Celovit vodnik za načrtovanje in konfiguracijo stanovanjskih fotovoltaičnih sistemov za shranjevanje energije

Stanovanjski fotovoltaični (PV) sistem za shranjevanje energije je sestavljen predvsem iz PV modulov, baterij za shranjevanje energije, razsmernikov za shranjevanje, merilnih naprav in sistemov za upravljanje spremljanja. Njegov cilj je doseči energetsko samozadostnost, zmanjšati stroške energije, zmanjšati emisije ogljika in izboljšati zanesljivost napajanja. Konfiguracija stanovanjskega PV sistema za shranjevanje energije je celovit postopek, ki zahteva skrbno upoštevanje različnih dejavnikov, da se zagotovi učinkovito in stabilno delovanje.

I. Pregled stanovanjskih fotovoltaičnih sistemov za shranjevanje energije

Pred začetkom nastavitve sistema je nujno izmeriti enosmerno izolacijsko upornost med vhodnim priključkom PV-generatorja in ozemljitvijo. Če je upornost manjša od U…/30mA (U… predstavlja največjo izhodno napetost PV-generatorja), je treba izvesti dodatne ukrepe za ozemljitev ali izolacijo.

Glavne funkcije stanovanjskih sistemov za shranjevanje PV vključujejo:

• Lastna porabaUporaba sončne energije za zadovoljevanje energetskih potreb gospodinjstev.
• Brijanje vrhov in zapolnjevanje dolinUravnoteženje porabe energije v različnih obdobjih za prihranek pri stroških energije.
• Rezervno napajanjeZagotavljanje zanesljive energije med izpadi.
• Zasilno napajanjePodpora kritičnim obremenitvam med izpadom omrežja.

Postopek konfiguracije vključuje analizo potreb uporabnikov po energiji, načrtovanje fotonapetostnih in shranjevalnih sistemov, izbiro komponent, pripravo načrtov namestitve ter opredelitev ukrepov za delovanje in vzdrževanje.

II. Analiza in načrtovanje povpraševanja

Analiza povpraševanja po energiji

Podrobna analiza povpraševanja po energiji je ključnega pomena, vključno z:

• Profiliranje obremenitvePrepoznavanje potreb po energiji različnih naprav.
• Dnevna porabaDoločanje povprečne porabe električne energije podnevi in ​​ponoči.
• Cenik električne energijeRazumevanje tarifnih struktur za optimizacijo sistema za prihranek stroškov.

Študija primera

• Uporabniški profil:
  • Skupna priključna moč: 8,2 kW
  • Kritična obremenitev: 3,6 kW
  • Dnevna poraba energije: 10 kWh
  • Nočna poraba energije: 20 kWh
• Sistemski načrt:
  • Namestite hibridni sistem za shranjevanje energije s fotovoltaiko, ki dnevno generira energijo, zadovoljuje potrebe po obremenitvi in ​​shranjuje presežno energijo v baterijah za nočno uporabo. Omrežje deluje kot dodatni vir energije, kadar fotovoltaika in shranjevanje energije nista zadostna.

• III. Konfiguracija sistema in izbira komponent

  1. Načrtovanje PV sistema

  • Velikost sistemaGlede na uporabnikovo obremenitev 8,2 kW in dnevno porabo 30 kWh je priporočena sončna elektrarna z močjo 12 kW. Ta elektrarna lahko proizvede približno 36 kWh na dan, da zadosti povpraševanju.
  • PV moduliUporabite 21 monokristalnih modulov z močjo 580 Wp, s čimer dosežete nameščeno moč 12,18 kWp. Zagotovite optimalno razporeditev za maksimalno izpostavljenost sončni svetlobi.

  Največja moč Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Optimalna delovna napetost Vmp [V]	43,73	43,88	44,02	44,17	44,31	44,45
  Optimalni obratovalni tok Imp [A]	13.15	13.22	13,29	13.36	13,43	13,50
  Napetost odprtega tokokroga Voc [V]	52,30	52,50	52,70	52,90	53,10	53,30
  Kratkostični tok Isc [A]	13,89	13,95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Učinkovitost modula [%]	22,3	22,5	22,7	22,8	23,0	23.2
  Toleranca izhodne moči	0~+3%
  Temperaturni koeficient največje moči [Pmax]	-0,29 %/℃
  Temperaturni koeficient napetosti odprtega tokokroga [Voc]	-0,25 %/℃
  Temperaturni koeficient kratkostičnega toka [Isc]	0,045 %/℃
  Standardni testni pogoji (STC): intenzivnost svetlobe 1000 W/m², temperatura baterije 25 ℃, kakovost zraka 1,5

  2. Sistem za shranjevanje energije

  • Zmogljivost baterijeKonfigurirajte sistem litijevega železovega fosfata (LiFePO4) z zmogljivostjo 25,6 kWh. Ta zmogljivost zagotavlja zadostno rezervno napajanje kritičnih bremen (3,6 kW) približno 7 ur med izpadi.
  • Baterijski moduliZa notranjo/zunanjo namestitev uporabite modularne, zložljive zasnove z ohišji IP65. Vsak modul ima zmogljivost 2,56 kWh, celoten sistem pa tvori 10 modulov.

