Энергосистема с электрическим соединением, связанная с сеткой, или энергосистема PV, подключенная к сети, представляет собой электрическую генераторную систему солнечной фотоэлектрической энергии, подключенную к сетке электросети. Подсистема PV с сеткой состоит из панелей солнечных батарей, одного или нескольких инверторов, блока кондиционирования воздуха и оборудования для подключения к сетке. Они варьируются от небольших жилых и коммерческих систем крыши до крупных солнечных электростанций на полезной основе. В отличие от автономных энергосистем, система с сеткой редко включает интегрированное решение для батарей, поскольку они все еще очень дороги. Когда условия правильны, подключенная к сетке система PV подает избыточную мощность, помимо потребления подключенной нагрузкой, в сетку электросети.

Компоненты солнечной энергетической системы
Солнечная энергетическая система состоит из солнечных панелей, монтажной системы, кабелей, инвертора и подключения к сети через киловатт-метр.

Солнечные панели
Наиболее заметной частью системы солнечной энергии, связанной с сеткой, являются панели солнечных батарей. Они захватывают свет и преобразуют его в постоянный ток.

сборочный
Солнечные энергосистемы могут монтироваться по-разному. На наклонных крышах, на плоских крышах, на земле, в крыше или с системой слежения за солнцем (и так называемый трекер). Вам всегда нужно смотреть на ветер и снег. Если они не будут правильно рассчитаны, система солнечной энергии может потерпеть неудачу или даже разрушиться при сильных ветрах или сильном снегу. Большинство монтажных систем выполнены из алюминия.

При установке на плоской крыше устанавливается отдельная опорная конструкция, на которой устанавливаются панели, обращенные к солнцу. Наиболее часто используемая монтажная форма в Нидерландах и Бельгии устанавливается на наклонной крыше. Установка солнечной энергии устанавливается непосредственно на крыше или в крыше. С так называемой «кровельной установкой» черепица уже не установлена, но сами солнечные панели являются частью крыши. Такая конструкция имеет более высокую эстетическую ценность, но недостатки в том, что монтаж на существующей крыше более трудоемкий, что вокруг панелей меньше потока охлаждающего воздуха, так что эффективность уменьшается, и эта замена иногда является проблемой, если более новая предметы имеют разные размеры ..

Панели солнечных батарей также могут монтироваться непосредственно на землю на независимой конструкции. Из-за неблагоприятного налогового режима и относительно высокой цены на землю эта форма не часто используется в Нидерландах.

В системе слежения за солнцем солнечные панели следуют по пути солнца. Для этого панели солнечных батарей монтируются на устройстве, которое оптимально направлено на солнце.Такая система имеет более высокий доход, но более дорогая для покупки и более восприимчива к сбоям.

инвертор
Инвертор преобразует напряжение постоянного тока от солнечных панелей к переменному току, например, 230 или 110 вольт, который может подаваться в сеть.

операция
Жилые, связанные с сеткой системы крыши, которые имеют емкость более 10 киловатт, могут удовлетворить нагрузку большинства потребителей. Они могут подавать избыточную мощность в сетку, где она потребляется другими пользователями. Обратная связь осуществляется через счетчик для контроля передаваемой мощности. Фотогальваническая мощность может быть меньше среднего потребления, и в этом случае потребитель будет продолжать покупать сетевую энергию, но меньше, чем раньше. Если фотогальваническая мощность существенно превышает среднее потребление, энергия, производимая панелями, будет намного превышать спрос. В этом случае избыточная мощность может приносить доход, продавая ее сетке. В зависимости от их согласия с местной сетевой энергетической компанией потребитель должен оплачивать только расходы на электроэнергию, потребляемую за вычетом стоимости произведенной электроэнергии. Это будет отрицательным числом, если больше электроэнергии генерируется, чем потребляется. Кроме того, в некоторых случаях денежные стимулы выплачиваются от оператора сетки до потребителя.

Подключение фотоэлектрической энергосистемы может осуществляться только по соглашению о взаимосвязи между потребителем и коммунальной компанией. В соглашении подробно описаны различные стандарты безопасности, которые должны соблюдаться во время соединения.

