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Un sistema di energia solare off-grid ti consente di generare la tua elettricità senza essere legato alla rete. I sistemi off-grid costano in media tra $ 45.000 e $ 65.000, quasi il doppio del costo di un tipico impianto solare collegato alla rete. system.* Nonostante la spesa maggiore, i sistemi off-grid offrono maggiore libertà e personalizzazione rispetto allo standard sistemi da le principali aziende del settore solare. La nostra guida descrive in dettaglio i vari fattori che influiscono sui costi dei sistemi off-grid, inclusi i componenti e i tipi di sistema. Esamineremo anche come assemblare il tuo sistema.
*Dati sui costi degli articoli provenienti da Fixr.
Andare off-grid offre molti vantaggi, che abbiamo dettagliato di seguito.
Indipendenza energetica
Vivere in un sistema collegato alla rete significa fare affidamento parzialmente su una società di servizi pubblici per l’energia. Se la rete si spegne, potresti rimanere senza energia per ore. Andare completamente fuori rete significa fare affidamento solo sulla propria energia generata. Avrai tranquillità e sicurezza sapendo che la tua casa può continuare a funzionare senza intoppi durante le emergenze.
Sostenibilità ambientale
Uno dei tanti vantaggi di passare al solare sta riducendo la tua impronta di carbonio. L’utilizzo di risorse rinnovabili elimina la dipendenza dai combustibili fossili inquinanti, contribuendo a ridurre le emissioni di gas nocivi e a proteggere l’ambiente.
Flessibilità della progettazione del sistema
Creare il tuo sistema di pannelli solari off-grid ti offre maggiore flessibilità nella progettazione. Sei tu a decidere quali componenti solari, marchi e livelli di produzione funzionano meglio per la tua casa. Molti proprietari di case off-grid abbinano i propri sistemi a fonti di energia alternative, come generatori eolici o di riserva.
Risparmio sui costi e consapevolezza energetica
Non essere connessi alla rete abbasserà le bollette elettriche. I sistemi off-grid soddisfano o superano il consumo di elettricità richiesto dalla tua casa, con conseguenti maggiori risparmi. Diventerai anche più consapevole del tuo consumo energetico e potrai lavorare per conservarlo quando possibile.
Un malinteso comune è che i sistemi solari possano soddisfare il 100% del fabbisogno energetico della tua casa. Sebbene i sistemi collegati alla rete riducano i costi dell’elettricità facendo affidamento principalmente sull’energia solare, hai comunque bisogno di energia collegata alla rete quando i pannelli solari non sono in uso o le ore di sole sono limitate.
Un sistema off-grid ti consente di generare tutta la tua energia. Ciò significa che non riceverai energia di backup dalla rete durante le interruzioni di corrente o nei giorni di scarsa luce solare. Invece, utilizzerai il tuo sistema di energia solare per soddisfare le tue esigenze energetiche. Noi raccomandiamo investire nelle batterie solari e generatori di riserva per fornire elettricità durante la notte o durante lunghi periodi di sole basso.
Poiché il tuo sistema off-grid deve fornire energia a tutta la casa, sarà più grande e più costoso di un sistema on-grid. I sistemi on-grid sono costruiti per supportare il fabbisogno energetico ma non fungono da unica fonte di elettricità. Ciò significa che sono più piccoli e costano meno delle opzioni off-grid. IL costo medio dei pannelli solari per un sistema in rete da 5 kilowattora (kWh) è di $ 15.000– $ 20.000. Un sistema off-grid costa più del doppio.
I sistemi off-grid hanno molti vantaggi, ma non sono adatti a tutti. Esamineremo alcuni scenari migliori per il passaggio a un sistema off-grid.
- Individui attenti all’ambiente: I sistemi off-grid si allineano con gli individui attenti all’ambiente che cercano di ridurre la propria impronta di carbonio. Un'installazione di pannelli solari off-grid elimina l'utilizzo di combustibili fossili e consente di utilizzare energia rinnovabile al 100%.
