System magazynowania fotowoltaicznego (PV) w budynkach mieszkalnych składa się głównie z modułów PV, akumulatorów magazynujących energię, inwerterów magazynujących, urządzeń pomiarowych i systemów zarządzania monitorowaniem. Jego celem jest osiągnięcie samowystarczalności energetycznej, obniżenie kosztów energii, obniżenie emisji dwutlenku węgla i poprawa niezawodności zasilania. Konfigurowanie systemu magazynowania PV w budynkach mieszkalnych to kompleksowy proces, który wymaga starannego rozważenia różnych czynników w celu zapewnienia wydajnej i stabilnej pracy.
I. Przegląd systemów magazynowania energii fotowoltaicznej w budynkach mieszkalnych
Przed rozpoczęciem konfiguracji systemu konieczne jest zmierzenie rezystancji izolacji DC między zaciskiem wejściowym układu PV a uziemieniem. Jeśli rezystancja jest mniejsza niż U…/30 mA (U… oznacza maksymalne napięcie wyjściowe układu PV), należy podjąć dodatkowe środki uziemiające lub izolacyjne.
Podstawowe funkcje systemów fotowoltaicznych i magazynowania energii elektrycznej w domach obejmują:
- Samo-konsumpcja:Wykorzystanie energii słonecznej w celu zaspokojenia zapotrzebowania gospodarstw domowych na energię.
- Wyrównywanie szczytów i wypełnianie dolin:Zrównoważenie zużycia energii w różnych porach w celu oszczędności kosztów energii.
- Zasilanie awaryjne:Zapewniamy niezawodną energię elektryczną podczas przerw w dostawie prądu.
- Zasilanie awaryjne:Wsparcie obciążeń krytycznych podczas awarii sieci.
Proces konfiguracji obejmuje analizę zapotrzebowania użytkowników na energię, projektowanie systemów fotowoltaicznych i magazynowania energii, wybór komponentów, przygotowanie planów instalacji oraz określenie środków operacyjnych i konserwacyjnych.
II. Analiza i planowanie popytu
Analiza zapotrzebowania na energię
Kluczowe znaczenie ma szczegółowa analiza zapotrzebowania na energię, obejmująca:
- Profilowanie obciążenia:Identyfikacja zapotrzebowania na energię różnych urządzeń.
- Dzienne spożycie:Określenie średniego zużycia energii elektrycznej w ciągu dnia i nocy.
- Ceny energii elektrycznej:Zrozumienie struktur taryfowych w celu optymalizacji systemu pod kątem oszczędności kosztów.
Studium przypadku
| Tabela 1 Statystyki całkowitego obciążenia | |||
| sprzęt | Moc | Ilość | Całkowita moc (kW) |
| Klimatyzator inwerterowy | 1.3 | 3 | 3,9 kW |
| pralka | 1.1 | 1 | 1,1 kW |
| Lodówka | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| TV | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Podgrzewacz wody | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Losowy kaptur | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Inna energia elektryczna | 1.2 | 1 | 1,2 kW |
| Całkowity | 8,2 kW | ||
| Tabela 2 Statystyka ważnych obciążeń (zasilanie poza siecią) | |||
| sprzęt | Moc | Ilość | Całkowita moc (kW) |
| Klimatyzator inwerterowy | 1.3 | 1 | 1,3 kW |
| Lodówka | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| Podgrzewacz wody | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Losowy kaptur | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Oświetlenie, elektryczność itp. | 0,5 | 1 | 0,5 kW |
| Całkowity | 3,6 kW | ||
- Profil użytkownika:
- Całkowite podłączone obciążenie: 8,2 kW
- Obciążenie krytyczne: 3,6 kW
- Zużycie energii w ciągu dnia: 10 kWh
- Zużycie energii w nocy: 20 kWh
- Plan systemu:
- Zainstaluj hybrydowy system PV-magazynowy z generacją PV w ciągu dnia, która spełnia wymagania obciążenia i przechowuje nadmiar energii w bateriach do użytku w nocy. Sieć działa jako dodatkowe źródło zasilania, gdy PV i magazynowanie są niewystarczające.
-
III. Konfiguracja systemu i wybór komponentów
1. Projekt systemu fotowoltaicznego
- Rozmiar systemu: Na podstawie obciążenia użytkownika wynoszącego 8,2 kW i dziennego zużycia 30 kWh zaleca się instalację fotowoltaiczną o mocy 12 kW. Instalacja ta może generować około 36 kWh dziennie, aby sprostać zapotrzebowaniu.
- Moduły fotowoltaiczne:Wykorzystaj 21 modułów monokrystalicznych 580Wp, uzyskując zainstalowaną moc 12,18 kWp. Zapewnij optymalne rozmieszczenie dla maksymalnej ekspozycji na światło słoneczne.
Maksymalna moc Pmax [W] 575 580 585 590 595 600 Optymalne napięcie robocze Vmp [V] 43,73 43,88 44.02 44.17 44.31 44,45 Optymalny prąd roboczy Imp [A] 13.15 13.22 13.29 13.36 13.43 13,50 Napięcie w obwodzie otwartym Voc [V] 52.30 52,50 52,70 52,90 53.10 53.30 Prąd zwarciowy Isc [A] 13,89 13,95 14.01 14.07 14.13 14.19 Sprawność modułu [%] 22.3 22,5 22.7 22.8 23,0 23.2 Tolerancja mocy wyjściowej 0~+3% Współczynnik temperaturowy mocy maksymalnej [Pmax] -0,29%/℃ Współczynnik temperaturowy napięcia obwodu otwartego [Voc] -0,25%/℃ Współczynnik temperaturowy prądu zwarciowego [Isc] 0,045%/℃ Standardowe warunki testowe (STC): Natężenie światła 1000 W/m², temperatura akumulatora 25℃, jakość powietrza 1,5 2. System magazynowania energii
- Pojemność baterii: Skonfiguruj system baterii litowo-żelazowo-fosforanowej (LiFePO4) o pojemności 25,6 kWh. Ta pojemność zapewnia wystarczającą kopię zapasową dla obciążeń krytycznych (3,6 kW) przez około 7 godzin podczas przerw w dostawie prądu.