Особенности
Солнечная энергия, собранная фотогальваническими солнечными батареями, предназначенная для подачи в электрическую сеть, должна быть кондиционирована или обработана для использования инвертором с сеткой. По сути, инвертор изменяет входное напряжение постоянного тока от PV до переменного напряжения для сетки. Этот инвертор находится между солнечной батареей и сеткой, потребляет энергию от каждого и может быть большим автономным устройством или может быть набором небольших инверторов, каждый из которых физически прикреплен к отдельным солнечным батареям. См. Модуль переменного тока. Инвертор должен контролировать напряжение сети, форму волны и частоту. Одной из причин мониторинга является то, что сетка мертва или слишком далеко от своих номинальных характеристик, инвертор не должен проходить ни по какой солнечной энергии. Инвертор, подключенный к неисправной линии электропитания, автоматически отключается в соответствии с правилами безопасности, например UL1741, которые различаются в зависимости от юрисдикции. Еще одна причина, по которой инвертор контролирует сетку, заключается в том, что для нормальной работы инвертор должен синхронизироваться с формой волны сетки и производить напряжение немного выше, чем сама сетка, чтобы энергия плавно вытекала из солнечной батареи.

Параметры подключения
Производство можно использовать по-разному:

Общее самопотребление
Электрическое производство потребляется на месте при работе приборов (самопотребление).Если мгновенное производство превышает мгновенное потребление, излишек вводится в сеть без учета;

Реверсивный подсчет
Электрическое производство потребляется на месте при работе приборов (самопотребление).Если мгновенное производство превышает мгновенное потребление, излишек вводится в сеть и заставляет электрический счетчик поворачиваться назад (перевернутый вверх, для электромеханических счетчиков). Это решение больше не используется, поскольку оно несовместимо с новыми электронными счетчиками;

Вливание излишков
Электрическое производство, потребляемое на месте при работающем приборе (самопотребление), не учитывается производителем, а уменьшает расход. Продаётся только излишек продукции по сравнению с мгновенным потреблением;

Инъекция тотальности
Вся продукция вводится в сеть и продается. Затем диспетчер сети создает специфическую для отрасли точку ветвления. Все потребление также учитывается существующим расходомером потребления, как и во всех зданиях, подключенных к сети.

Административные процедуры
Они являются обязательными и должны оформлять связь с сетью фотогальванического производства. Тяжесть и непрекращающееся изменение этих подходов являются основным препятствием на пути развития национальных рынков некоторых стран (Италия, Франция).

Anti-секционирования
Острое состояние — это условие, при котором распределенный генератор продолжает приводить в движение местоположение, даже если мощность из электрической сети электроснабжения больше не присутствует. Окисление может быть опасно для работников коммунального хозяйства, которые могут не осознавать, что цепь все еще работает, даже если из электрической сети нет питания. По этой причине распределенные генераторы должны обнаруживать остров и немедленно прекращать производство электроэнергии; это называется анти-островом.

В случае отключения электроэнергии в подключенной к сетке системе PV солнечные панели будут продолжать подавать энергию до тех пор, пока светит солнце. В этом случае линия снабжения становится «островом» с силой, окруженной «морем» безмоторных линий. По этой причине солнечные инверторы, предназначенные для питания электросети, как правило, должны иметь в себе автоматическую схему против островов. В преднамеренном островении генератор отключается от сетки и заставляет распределенный генератор приводить в действие локальную схему. Это часто используется в качестве системы резервного питания для зданий, которые обычно продают свою энергию в сетку.

Существует два типа методов борьбы с островом:

Пассив: измеряется напряжение и / или изменение частоты во время сбоя сетки, и используется цепь обратной связи для толкания напряжения и / или частоты дальше от ее номинального значения. Частота или напряжение могут не измениться, если нагрузка очень хорошо согласуется с выходом инвертора, или нагрузка имеет очень высокий коэффициент качества (реагирует на отношение реальной мощности). Таким образом, существует некоторая зона обнаружения (NDZ).

Активен: этот метод использует инъекцию некоторой ошибки в частоте или напряжении. Когда сетка выходит из строя, ошибка накапливается и выталкивает напряжение и / или частоту за допустимый диапазон.

Технические аспекты
Владелец системы, сначала получатель электроэнергии, получающий выгоду
Электричество всегда заимствует предпочтительный путь наименьшего электрического сопротивления. Владелец системы, будь то электроприборы в доме или ближайших соседей, получает априори значительную (но не исключительную) долю произведенной энергии без существенного влияния наличия или отсутствия электрического счетчика на путь. Только (скромное) сопротивление счетчика вмешивается. С другой стороны, выбор варианта впрыска в сети не вмешивается.