- Utenti frustrati della rete elettrica: Se si verificano frequenti interruzioni di corrente o guasti al sistema di rete, un sistema off-grid potrebbe essere d'aiuto. L'alimentazione off-grid garantisce energia sufficiente per alimentare la tua casa senza preoccuparti di connessioni alla rete incoerenti.
- Proprietari di case mobili o camper: Un sistema off-grid soddisferà le tue esigenze se viaggi spesso o vivi per strada. Una configurazione portatile off-grid può fornire energia affidabile e sostenibile, indipendentemente da dove stai guidando.
- Appassionati di stile di vita remoto: Le persone che vivono in località remote o che possiedono cabine potrebbero trarre vantaggio dai sistemi off-grid. Sono ottimi investimenti per le case situate troppo lontane dalle fonti di energia tradizionali.
Un sistema off-grid costa in media tra i 45.000 e i 65.000 dollari. Il costo totale dipende da diversi fattori, come dimensioni, tipo e componenti del sistema. Ciascun fattore influisce sulle prestazioni, sull'efficienza e sul funzionamento a lungo termine del pannello. Ecco uno sguardo dettagliato ai principali fattori di costo di un sistema off-grid.
Costo per dimensione
La maggior parte delle case richiede un sistema solare tra 5 e 7 kWh, ma questo varia in base al fabbisogno energetico e al clima locale. Una casa con abbondante luce solare tutto l’anno potrebbe fare affidamento su un sistema di pannelli solari più piccoli, ma una casa che sperimenta inverni lunghi o condizioni climatiche rigide probabilmente avrà bisogno di più pannelli. Il tuo sistema dovrebbe produrre energia sufficiente per alimentare la tua casa e immagazzinare l'energia in eccesso per un uso successivo.
Costo per tipo
Diversi sistemi off-grid hanno configurazioni, prezzi e vantaggi diversi. Esamineremo ciascun tipo di sistema in dettaglio di seguito.
Sistema solare CC
Costo: $6,000–$10,000
Un sistema DC non include batterie o inverter, fa affidamento solo sull'energia solare. Altri sistemi solari dispongono di un inverter che converte l’energia CC ricevuta dal sole in energia a corrente alternata (CA) necessaria per gestire una casa. I sistemi DC utilizzano direttamente l'energia DC.
Se si verificano giornate con scarsa luce solare, la tua casa non avrà energia elettrica. Inoltre non avrai opzioni di alimentazione dall'oggi al domani. Questi sistemi producono una potenza minima, rendendoli ideali per un camper, una piccola casa o una piccola cabina. Al massimo, i sistemi solari CC possono alimentare alcuni apparecchi.
Sistema misto DC e AC
Costo: $10,000–$50,000
Un sistema misto CC e CA accoppia i pannelli solari con una batteria di backup. Questi sistemi offrono più potenza della corrente continua ma sono comunque considerati piccoli. Con un sistema misto, i pannelli solari generano elettricità durante il giorno e la batteria di accumulo fornisce energia durante la notte. La maggior parte degli utenti incorpora più batterie per una maggiore potenza di backup durante le giornate nuvolose o i blackout.
Un sistema misto prevede anche un inverter per la conversione della potenza AC. Questi sistemi funzionano per le case più piccole, comprese le minuscole case.
Sistema AC con vento
Costo: $20,000–$80,000
Questi sistemi sono ottime opzioni se si riscontra meno sole e più vento. Includono pannelli solari, inverter e batterie solari, oltre a una turbina eolica che funge da fonte di energia alternativa quando la corrente alternata principale si interrompe. Il sistema AC principale e la turbina eolica possono generare energia sufficiente per far funzionare la tua casa e caricare le batterie.
Sistema solare CA
Costo: $30,000–$60,000
I sistemi solari CA offrono più potenza e prestazioni migliori rispetto ad altri sistemi. Questi sistemi funzionano meglio in aree con abbondante luce solare. Avrai bisogno di un sistema solare completo, batterie aggiuntive e inverter per le conversioni di potenza da CC a CA. È necessario abbinare il fabbisogno energetico alle dimensioni del sistema per ottenere i migliori risultati. Il sistema solare CA medio è di 7 kWh, ma può aumentare per soddisfare un maggiore consumo di energia.
