Какое оборудование мне нужно, чтобы продавать электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями, энергетической компании?

Вам нужен сетевой или подключаемый к сети инвертор, и вы можете купить его гораздо дешевле, чем собрать самостоятельно. В любом случае энергетическая компания и регулятор в сфере электроэнергетики не позволят вам самостоятельно реализовать эти схемы, если вы не готовы потратить тысячи долларов на сертификационные испытания, в том числе на выполнение требований, например, по отключению в течение миллисекунды после отключения сети.

Но я не верю, что простое подключение входа инвертора к солнечным панелям, а выхода — к сети переменного тока, сработает. Я думаю, что фазы на выходе инвертора и в сети переменного тока должны совпадать.

Верно. Но это очень распространённая проблема, поэтому был разработан целый ряд продуктов, которые делают именно это. Они называются инверторами с привязкой к сети. Они не только могут синхронизироваться с сетью, но и должны. Они не должны подавать энергию в сеть при отключении питания!*

Требования к сетевому инвертору указаны нашим старым другом UL (Underwriter's Laboratories, то есть страховыми андеррайтерами) в документе UL 1741. Есть также проблемы, связанные с панелью, такие как быстрое отключение (NEC 690.12), в котором может участвовать сетевой инвертор. (быстрое отключение имеет смысл в любой момент, когда сеть отключена, и сетевой инвертор хорошо подходит для реализации этой функции).

Я также считаю, что для моего дома нужен другой счётчик электроэнергии. Потому что нынешний рассчитан на одностороннюю передачу электроэнергии и может не определять направление передачи энергии.

Верно. Если у вас неподходящий счётчик, он будет взимать с вас плату за вырабатываемую вами энергию, а не платить вам. Поэтому вам нужно согласовать это с энергетической компанией. Естественно, они захотят платить вам очень мало за вырабатываемую вами энергию; но это мошенничество.

На самом деле солнечные панели вырабатывают пиковую мощность по своей природе. Пиковая мощность — это время наибольшего спроса, когда запускаются все генераторы, даже дорогостоящие — дизельные и газовые турбины. (Отчасти они дорогие, потому что банк хочет, чтобы ипотека выплачивалась круглосуточно и без выходных.) Пиковая мощность стоит дороже всего на спотовом рынке, где и используется солнечная энергия. Однако большинству жителей выставляют счёт по фиксированной ставке, то есть по 12 центов за кВт·ч. Таким образом, даже «чистый учёт» выгоден энергетической компании, поскольку она платит «средние» цены за ценную пиковую мощность.

Какое оборудование используется для этой цели? Я хочу сам собрать схемы, если это возможно.

Нет. Труд любви ценится на вес золота. Не тратьте время на изобретение этого колеса. Инвертор UL 1741 - это очень серьезная инженерная работа, сродни созданию собственного мобильного телефона G4. Это огромная гора мастерства, на которую нужно взобраться, по большей части скучная, неприменимая к другим областям и полная нормативной белиберды. Оно того не стоит. Купите инвертор COTS UL 1741 и вложите душу в проект, в котором инновации могут принести пользу, у вас есть шанс довести дело до конца, и это действительно улучшит ваше резюме.

* Что не так с производством переменного тока, когда сеть обесточена? Неизбежно, что какой-нибудь «эпсилон-минус» подключит его так, что он всё ещё будет подключен к сети, что приведёт к обратной подаче питания на распределительные трансформаторы. При обратной подаче питания на трансформатор вы повышаете напряжение вместо того, чтобы понижать его. Это приводит к подаче питания на те части сети, которые должны быть обесточены. Это плохая новость как для линейных монтёров (которые в спешке восстанавливают электроснабжение и часто не проводят полную процедуру заземления), так и для случайных прохожих рядом с оборванными линиями, которые считались второстепенными, поскольку находились на «мёртвой» стороне обрыва.

Самая веская причина покупать, а не строить самостоятельно — это безопасность людей, работающих на линиях. Вы же не хотите нести ответственность за то, что кого-то ударило током, хотя у него были все основания полагать, что провод не под напряжением. Коммерческие устройства гарантируют, что, когда сеть обесточивается, вы перестаёте подавать в неё энергию, а если они этого не делают, ответственность лежит на производителе, а не на вас. Это не тот случай, когда можно попытаться сэкономить небольшую сумму денег.

Кроме того, энергетическая компания в любом случае не разрешит выставлять счета за электроэнергию без одобренного оборудования, так что даже если бы вы смогли заставить его работать и обеспечить его безопасность, вы бы не смогли заставить его платить.

Это незначительная часть стоимости системы. Сделайте всё правильно или не делайте вообще.

Это не то, что вы можете или должны сделать дома. Одно дело — собрать собственный инвертор для питания устройств в вашем доме, и совсем другое — подключить его к линиям электропередачи, что может привести к гибели людей, работающих над устранением перебоев с электричеством в вашем районе.