Obsežen vodnik za načrtovanje in konfiguracijo stanovanjskega fotonapetostnega sistema za shranjevanje

Stanovanjski fotovoltaični (PV) sistem za shranjevanje je sestavljen predvsem iz PV modulov, baterij za shranjevanje energije, pretvornikov za shranjevanje, merilnih naprav in sistemov za upravljanje nadzora. Njegov cilj je doseči energetsko samozadostnost, zmanjšati stroške energije, zmanjšati emisije ogljika in izboljšati zanesljivost električne energije. Konfiguracija stanovanjskega fotonapetostnega sistema za shranjevanje je obsežen proces, ki zahteva skrbno upoštevanje različnih dejavnikov za zagotovitev učinkovitega in stabilnega delovanja.

I. Pregled stanovanjskih PV-shranjevalnih sistemov

Preden začnete nastavitev sistema, je nujno treba izmeriti izolacijski upor enosmernega toka med vhodno sponko fotonapetostnega polja in tlemi. Če je upor manjši od U…/30mA (U… predstavlja največjo izhodno napetost fotonapetostnega polja), je treba izvesti dodatne ukrepe za ozemljitev ali izolacijo.

Primarne funkcije stanovanjskih fotonapetostnih sistemov za shranjevanje vključujejo:

• Samozaužitje: Izkoriščanje sončne energije za zadovoljevanje potreb gospodinjstev po energiji.
• Britje vrhov in polnjenje dolin: Izravnava porabe energije v različnih časih za prihranek pri stroških energije.
• Rezervno napajanje: Zagotavljanje zanesljive energije med izpadi.
• Zasilno napajanje: Podpora kritičnim obremenitvam med okvarami omrežja.

Konfiguracijski proces vključuje analizo energetskih potreb uporabnikov, načrtovanje PV in sistemov za shranjevanje, izbiro komponent, pripravo načrtov namestitve ter oris delovanja in vzdrževalnih ukrepov.

II. Analiza in načrtovanje povpraševanja

Analiza povpraševanja po energiji

Pomembna je podrobna analiza povpraševanja po energiji, vključno z:

• Profiliranje obremenitev: Prepoznavanje potreb po moči različnih naprav.
• Dnevna poraba: Določanje povprečne porabe električne energije podnevi in ​​ponoči.
• Cene električne energije: Razumevanje 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 PV z dnevno proizvodnjo PV, ki ustreza zahtevam po obremenitvi in ​​shranjuje odvečno energijo v baterijah za nočno uporabo. Omrežje deluje kot dodatni vir energije, ko PV in shranjevanje nista dovolj.

• III. Konfiguracija sistema in izbira komponent

  1. Načrt PV sistema

  • Velikost sistema: Na podlagi 8,2 kW obremenitve uporabnika in dnevne porabe 30 kWh je priporočljivo 12 kW PV polje. Ta niz lahko ustvari približno 36 kWh na dan, da zadosti povpraševanju.
  • PV moduli: Uporabite 21 enokristalnih modulov 580 Wp, ki dosegajo nameščeno zmogljivost 12,18 kWp. Zagotovite optimalno razporeditev za maksimalno izpostavljenost soncu.

  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 delovni 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
  Tok kratkega stika 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 toka kratkega stika [Isc]	0,045 %/℃
  Standardni testni pogoji (STC): svetlobna intenzivnost 1000 W/m², temperatura baterije 25 ℃, kakovost zraka 1,5

  2. Sistem za shranjevanje energije

  • Kapaciteta baterije: Konfigurirajte 25,6 kWh litij-železov fosfatni (LiFePO4) sistem baterij. Ta zmogljivost zagotavlja zadostno rezervo za kritične obremenitve (3,6 kW) za približno 7 ur med izpadi.
  • Baterijski moduli: Uporabite modularne zasnove, ki jih je mogoče zlagati, z ohišji z oceno IP65 za notranje/zunanje namestitve. Vsak modul ima kapaciteto 2,56 kWh, pri čemer 10 modulov tvori celoten sistem.