Sistema AC con un generatore di riserva
Costo: $40,000–$70,000
Questo è uno dei tipi più popolari di sistemi domestici off-grid. Simile al precedente sistema solare CA, include pannelli solari, batterie e un inverter. Il generatore di backup aggiunto offre tranquillità per periodi più lunghi di giornate nuvolose. Il generatore non è abbastanza potente per far funzionare la tua casa ogni giorno. Entra in azione solo quando i pannelli non possono generare attivamente energia solare.
Costo per componente
I sistemi off-grid hanno diversi componenti. Tutti i sistemi off-grid necessitano di pannelli solari, o moduli, per catturare la luce solare. Il sistema può includere anche accumulo di energia, inverter, fonti di alimentazione alternative e altri dispositivi di distribuzione dell'energia. Abbiamo suddiviso i costi di ciascun componente per aiutarti a pianificare il budget di conseguenza.
Pannelli solari
Costo: $4,000–$14,000
I pannelli solari sono il componente più importante di qualsiasi sistema solare. I pannelli solari funzionano catturando la luce solare e trasformandola in energia utilizzabile. Le prestazioni complessive del sistema dipendono dal tipo, dalle dimensioni, dalla marca e dalla potenza del pannello solare. I pannelli solari residenziali producono tra 250 e 400 watt di potenza. Sono necessari 18-28 pannelli solari per un sistema da 7 kWh. Maggiore è la potenza, minori saranno i pannelli necessari. Investire in pannelli solari di alta qualità aumenterà i costi ma porterà a migliori prestazioni e risparmi energetici.
Batteria solare
Costo: $4,000–$14,000
Le batterie solari aiutano ad alimentare la tua casa durante le giornate nuvolose o durante la notte. Poiché i tuoi pannelli solari generano energia durante il giorno, l'energia viene deviata alle batterie per caricarle. Una volta che i pannelli smettono di funzionare, il tuo sistema attinge a questa energia immagazzinata per alimentare la tua casa. L'aggiunta di più batterie estenderà le tue capacità di archiviazione, aiutando ad alimentare la tua casa per periodi più lunghi.
Invertitore
Costo: $7,000–$8,000
L'inverter aiuta a convertire l'energia CC in entrata in energia CA utilizzabile. A seconda della configurazione del sistema, potrebbe essere necessario un inverter per batteria solare. Gli inverter variano in base al tipo, alle dimensioni del sistema e al fabbisogno elettrico.
Fonte di energia alternativa
Costo: $6,000–$20,000
L'abbinamento di una fonte di energia alternativa ai pannelli solari aggiunge energia di riserva quando i pannelli non sono in uso. I costi finali dipendono dalla fonte energetica. L’aggiunta di una turbina eolica costerà tra i 6.000 e gli 11.000 dollari, mentre un generatore di riserva costerà tra i 10.000 e i 20.000 dollari.
Regolatore di carica solare
Costo: $ 550– $ 600 per controller
Un regolatore di carica solare regola la corrente elettrica che scorre dal pannello solare alla batteria. Previene il sovraccarico e lo scaricamento, contribuendo a preservare la durata della batteria. Avrai bisogno di un controller di carica per ciascuna batteria. Ad esempio, avrai bisogno di quattro regolatori di carica se il tuo sistema off-grid utilizza quattro batterie solari.
Costo del lavoro
I costi di manodopera variano in base alla complessità, alle dimensioni e ai componenti aggiunti del sistema solare. Rappresenta circa il 10% del costo totale di installazione. Ad esempio, potresti pagare tra $ 63.000 e $ 72.000 per un sistema off-grid da 10 kWh, con $ 7.000- $ 8.000 destinati alla manodopera.