Стандарты установки и подключения Разное
Существуют более или менее строгие стандарты в зависимости от страны. Большинство инверторов, продаваемых в Европе, разработаны в соответствии с немецкими стандартами и требованиями к соединению из-за развития подключенного фотогальванического устройства в Германии. Эти стандарты и требования часто принимаются сетевыми операторами других европейских стран. Для сетевых фотоэлектрических систем с сеткой инверторы должны соответствовать стандарту DIN VDE 0126 1.1 (Германия, Франция …) или быть сертифицированы одобренной лабораторией (Великобритания, G77). Что касается фотоэлектрических модулей, то стандарты, которые должны соблюдаться во Франции, следующие: IEC 61215 (кристаллический тип) и IEC 61646 (тонкопленочный тип). Для размеров компонентов необходимо различать непрерывную часть CC (выше по потоку от инвертора) и альтернативу переменного тока (ниже по потоку от инвертора). Действующие тексты являются руководством UTE C15-712-1 для части CC и французского стандарта NF C 15-100 для части CA 2.

Обслуживание системы, подключенной к сети
Сетка-подключенная фотогальваническая система — это возобновляемая энергетическая система, которая проще всего работать, поскольку не требуется профилактического обслуживания. Внедрение электроэнергии, производимой в сети, а также обеспечение потребления участка осуществляется автоматически. За исключением дымного или пыльного промышленного объекта, очистка датчиков осуществляется естественным путем с помощью ветра и дождя. Простой мониторинг позволяет обнаружить возможные сбои системы. Однако необходимо предусмотреть замену инвертора, который имеет в среднем срок службы от 8 до 12 лет.

преимущества
Системы, такие как Net Metering and Feed-in Tariff, которые предлагаются некоторыми системными операторами, могут компенсировать затраты на потребление электроэнергии потребителями. Однако в некоторых местах грид-технологии не могут справиться с распределенной подачей питания в сетку, поэтому экспорт излишков электроэнергии невозможен, а излишек заземлен.

Сетносвязанные фотоэлектрические системы сравнительно просты в установке, так как они не требуют аккумуляторной системы.

Сочетание сетки фотоэлектрических (PV) энергогенерирующих систем имеет преимущество эффективного использования генерируемой мощности, поскольку нет потерь памяти.

Фотоэлектрическая энергетическая система отрицательно влияет на углерод в течение срока ее службы, поскольку любая энергия, полученная сверх того, что для сборки панели первоначально компенсирует необходимость сжигания ископаемого топлива. Несмотря на то, что солнце не всегда светит, любая установка дает разумно предсказуемое среднее снижение потребления углерода.

Недостатки
Связанное с сетью PV может вызвать проблемы с регулированием напряжения. Традиционная сетка работает в предположении одностороннего или радиального потока. Но электричество, впрыскиваемое в сетку, увеличивает напряжение и может выходить за пределы допустимой полосы пропускания ± 5%.

Сетка с подключением PV может поставить под угрозу качество питания. Периодическая природа PV означает быстрые изменения напряжения. Это не только изнашивает регуляторы напряжения из-за частых настроек, но также может привести к мерцанию напряжения.

Подключение к сетке создает множество проблем, связанных с защитой. В дополнение к острову, как упоминалось выше, слишком высокие уровни связанных с сетью PV приводят к таким проблемам, как десенсибилизация реле, нежелательное отключение, вмешательство в автоматические повторные блокировки и феррорезонанс.

Экономические аспекты

Стоимость систем
Общая стоимость фотоэлектрической системы зависит от:

возможного предварительного изучения (нетипичная юридическая сборка, средние или крупные системы)
тип оборудования и условия установки;
подключение к сети;
если это применимо.
Стоимость оборудования зависит в основном от размера системы и от того, как она интегрирована в здание.

Материальная цена и установка включены:

Мощность	Установка пола или крыши	Интеграция крыши, простая	стеклянная интеграция, плит …
От 1 до 3 кВт	5 до 7 € / Вт	5 до 7 € / Вт	> 7 € / Вт
От 3 до 10 кВт	3,5 до 5 € / Вт	3,5 до 5 € / Вт	> 5 € / Wc
от 10 кВт до 36 кВт	3 до 5 € / Wc	3,5 до 5 € / Вт	<10 € / Wc
от 36 кВт до нескольких МВт	2 до 4 € / Wc	3 до 4,5 € / Вт	<7 € / Вт

время окупаемости
Общая стоимость солнечных панелей состоит из покупки, амортизации, процентов по кредитам, размещения, обслуживания, страхования и, возможно, лицензии и субсидии. Время окупаемости зависит от местоположения солнечных панелей, способа сборки и развития цены на электроэнергию. Период окупаемости для фотогальванических солнечных панелей постепенно уменьшается. При установке непосредственно на юг на черепичной крыше, в этом году 2015 года будет около 7 лет по той же цене на электроэнергию.