  3. Izbira pretvornika

  • Hibridni pretvornik: Uporabite 10 kW hibridni pretvornik z vgrajenimi PV in zmogljivostmi upravljanja shranjevanja. Glavne lastnosti vključujejo:
    • Največja PV vhodna moč: 15 kW
    • Izhodna moč: 10 kW za delovanje v omrežju in zunaj njega
    • Zaščita: IP65 s preklopnim časom iz omrežja <10 ms

  4. Izbira PV kabla

  PV kabli povezujejo solarne module z razsmernikom ali kombinirano omarico. Prenesti morajo visoke temperature, izpostavljenost UV žarkom in zunanje pogoje.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Enožilni, ocenjen za 1,5 kV DC, z odlično UV in vremensko odpornostjo.
  • TÜV PV1-F:
    • Fleksibilen, negorljiv, s širokim temperaturnim razponom (-40°C do +90°C).
  • UL 4703 PV žica:
    • Dvojno izoliran, idealen za strešne in talne sisteme.
  • AD8 plavajoči solarni kabel:
    • Potopna in vodoodporna, primerna za vlažna ali vodna okolja.
  • Solarni kabel z aluminijastim jedrom:
    • Lahek in stroškovno učinkovit, uporablja se v obsežnih instalacijah.

  5. Izbira kabla za shranjevanje energije

  Shranjevalni kabli povezujejo baterije z inverterji. Prenašati morajo visoke tokove, zagotavljati toplotno stabilnost in vzdrževati električno celovitost.

  • Kabli UL10269 in UL11627:
    • Tankostensko izoliran, negorljiv in kompakten.
  • Kabli z izolacijo iz XLPE:
    • Visoka napetost (do 1500 V DC) in toplotna odpornost.
  • Visokonapetostni enosmerni kabli:
    • Zasnovan za povezovanje baterijskih modulov in visokonapetostnih vodil.

  Priporočene specifikacije kabla

  Vrsta kabla	Priporočen model	Aplikacija
  PV kabel	EN 50618 H1Z2Z2-K	Priključitev PV modulov na razsmernik.
  PV kabel	UL 4703 PV žica	Strešne instalacije, ki zahtevajo visoko izolacijo.
  Kabel za shranjevanje energije	UL 10269, UL 11627	Kompaktni akumulatorski priključki.
  Oklopljen kabel za shranjevanje	EMI zaščiten baterijski kabel	Zmanjšanje motenj v občutljivih sistemih.
  Visokonapetostni kabel	Kabel z izolacijo iz XLPE	Visokotokovne povezave v baterijskih sistemih.
  Plavajoči PV kabel	AD8 plavajoči solarni kabel	Okolje, nagnjeno k vodi ali vlažno okolje.

IV. Sistemska integracija

Integrirajte PV module, hranilnike energije in pretvornike v celoten sistem:

1. PV sistem: Načrtujte postavitev modula in zagotovite konstrukcijsko varnost z ustreznimi montažnimi sistemi.
2. Shranjevanje energije: Namestite modularne baterije z ustrezno integracijo BMS (Battery Management System) za spremljanje v realnem času.
3. Hibridni pretvornik: Povežite fotovoltaične nize in baterije z razsmernikom za brezhibno upravljanje energije.

V. Namestitev in vzdrževanje

Namestitev:

• Ocena mesta: Preglejte strehe ali tla glede strukturne združljivosti in izpostavljenosti sončni svetlobi.
• Namestitev opreme: Varno namestite PV module, baterije in pretvornike.
• Sistemsko testiranje: Preverite električne povezave in izvedite funkcionalne preizkuse.

Vzdrževanje:

• Rutinski pregledi: Preverite, ali so kabli, moduli in pretvorniki obrabljeni ali poškodovani.
• Čiščenje: Redno čistite PV module, da ohranite učinkovitost.
• Oddaljeno spremljanje: Uporabite programska orodja za spremljanje delovanja sistema in optimizacijo nastavitev.

VI. Zaključek

Dobro zasnovan stanovanjski PV-shranjevalni sistem zagotavlja prihranek energije, okoljske koristi in zanesljivost napajanja. Skrbna izbira komponent, kot so PV moduli, baterije za shranjevanje energije, pretvorniki in kabli, zagotavlja učinkovitost in dolgo življenjsko dobo sistema. S pravilnim načrtovanjem,

namestitvenih in vzdrževalnih protokolov, lahko lastniki stanovanj povečajo koristi svoje naložbe.