Incentivi e crediti solari
Dovresti verificare la disponibilità di incentivi, sconti e crediti solari per ridurre i costi di installazione. Questi incentivi sono disponibili a livello federale, statale e comunale. IL credito d’imposta federale ti rimborsa fino al 30% dei costi di installazione. Secondo il Ufficio per le tecnologie dell'energia solare per il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, sei idoneo per il credito solare federale anche se non disponi di un sistema collegato alla rete.
Nella tua zona potrebbero essere disponibili ulteriori crediti d'imposta ed eccezioni. Si consiglia di verificare l'idoneità per eventuali requisiti di connessione alla rete. Ad esempio, quando abbiamo studiato il Programma di incentivi per l’autogenerazione (SGIP) della California, abbiamo scoperto che lo sconto sulla batteria si applica solo ai sistemi solari collegati alla rete con accumulo di energia.
I pannelli solari e le batterie sono vitali per supportare l’elettricità domestica. Aiutano ad estendere le prestazioni dei tuoi pannelli e ad aumentare il tuo potenziale di risparmio a lungo termine. I pannelli solari giusti genereranno più energia di quella di cui hai bisogno quotidianamente. Un sistema di accumulo di alta qualità può risparmiare l’energia in eccesso per un uso successivo.
Pannelli solari
I pannelli solari offrono diverse potenze, durata e livelli di efficienza. L’efficienza misura la capacità dei pannelli solari di convertire la luce solare in energia utilizzabile. Più alto è il valore, migliore è la conversione dell'energia. Ad esempio, i pannelli solari con un tasso di efficienza del 20% convertono il 20% della luce solare assorbita. Pannelli solari ad alta efficienza hanno tassi del 21% o più.
Esistono tre tipi di pannelli solari: monocristallini, policristallini e a film sottile. Ecco una panoramica di ciascun tipo.
- Pannelli monocristallini (mono): Questi pannelli offrono la migliore efficienza e generano più energia rispetto ad altri tipi. Grazie alle loro elevate prestazioni, avrai bisogno di meno pannelli per alimentare la tua casa. I pannelli monocristallini sono più costosi ma durano 25 anni o più.
- Pannelli policristallini (poli): Questi pannelli sono meno costosi delle opzioni mono ma offrono meno potenza ed efficienza. Durano fino a 20 anni con manutenzione regolare. A causa delle loro prestazioni inferiori, avrai bisogno di più pannelli per soddisfare il tuo fabbisogno energetico. Considera lo spazio disponibile sul tetto, le esigenze energetiche e il budget quando confronto tra pannelli mono e poli.
- Pannelli a film sottile: I pannelli a film sottile sono l’opzione meno costosa. Tuttavia, offrono l’efficienza, la potenza e la durata più basse. Questi pannelli funzionano meglio per progetti più piccoli con esigenze di bassa potenza, come un camper, un piccolo capannone o un garage.
Batterie solari
Diversi tipi di batterie solari offrono vantaggi e applicazioni diversi. Tratteremo le principali opzioni per i sistemi off-grid.
- Batterie al piombo: Queste batterie hanno una lunga storia nel settore solare. Conosciute come batterie a ciclo profondo, possono gestire la carica e la scarica costante. Una variante, le batterie al piombo-acido allagate (FLA), funziona meglio nelle installazioni off-grid. Queste batterie possono immagazzinare grandi quantità di energia, sono poco costose e sono ampiamente disponibili. Tuttavia, le batterie FLA sono a base d'acqua e richiedono manutenzione regolare per garantire prestazioni adeguate. Inoltre, possono scaricare solo circa il 50% della loro capacità senza danneggiarne la durata o le prestazioni. Le batterie FLA durano in media dai cinque ai sette anni.
- Batterie agli ioni di litio: Le batterie al litio utilizzano una nuova tecnologia che espande la loro capacità di stoccaggio riducendone le dimensioni complessive. Queste batterie scaricano fino all'80% o più della loro energia senza influire sul funzionamento. Le batterie al litio impiegano meno tempo per caricarsi, richiedono poca manutenzione e sono più efficienti delle varietà al piombo. Queste batterie durano anche fino a 10 anni. Tuttavia, le batterie agli ioni di litio sono più costose delle opzioni al piombo. Le batterie agli ioni di litio più diffuse includono la Powerwall Tesla e LG Chem RESU.
