Domowy system magazynowania fotowoltaicznego (PV) składa się głównie z modułów fotowoltaicznych, akumulatorów magazynujących energię, falowników magazynujących, urządzeń pomiarowych i systemów zarządzania monitorowaniem. Jej celem jest osiągnięcie samowystarczalności energetycznej, zmniejszenie kosztów energii, zmniejszenie emisji dwutlenku węgla i poprawa niezawodności zasilania. Konfiguracja domowego systemu magazynowania energii fotowoltaicznej to kompleksowy proces, który wymaga dokładnego rozważenia różnych czynników, aby zapewnić wydajną i stabilną pracę.
I. Przegląd mieszkaniowych systemów magazynowania energii fotowoltaicznej
Przed rozpoczęciem konfiguracji systemu należy koniecznie zmierzyć rezystancję izolacji prądu stałego pomiędzy zaciskiem wejściowym układu fotowoltaicznego a ziemią. Jeżeli rezystancja jest mniejsza niż U…/30 mA (U… oznacza maksymalne napięcie wyjściowe układu fotowoltaicznego), należy zastosować dodatkowe środki uziemiające lub izolujące.
Podstawowe funkcje mieszkaniowych systemów magazynowania energii fotowoltaicznej obejmują:
- Konsumpcja własna: Wykorzystanie energii słonecznej do zaspokojenia zapotrzebowania gospodarstw domowych na energię.
- Golenie szczytów i wypełnianie dolin: Równoważenie zużycia energii w różnych momentach, aby zaoszczędzić na kosztach energii.
- Zasilanie rezerwowe: Zapewnienie niezawodnej energii podczas przestojów.
- Zasilanie awaryjne: Obsługuje obciążenia krytyczne podczas awarii sieci.
Proces konfiguracji obejmuje analizę potrzeb energetycznych użytkownika, projektowanie systemów fotowoltaicznych i magazynowania, wybór komponentów, przygotowanie planów instalacji oraz nakreślenie środków operacyjnych i konserwacyjnych.
II. Analiza i planowanie popytu
Analiza zapotrzebowania na energię
Szczegółowa analiza zapotrzebowania na energię ma kluczowe znaczenie, obejmując:
- Załaduj profilowanie: Identyfikacja wymagań energetycznych różnych urządzeń.
- Dzienne spożycie: Określanie średniego zużycia energii elektrycznej w dzień i w 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 |
| Przypadkowy kaptur | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Inny prąd | 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 |
| Przypadkowy kaptur | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Oświetlenie elektryczne 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 magazynowania energii fotowoltaicznej z generacją fotowoltaiczną w ciągu dnia, spełniającą wymagania obciążenia i magazynującą nadwyżkę energii w akumulatorach do wykorzystania w nocy. Sieć działa jako dodatkowe źródło energii, gdy fotowoltaika i magazynowanie są niewystarczające.
-
III. Konfiguracja systemu i wybór komponentów
1. Projekt systemu fotowoltaicznego
- Rozmiar systemu: W oparciu o obciążenie użytkownika wynoszące 8,2 kW i dzienne zużycie 30 kWh zaleca się zestaw fotowoltaiczny o mocy 12 kW. Układ ten może generować około 36 kWh dziennie, aby zaspokoić zapotrzebowanie.
- Moduły fotowoltaiczne: Wykorzystaj 21 modułów monokrystalicznych 580 Wp, osiągając moc zainstalowaną 12,18 kWp. Zapewnij optymalne rozmieszczenie, aby zapewnić maksymalne nasłonecznienie.
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 obwodu otwartego 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 akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych (LiFePO4) o pojemności 25,6 kWh. Wydajność ta zapewnia wystarczającą rezerwę dla obciążeń krytycznych (3,6 kW) przez około 7 godzin podczas przestojów.
- Moduły akumulatorowe: Stosuj modułowe konstrukcje, które można układać jeden na drugim, z obudowami o stopniu ochrony IP65 do instalacji wewnętrznych i zewnętrznych. Każdy moduł ma pojemność 2,56 kWh, a 10 modułów tworzy kompletny system.
3. Wybór falownika
- Inwerter hybrydowy: Użyj falownika hybrydowego o mocy 10 kW ze zintegrowanymi funkcjami zarządzania fotowoltaiką i magazynowaniem. Kluczowe funkcje obejmują:
- Maksymalny pobór mocy fotowoltaicznej: 15 kW
- Moc wyjściowa: 10 kW zarówno przy podłączeniu do sieci, jak i poza nią
- Ochrona: Stopień ochrony IP65 z czasem przełączania między siecią a siecią <10 ms
4. Wybór kabla fotowoltaicznego
Kable fotowoltaiczne łączą moduły słoneczne z falownikiem lub skrzynką przyłączeniową. Muszą wytrzymać wysokie temperatury, ekspozycję na promieniowanie UV i warunki zewnętrzne.