Разрешать
Иногда необходимо обратиться за разрешением на установку солнечных батарей. Так обстоит дело, например, с охраняемым видом на деревню или город и / или памятники.

Стоимость энергии
В среднем ватт-пик (Wp) кристаллической солнечной панели стоит около 1 евро (исключая сборку). 100 Вт производит от приблизительно 70 до 90 кВтч в год энергии в Нидерландах, в зависимости от местоположения, угла крыши, количества тени и типа солнечной панели.Расчет основан на том факте, что солнечные батареи подают энергию, которую им не нужно покупать у электроэнергетической компании. Электрическая компания стоит около 0,20-0,33 евро за кВтч (в 2013 году). Если на балансе вы генерируете больше электроэнергии, чем вам нужно, это может быть продано электроэнергетической компании за комиссию в размере от 0,05 до 0,09 евро за кВт-ч, что намного дешевле.

Налоговые льготы
Многие европейские правительства решили поощрять использование солнечной энергии для целей налогообложения.

НДС на солнечных батареях
Из-за решения Fuchs с 20 июня 2013 года было возможно запросить уплату НДС на солнечных панелях в налоговых органах.

Энергетический баланс
Производство солнечных панелей также требует энергии. Мера выражается в момент генерации этой энергии. Это называется энергетическим балансом, а в Бельгии и Нидерландах — от 1 до 2 лет.

Вознаграждение за производство электроэнергии, введенной в сети
Различные виды вознаграждения существуют в соответствии с политическими выборами в разных странах.

квоты
«Зеленые сертификаты» и «гарантии происхождения». За произведенные часы Kilowatt оплачиваются путем продажи «зеленых сертификатов» или «гарантий происхождения» организациям, которые в них нуждаются.

Цена
(на английском языке «Подача в тарифе» или «FIT») киловатт-часы оплачиваются тарифом на покупку, уровень которого устанавливается государством или покупателем в соответствии с законодательством страны или государства. Во Франции декрет от марта 2011 года предусматривает ежеквартальный обзор закупочных цен на фотоэлектрическую энергию. Эти тарифы публикуются Комиссией по регулированию энергетики (CRE), которая взимается правительством с рассмотрением коэффициентов S и V, которые определяют тариф на подачу. С марта 2011 года цена покупки может меняться каждый квартал, в зависимости от количества запросов на подключение к сети. Поскольку эти ставки выше рыночных цен, операторы, на которые распространяется обязательство о покупке, компенсируются за дополнительную плату за дополнительную плату, применяемую ко всем расценкам на кВтч: CSPE.

Рентабельность систем
Эти системы сами по себе не являются «прибыльными» на уровне сообщества в целом, если учитывать только финансовые издержки, поскольку произведенная электроэнергия более дорогая, чем произведенная другими системами выработки электроэнергии (включая возобновляемые источники энергии: ветер, солнечная термодинамика и т. д.) из-за высокой стоимости инвестиций из-за еще высокой цены на фотоэлектрические модули, но текущая политика поддержки позволяет снизить затраты, чтобы эта чистая энергия стала прибыльной (чему будет способствовать неизбежное увеличение стоимость ископаемого топлива).

Однако в 2010 году, благодаря прямым или косвенным субсидиям, объект может быть очень выгодным для его владельца. Объект, установленный в 2008 и 2009 годах на юге Франции, обеспечил доходность более 12%; например, завод на юге Франции стоимостью 7 евро за ватт-пик на прокладке, произведенной в год 1,4 кВт-ч, заплатил € 0,0101 76 / кВт-ч (0,58 евро / кВт-ч в 2010 году), почти в два раза выше немецкой закупочной цены , без риска (солнце мало меняется, материал очень надежный, и цена покупки гарантирована).

Perpignan — это в 2011 году город, в котором размещается самая большая фотоэлектрическая установка в мире, интегрированная в здания (за исключением солнечных электростанций с солнечной энергетикой); сайт Saint-Charles International включает 97 000 фотоэлектрических плит на 68 000 м2 кровли. Он производит более 9800 МВт-ч в год (достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией более 8000 жителей).