  3. Izbira inverterja

  • Hibridni inverterUporabite 10 kW hibridni razsmernik z integriranimi zmogljivostmi upravljanja fotonapetostnih sistemov in shranjevanja. Ključne lastnosti vključujejo:
    • Največja vhodna moč PV: 15 kW
    • Izhodna moč: 10 kW za delovanje na omrežje in ločeno od omrežja
    • Zaščita: IP65 s časom preklopa med izklopom in izklopom iz omrežja <10 ms

  4. Izbira PV kabla

  Fotovoltaični kabli povezujejo sončne module z razsmernikom ali kombiniralno omarico. Prenesti morajo visoke temperature, izpostavljenost UV-žarkom in zunanje pogoje.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Enožilni, nazivno za 1,5 kV DC, z odlično odpornostjo na UV in vremenske vplive.
  • TÜV PV1-F:
    • Fleksibilen, negorljiv, s širokim temperaturnim razponom (od -40 °C do +90 °C).
  • UL 4703 PV žica:
    • Dvojno izoliran, idealen za strešne in talne sisteme.
  • Plavajoči solarni kabel AD8:
    • Potopno in vodoodporno, primerno za vlažna ali vodna okolja.
  • Solarni kabel iz aluminijastega jedra:
    • Lahka in stroškovno učinkovita, uporablja se v velikih instalacijah.

  5. Izbira kabla za shranjevanje energije

  Kabli za shranjevanje povezujejo baterije z razsmerniki. Morajo prenesti visoke tokove, zagotavljati toplotno stabilnost in ohranjati električno integriteto.

  • Kabli UL10269 in UL11627:
    • Tankostenska izolacija, negorljiva in kompaktna.
  • Kabli z XLPE izolacijo:
    • Visoka napetost (do 1500 V DC) in toplotna odpornost.
  • Visokonapetostni enosmerni kabli:
    • Zasnovan za medsebojno povezovanje baterijskih modulov in visokonapetostnih vodil.

  Priporočene specifikacije kabla

  Vrsta kabla	Priporočeni model	Uporaba
  PV kabel	EN 50618 H1Z2Z2-K	Priključitev PV modulov na razsmernik.
  PV kabel	UL 4703 PV žica	Strešne inštalacije, ki zahtevajo visoko izolacijo.
  Kabel za shranjevanje energije	UL 10269, UL 11627	Kompaktni priključki za baterije.
  Zaščiten kabel za shranjevanje	Zaščiten kabel baterije pred EMI	Zmanjšanje motenj v občutljivih sistemih.
  Visokonapetostni kabel	XLPE-izoliran kabel	Visokotokovne povezave v baterijskih sistemih.
  Plavajoči PV kabel	Plavajoči solarni kabel AD8	Okolja, nagnjena k vodi ali vlagi.

IV. Sistemska integracija

Integrirajte PV module, shranjevanje energije in razsmernike v celovit sistem:

1. PV sistemZasnujte postavitev modulov in zagotovite strukturno varnost z ustreznimi pritrdilnimi sistemi.
2. Shranjevanje energijeNamestite modularne baterije z ustrezno integracijo BMS (sistem za upravljanje baterij) za spremljanje v realnem času.
3. Hibridni inverterZa nemoteno upravljanje energije priključite PV panele in baterije na razsmernik.

V. Namestitev in vzdrževanje

Namestitev:

• Ocena lokacijePreverite strehe ali talne površine glede strukturne združljivosti in izpostavljenosti sončni svetlobi.
• Namestitev opremeVarno namestite PV module, baterije in razsmernike.
• Testiranje sistemaPreverite električne povezave in izvedite funkcionalne preizkuse.

Vzdrževanje:

• Rutinski preglediPreverite kable, module in razsmernike glede obrabe ali poškodb.
• ČiščenjeRedno čistite PV module, da ohranite učinkovitost.
• Oddaljeno spremljanje: Uporabite programska orodja za spremljanje delovanja sistema in optimizacijo nastavitev.

VI. Zaključek

Dobro zasnovan stanovanjski sistem za shranjevanje PV energije zagotavlja prihranke energije, okoljske koristi in zanesljivost napajanja. Skrbna izbira komponent, kot so PV moduli, akumulatorji za shranjevanje energije, razsmerniki in kabli, zagotavlja učinkovitost in dolgo življenjsko dobo sistema. Z ustreznim načrtovanjem,

Z namestitvenimi in vzdrževalnimi protokoli lahko lastniki domov kar najbolje izkoristijo svoje naložbe.