- EN 50618 H1Z2Z2-K:
- Jednordzeniowy, znamionowy dla 1,5 kV DC, z doskonałą odpornością na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne.
- TÜV PV1-F:
- Elastyczny, trudnopalny, o szerokim zakresie temperatur (od -40°C do +90°C).
- Przewód fotowoltaiczny UL 4703:
- Podwójnie izolowany, idealny do systemów montowanych na dachu i na ziemi.
- Pływający kabel słoneczny AD8:
- Zanurzalny i wodoodporny, odpowiedni do środowisk wilgotnych lub wodnych.
- Kabel słoneczny z rdzeniem aluminiowym:
- Lekki i ekonomiczny, stosowany w instalacjach na dużą skalę.
5. Wybór kabla do magazynowania energii
Kable magazynujące łączą akumulatory z falownikami. Muszą wytrzymywać wysokie prądy, zapewniać stabilność termiczną i utrzymywać integralność elektryczną.
- Kable UL10269 i UL11627:
- Izolacja cienkościenna, trudnopalna i kompaktowa.
- Kable w izolacji XLPE:
- Wysokie napięcie (do 1500 V DC) i odporność termiczna.
- Kable wysokiego napięcia prądu stałego:
- Przeznaczony do łączenia modułów akumulatorowych i autobusów wysokiego napięcia.
Zalecane specyfikacje kabli
Typ kabla Polecany model Aplikacja Kabel fotowoltaiczny EN 50618 H1Z2Z2-K Podłączenie modułów PV do falownika. Kabel fotowoltaiczny Przewód fotowoltaiczny UL 4703 Instalacje dachowe wymagające wysokiej izolacji. Kabel do magazynowania energii UL 10269, UL 11627 Kompaktowe złącza akumulatorów. Ekranowany kabel do przechowywania Ekranowany kabel akumulatora EMI Redukcja zakłóceń w wrażliwych systemach. Kabel wysokiego napięcia Kabel w izolacji XLPE Połączenia wysokoprądowe w układach akumulatorowych. Pływający kabel fotowoltaiczny Pływający kabel słoneczny AD8 Środowiska podatne na działanie wody lub wilgotne.
IV. Integracja systemu
Zintegruj moduły fotowoltaiczne, magazyny energii i falowniki w kompletny system:
- System fotowoltaiczny: Zaprojektuj układ modułów i zapewnij bezpieczeństwo konstrukcyjne za pomocą odpowiednich systemów montażowych.
- Magazynowanie energii: Zainstaluj akumulatory modułowe z odpowiednią integracją z BMS (systemem zarządzania akumulatorami) w celu monitorowania w czasie rzeczywistym.
- Inwerter hybrydowy: Podłącz panele fotowoltaiczne i akumulatory do falownika, aby zapewnić płynne zarządzanie energią.
V. Instalacja i konserwacja
Instalacja:
- Ocena witryny: Sprawdź dachy lub obszary naziemne pod kątem zgodności strukturalnej i nasłonecznienia.
- Instalacja sprzętu: Bezpiecznie zamontuj moduły fotowoltaiczne, akumulatory i falowniki.
- Testowanie systemu: Sprawdź połączenia elektryczne i wykonaj testy funkcjonalne.
Konserwacja:
- Rutynowe inspekcje: Sprawdź kable, moduły i falowniki pod kątem zużycia lub uszkodzenia.
- Czyszczenie: Regularnie czyść moduły fotowoltaiczne, aby utrzymać ich wydajność.
- Zdalne monitorowanie: Użyj narzędzi programowych do śledzenia wydajności systemu i optymalizacji ustawień.
VI. Wniosek
Dobrze zaprojektowany system magazynowania energii fotowoltaicznej w budynkach mieszkalnych zapewnia oszczędność energii, korzyści dla środowiska i niezawodność zasilania. Staranny dobór komponentów, takich jak moduły fotowoltaiczne, akumulatory energii, falowniki i kable, zapewnia wydajność i trwałość systemu. Postępując zgodnie z właściwym planowaniem,
protokołów instalacji i konserwacji, właściciele domów mogą zmaksymalizować korzyści ze swojej inwestycji.
Czas publikacji: 24 grudnia 2024 r