- Moduły baterii:Zastosuj modułowe, układane w stosy projekty z obudowami o stopniu ochrony IP65 do instalacji wewnątrz/na zewnątrz. Każdy moduł ma pojemność 2,56 kWh, a 10 modułów tworzy kompletny system.
3. Wybór falownika
- Falownik hybrydowy:Użyj hybrydowego falownika o mocy 10 kW ze zintegrowanymi możliwościami zarządzania fotowoltaiką i magazynowaniem. Kluczowe funkcje obejmują:
- Maksymalne wejście PV: 15 kW
- Moc wyjściowa: 10 kW zarówno przy pracy podłączonej do sieci, jak i poza nią
- Ochrona: stopień ochrony IP65 z czasem przełączania z sieci na bez sieci <10 ms
4. Wybór kabla PV
Kable PV łączą moduły słoneczne z inwerterem lub skrzynką łączoną. Muszą wytrzymać wysokie temperatury, ekspozycję na promieniowanie UV i warunki zewnętrzne.
- EN 50618 H1Z2Z2-K:
- Jednordzeniowy, o napięciu 1,5 kV DC, z doskonałą odpornością na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne.
- TÜV PV1-F:
- Elastyczny, trudnopalny, o szerokim zakresie temperatur (-40°C do +90°C).
- Przewód fotowoltaiczny UL 4703:
- Podwójnie izolowane, idealne do systemów montowanych na dachach i na ziemi.
- Pływający kabel solarny AD8:
- Zanurzalny i wodoodporny, nadaje się do stosowania w środowisku wilgotnym lub wodnym.
- Kabel solarny z rdzeniem aluminiowym:
- Lekkie i ekonomiczne, stosowane w instalacjach na dużą skalę.
5. Wybór kabla do magazynowania energii
Kable magazynujące łączą baterie z falownikami. Muszą obsługiwać wysokie prądy, zapewniać stabilność termiczną i utrzymywać integralność elektryczną.
- Kable UL10269 i UL11627:
- Cienkościenne, izolowane, trudnopalne i kompaktowe.
- Kable izolowane XLPE:
- Wysokie napięcie (do 1500 V DC) i odporność termiczna.
- Kable prądu stałego wysokiego napięcia:
- Przeznaczony do łączenia modułów akumulatorowych i magistrali wysokiego napięcia.
Zalecane specyfikacje kabli
Typ kabla Zalecany model Aplikacja Kabel fotowoltaiczny EN 50618 H1Z2Z2-K Podłączanie modułów fotowoltaicznych do falownika. Kabel fotowoltaiczny Przewód fotowoltaiczny UL 4703 Instalacje dachowe wymagające wysokiej izolacji. Kabel do magazynowania energii UL 10269, UL 11627 Kompaktowe połączenia akumulatorów. Ekranowany kabel pamięci masowej Ekranowany kabel akumulatorowy EMI Zmniejszanie zakłóceń w wrażliwych systemach. Kabel wysokiego napięcia Kabel izolowany XLPE Połączenia wysokoprądowe w systemach akumulatorowych. Pływający kabel fotowoltaiczny Pływający kabel solarny AD8 Środowiska narażone na działanie wody lub wilgotne.
IV. Integracja systemów
Zintegruj moduły fotowoltaiczne, magazyny energii i falowniki w kompletny system:
- System fotowoltaiczny:Zaprojektować układ modułów i zapewnić bezpieczeństwo konstrukcyjne dzięki odpowiednim systemom montażowym.
- Magazynowanie energii: Zainstaluj modułowe baterie z odpowiednim systemem BMS (Battery Management System) umożliwiającym monitorowanie w czasie rzeczywistym.
- Falownik hybrydowy: Podłącz panele fotowoltaiczne i baterie do falownika, aby zapewnić płynne zarządzanie energią.
V. Instalacja i konserwacja
Instalacja:
- Ocena witryny:Sprawdź dachy i obszary gruntu pod kątem zgodności konstrukcyjnej i ekspozycji na światło słoneczne.
- Instalacja sprzętu:Bezpieczny montaż modułów fotowoltaicznych, akumulatorów i falowników.
- Testowanie systemu:Sprawdź połączenia elektryczne i przeprowadź testy funkcjonalne.
Konserwacja:
- Rutynowe kontrole:Sprawdź kable, moduły i inwertery pod kątem zużycia i uszkodzeń.
- Czyszczenie:Regularnie czyść moduły fotowoltaiczne, aby zachować ich wydajność.
- Zdalne monitorowanie:Używaj narzędzi programowych do śledzenia wydajności systemu i optymalizacji ustawień.
VI. Wnioski
Dobrze zaprojektowany system magazynowania energii fotowoltaicznej w domu zapewnia oszczędność energii, korzyści dla środowiska i niezawodność zasilania. Staranny dobór komponentów, takich jak moduły fotowoltaiczne, akumulatory magazynujące energię, inwertery i kable, zapewnia wydajność i trwałość systemu. Dzięki odpowiedniemu planowaniu,
Dzięki protokołom instalacji i konserwacji właściciele domów mogą zmaksymalizować korzyści ze swojej inwestycji.
Czas publikacji: 24-12-2024