meget kortere, hvis prisen på elektricitet fortsætter med at stige. Hvis priserne f.eks. stiger med 10 % om året, vil den samlede tilbagebetalingstid kun være 11 år.
Solcellekilder
Konstruktionsdetaljer
PVWatts Calculator
Real Time Performance
Solar Site Survey
Database of State Incentives for Renewables and Efficiency
Weeb Grounding System
Solar Unbound