Costruire un sistema off-grid richiede un'attenta pianificazione. È necessario determinare il proprio fabbisogno energetico prima di provare ad assemblare un sistema. Un altro termine per questo calcolo è il carico elettrico. Una volta determinato il tuo fabbisogno elettrico giornaliero, dovresti acquistare ciascun componente, verificando che siano compatibili tra loro. Quindi, completerai l'assemblaggio finale.
Installare un sistema solare è un compito arduo per la maggior parte dei proprietari di case. Avrai bisogno di una conoscenza approfondita della tecnologia solare e di un background solare come elettricista. Sebbene alcuni proprietari di casa abbiano le competenze necessarie per completare un progetto fai-da-te (fai da te) sistema solare, ti consigliamo di assumere un installatore solare professionista.
Abbiamo fornito una panoramica passo passo su come costruire un sistema off-grid per darti un'idea più chiara del progetto. Queste non sono istruzioni di montaggio esatte. Servono invece come lista di controllo e guida per ciascun componente necessario e la sua posizione all'interno del sistema.
- Determina il tuo carico di carica: Puoi calcolare il tuo carico elettrico in base alle bollette elettriche o al fabbisogno di wattaggio di ciascun elettrodomestico. Controlla le tue bollette elettriche per un anno intero e dividi la bolletta di ogni mese per i giorni del mese. Questo rappresenta il tuo fabbisogno energetico giornaliero. Per il secondo metodo, moltiplica la potenza di ciascun apparecchio per il numero di ore di utilizzo quotidiano. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) fornisce una guida utile per il calcolo utilizzo dell'energia degli elettrodomestici e dei dispositivi elettronici domestici.
- Scegli la tua batteria: La batteria dovrebbe fornire alimentazione temporanea al sistema. La maggior parte delle batterie sono da 12 volt (V), ma sono disponibili opzioni da 24 V e 48 V. Sulla base della nostra ricerca, ti consigliamo di utilizzare batterie FLA o agli ioni di litio per la tua installazione off-grid.
- Seleziona il tuo controller di carica: Avrai bisogno di un controller di carica per ciascuna batteria. I controller sono disponibili nelle opzioni 12V e 24V. La loro tensione dovrebbe essere allineata con quella del tuo inverter. Sono disponibili diversi tipi di regolatori di carica. I controller MPPT (Maximum Power Point Tracking) convertono in modo efficiente l'energia dai pannelli al banco batterie. Sono l’opzione più costosa e funzionano meglio per sistemi off-grid di medie e grandi dimensioni. I regolatori di carica con modulazione di larghezza di impulso (PWM) sono meno costosi di MPPT e meno efficienti. Si abbinano bene a configurazioni off-grid di piccole e medie dimensioni.
- Scegli il/i tuo/i inverter: Non avrai bisogno di un inverter se scegli un sistema DC. Tuttavia, sono necessari per altri sistemi off-grid. Gli inverter sono disponibili nelle opzioni 12V e 24V. Dovrebbero corrispondere alla tensione dei controller di carica, dei pannelli solari e delle batterie. Gli inverter a onda sinusoidale pura funzionano meglio per gli elettrodomestici e forniscono la migliore efficienza, ma sono i più costosi. Gli inverter sinusoidali modificati sono meno efficienti e funzionano con dispositivi elettronici ed apparecchi semplici come ventilatori o luci. Gli inverter ibridi combinano il meglio degli inverter a onda sinusoidale pura e a onda sinusoidale modificata. Costano di più degli inverter a onda sinusoidale modificata ma meno delle opzioni a onda sinusoidale pura. Funzionano bene per i sistemi di fascia media e offrono il giusto equilibrio tra prezzo e prestazioni.
