南非越来越多地选择太阳能光伏系统来限制减负荷的影响。但是选择最好的系统并不是一件简单的事情，Thinus Booysen和Arnold Rix写道。
- 有关气候变化的新闻和分析，请转气候的未来．
南非电力公司Eskom已经明确表示，“减负荷”——有计划的轮流停电——不会很快结束。这一现实，加上西里尔·拉马福萨总统在2023年2月9日的年度国情咨文演讲中宣布，对太阳能使用的税收优惠即将到来，意味着许多人正在考虑为他们的家庭提供替代电力供应系统。
但是决定最好的系统并不是一件简单的事情。有一大堆令人眼花缭乱的行话要筛选，也有许多因素要考虑，从合适的逆变器到太阳能电池板的大小。
作为欧盟-非洲联盟可再生能源长期联合研究与创新伙伴关系的一部分，我们正在与南非国家能源发展研究所合作开发小型电动汽车的独立充电器。
充电器的设计方式类似于家庭停电解决方案所需的那种系统。所以，我们能够回答一些问题，为那些感到不知所措的选择。我们关于设计减载系统的完整而详细的说明将很快在网上提供。
什么是逆变器?
这是任何替代电力系统的关键组成部分。它是一种电子设备，可以将直流电(如电池中储存的能量)转换为交流电(为您的家庭供电)。
逆变器有几种。其中一些与Eskom的电网并网(同步)。它们通常用于太阳能系统，以增加Eskom的供应。但它们不适用于负载减轻解决方案。
你还可以获得离网(并网)逆变器，它可以形成自己的迷你电网，并可以在断电时运行。
我们推荐混合逆变器，它可以并网以增加供电，并在减负荷期间作为离网解决方案无缝地继续运行。你需要一个混合逆变器，可以连接到电网，电池备份，和太阳能电池板。要从太阳能电池板中提取最大功率，请确保获得具有最大功率点跟踪(MPPT)的太阳能电池板。
系统应该有多大?
这次购买应该是一项长期投资。逆变器必须能够携带所有负载的总和，在任何时刻都是draw power，电池必须能够提供所需的能量。
为了减少前期资本成本和运营支出，您需要确定哪些是必要的。灯吗?你的洗衣机?炉子和电水壶?然后，在调整备份系统的大小之前，您需要确保它们尽可能节能。例如，老式的白炽灯消耗的能量是LED灯的十倍。
这张表列出了一些典型的家用物品及其耗电量。
为什么我的系统需要电池?
从理论上讲，逆变器可以直接用太阳能电池板发电供家庭使用。但是太阳能板的供电是断断续续的，通常不足以可靠地为房子里不同的负荷供电。
为了克服这个问题，能量被储存在电池中。这提供了一个更稳定的电力来源，以响应负载脱落期间的需求。
电池容量指定为kWh(千瓦时)或Ah(安培时)。这决定了它能提供多少能量。一个容量为5kWh的电池理论上可以为一个小时提供5kW的电力。但如果锂电池的放电超过其容量的20%，它就会失去容量，老化得更快。因此，一块5kWh的电池的有效容量只有4kWh。可供电4kW 1小时，或1kW 4小时。
作为一个实际的例子，如果你只想为20个10W的LED灯和一个中型LED电视供电，总共消耗0.5kW, 3.5kWh的电池将足够使用4个小时。
太阳能电池板对备用系统至关重要吗?
不。电池储存能量，在需要时为逆变器提供稳定的供应。从技术上讲，你可以使用市电为电池充电，而不是依赖太阳能电池板。太阳能电池板只是用来增加电力供应，如果有阳光，可以在负载脱落期间为你提供更多的范围。
但如果每个人都安装备用系统而没有太阳能电池板，我们只是在用电池来度过断电时期。这增加了Eskom在减负荷期间的负荷，因为电池必须补充。这将使Eskom使用减负荷作为网格管理工具的能力失效。这可能会破坏电网的稳定，导致完全停电。
如果正如预期的那样，财政部长在2月22日的预算演讲中提出了太阳能发电费用的税收优惠，如果你想从这些激励措施中受益，太阳能电池板将不得不成为你的安装的一部分。
无论Enoch Godongwana宣布什么，我们认为这是一个很好的时机来切换到太阳能备份系统，为了您的安心和未来的储蓄。
总共要花多少钱?
随着市场的增长，逆变器的价格正在下降，不同供应商的价格也有所不同。逆变器的价格约为R3 000(约165美元)每千瓦的底部范围，接近R7 000(约380美元)每千瓦的顶部范围。如果负载管理得当，大多数家庭可以使用3kW到5kW的逆变器，价格在9 000兰特(约490美元)到35 000兰特(约1915美元)之间。
锂(LiFePO4)电池的成本也有所不同，但通常零售价格约为每千瓦时5 000兰特(约270美元)至7 000兰特。如果负荷得到优化和管理得当，大多数家庭可以使用5kWh到10kWh的电池。因此，电池的成本在25 000兰特(约1370美元)到70 000兰特(约3830美元)之间。
太阳能电池板的价格从每千瓦时8 000兰特(约440美元)到每千瓦时10 000兰特(约550美元)不等(衡量电池板的功率输出有多高)。同样，它们不是至关重要的，但如果您希望系统随着时间的推移为自己付费，它们是必要的。
我可以自己安装这个系统吗?
不，除非你是持证电工。逆变器需要安装到配电板，成本将取决于有多少断路器需要移动到备份，以及解决方案的安装容易程度;安装费用一般为R10 000至R20 000(约1100美元)。如果你想反馈到电网，逆变器必须得到市政当局的批准。太阳能电池板的安装是分开的，成本差异很大。
MJ (Thinus) Booysen，斯坦陵布什大学工程教授，物联网主席和Arnold Rix，斯坦陵布什大学电子和电气工程高级讲师
本文基于创作共用许可，从The Conversation重新发布。阅读原文。
因此，在News24上发表的专栏作家的观点是他们自己的，并不一定代表News24的观点。