- Installa i tuoi pannelli solari: I pannelli scelti dovrebbero corrispondere alla tensione dell’intero sistema. Avrai bisogno di un numero sufficiente di pannelli in base al tuo fabbisogno energetico e alle ore di sole medie nella tua zona. IL ore medie di punta del sole negli Stati Uniti è da quattro a cinque ore al giorno, ma varia a seconda della località. Se vivi nell'emisfero settentrionale, dovresti posizionare i pannelli esattamente a sud e lontano da qualsiasi ombra per ottenere le migliori prestazioni.
- Collega i tuoi componenti: Avrai bisogno di cavi, fili e dispositivi aggiuntivi noti come "bilanciamento del sistema". Questi componenti aiutano a regolare la transizione sicura dell'elettricità. Questa apparecchiatura comprende cavi solari, infusori, dispositivi di misurazione e altri cablaggi. Consulta la guida del DOE per apparecchiature di equilibrio del sistema necessari per i sistemi solari. Questi passaggi richiedono conoscenze elettriche avanzate, quindi è meglio affidarli a un installatore solare professionista.
I sistemi solari off-grid sono un'ottima alternativa ai tradizionali sistemi collegati alla rete che forniscono completa indipendenza energetica. Considera i tuoi bisogni energetici e costruisci un sistema che soddisfi o superi tali requisiti. Ti consigliamo di includere una fonte di energia alternativa per supportare la tua casa durante periodi prolungati senza luce solare diretta.
Il sistema off-grid medio costa circa $ 55.000, ma questo prezzo varia in base alle dimensioni, al tipo e ai componenti aggiuntivi del sistema. Alcuni esperti fai-da-te potrebbero essere in grado di completare un'installazione off-grid, ma per ottenere i migliori risultati consigliamo un installatore solare professionista.
Un sistema solare off-grid genera energia sufficiente per far funzionare una casa senza elettricità legata alle utenze. Questi sistemi sono costituiti da pannelli solari, un banco batterie, un regolatore di carica, un inverter e fonti di alimentazione di backup. I sistemi off-grid sono opzioni eccellenti per case remote e veicoli ricreativi. Funzionano anche per i proprietari di case che desiderano l’indipendenza energetica o opzioni di alimentazione più ecologiche.
Un sistema off-grid costa tra i 45.000 e i 65.000 dollari, con un prezzo medio più vicino ai 55.000 dollari. Il costo varia in base alle dimensioni, al tipo e al fabbisogno energetico del sistema, nonché ai componenti scelti.
Un sistema off-grid può durare 25 anni o più con una corretta manutenzione. Tuttavia, alcuni componenti hanno una durata di vita diversa e potrebbero richiedere la sostituzione. I pannelli solari e gli inverter di alta qualità possono durare fino a 25 anni. Potrebbe essere necessario sostituire le batterie solari e i regolatori di carica dopo 5-10 anni.
Sì, i sistemi off-grid funzionano con qualsiasi abitazione residenziale, anche quelle più grandi. I sistemi off-grid funzionano meglio per le case remote o per quelle con accesso limitato all’energia elettrica. A causa delle loro dimensioni e della capacità di potenza, i sistemi off-grid sono più costosi dei sistemi solari collegati alla rete. Richiedono un'attenta pianificazione per garantire che soddisfino e superino anche il fabbisogno energetico della tua casa manutenzione regolare e manutenzione.
Sì, i sistemi off-grid richiedono manutenzione per garantire prestazioni e longevità ottimali. La manutenzione comprende la pulizia dei pannelli solari, la cura delle batterie e l'ispezione del regolatore di carica e degli inverter. Ti consigliamo di utilizzare un installatore o un tecnico solare professionista per ispezionare il tuo sistema. Manutenzione regolare estende la durata della vita del tuo sistema solare.
I componenti principali necessari per un sistema solare off-grid includono pannelli solari per convertire la luce solare in elettricità CC e un regolatore di carica per la regolazione la carica delle batterie, batterie per immagazzinare l'energia e un inverter per convertire l'elettricità CC dalle batterie in alimentazione CA per l'uso in casa. Componenti aggiuntivi possono includere un generatore di riserva, apparecchiature di monitoraggio e disconnessioni di sicurezza.
