Išsamus gyvenamųjų namų PV energijos kaupimo sistemų projektavimo ir konfigūravimo vadovas

Gyvenamųjų namų fotovoltinę (FV) energijos kaupimo sistemą daugiausia sudaro FV moduliai, energijos kaupimo baterijos, kaupimo keitikliai, matavimo prietaisai ir stebėjimo valdymo sistemos. Jos tikslas – pasiekti energetinį savarankiškumą, sumažinti energijos sąnaudas, anglies dioksido išmetimą ir pagerinti elektros energijos tiekimo patikimumą. Gyvenamųjų namų FV energijos kaupimo sistemos konfigūravimas yra išsamus procesas, reikalaujantis atidžiai apsvarstyti įvairius veiksnius, siekiant užtikrinti efektyvų ir stabilų veikimą.

I. Gyvenamųjų namų PV energijos kaupimo sistemų apžvalga

Prieš pradedant sistemos sąranką, būtina išmatuoti nuolatinės srovės izoliacijos varžą tarp FV masyvo įėjimo gnybto ir žemės. Jei varža yra mažesnė nei U…/30 mA (U… reiškia maksimalią FV masyvo išėjimo įtampą), reikia imtis papildomų įžeminimo arba izoliacijos priemonių.

Pagrindinės gyvenamųjų namų PV kaupimo sistemų funkcijos apima:

• Savarankiškas vartojimasSaulės energijos naudojimas namų ūkių energijos poreikiams tenkinti.
• Viršutinių įdubimų ir slėnių užpildymas: Energijos suvartojimo balansavimas skirtingu metu, siekiant sutaupyti energijos sąnaudų.
• Atsarginis maitinimasUžtikrinti patikimą energijos tiekimą elektros energijos tiekimo sutrikimų metu.
• Avarinis maitinimo šaltinisKritinių apkrovų palaikymas tinklo gedimo atveju.

Konfigūravimo procesas apima vartotojų energijos poreikių analizę, PV ir kaupimo sistemų projektavimą, komponentų parinkimą, įrengimo planų parengimą ir eksploatavimo bei priežiūros priemonių nustatymą.

II. Paklausos analizė ir planavimas

Energijos poreikio analizė

Išsami energijos poreikio analizė yra labai svarbi, įskaitant:

• Apkrovos profiliavimasĮvairių prietaisų energijos poreikių nustatymas.
• Dienos vartojimas: Vidutinio elektros energijos suvartojimo dienos ir nakties metu nustatymas.
• Elektros energijos kainodaraTarifų struktūrų supratimas, siekiant optimizuoti sistemą ir sutaupyti lėšų.

Atvejo analizė

• Vartotojo profilis:
  • Bendra prijungta apkrova: 8,2 kW
  • Kritinė apkrova: 3,6 kW
  • Dienos energijos suvartojimas: 10 kWh
  • Nakties energijos suvartojimas: 20 kWh
• Sistemos planas:
  • Įdiekite hibridinę fotovoltinių įrenginių ir kaupimo sistemą, kurioje dienos metu generuojama fotovoltinė energija patenkintų apkrovos poreikius, o perteklinė energija būtų kaupiama baterijose, kad būtų galima ją naudoti naktį. Tinklas veiktų kaip papildomas energijos šaltinis, kai fotovoltinės energijos ir kaupimo energijos nepakanka.

• III. Sistemos konfigūracija ir komponentų pasirinkimas

  1. Fotovoltinių sistemų projektavimas

  • Sistemos dydisRemiantis vartotojo 8,2 kW apkrova ir 30 kWh dienos suvartojimu, rekomenduojamas 12 kW FV masyvas. Šis masyvas gali generuoti maždaug 36 kWh per dieną, kad patenkintų poreikį.
  • PV moduliaiNaudokite 21 monokristalinį 580 Wp modulį, kurio instaliuota galia siekia 12,18 kWp. Užtikrinkite optimalų išdėstymą, kad būtų užtikrintas maksimalus saulės spindulių poveikis.

  Maksimali galia Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Optimali darbinė įtampa Vmp [V]	43,73	43,88	44.02	44.17	44.31	44,45
  Optimali darbinė srovė Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13,50
  Atviros grandinės įtampa Voc [V]	52,30	52,50	52,70	52,90	53.10	53,30
  Trumpojo jungimo srovė Isc [A]	13,89	13,95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Modulio efektyvumas [%]	22.3	22,5	22.7	22.8	23,0	23.2
  Išėjimo galios tolerancija	0~+3%
  Maksimalios galios temperatūros koeficientas [Pmax]	-0,29% / ℃
  Atviros grandinės įtampos temperatūros koeficientas [Voc]	-0,25% / ℃
  Trumpojo jungimo srovės temperatūros koeficientas [Isc]	0,045% / ℃
  Standartinės bandymo sąlygos (STC): šviesos intensyvumas 1000 W/m², akumuliatoriaus temperatūra 25 ℃, oro kokybė 1,5

  2. Energijos kaupimo sistema

  • Baterijos talpaSukonfigūruokite 25,6 kWh ličio geležies fosfato (LiFePO4) akumuliatorių sistemą. Ši talpa užtikrina pakankamą kritinių apkrovų (3,6 kW) atsarginį tiekimą maždaug 7 valandoms elektros energijos tiekimo sutrikimų atveju.
  • Baterijų moduliaiNaudokite modulines, sudedamas konstrukcijas su IP65 apsaugos klasės korpusais, skirtus montuoti viduje ir lauke. Kiekvieno modulio talpa yra 2,56 kWh, o visą sistemą sudaro 10 modulių.

  3. Inverterio pasirinkimas

  • Hibridinis keitiklisNaudokite 10 kW hibridinį keitiklį su integruotomis PV ir kaupimo valdymo galimybėmis. Pagrindinės savybės:
    • Maksimali PV galia: 15 kW
    • Galia: 10 kW tiek prijungtam prie tinklo, tiek neprijungtam prie tinklo
    • Apsauga: IP65 klasė su tinklo ir autonominio perjungimo laiku <10 ms

  4. PV kabelio pasirinkimas

  Fotovoltiniai kabeliai jungia saulės modulius prie keitiklio arba jungimo dėžutės. Jie turi atlaikyti aukštą temperatūrą, UV spindulių poveikį ir lauko sąlygas.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Viengyslis, skirtas 1,5 kV nuolatinei įtampai, pasižymintis puikiu atsparumu UV spinduliams ir oro sąlygoms.
  • TÜV PV1-F:
    • Lankstus, atsparus ugniai, platus temperatūrų diapazonas (nuo -40 °C iki +90 °C).
  • UL 4703 PV laidas:
    • Dviguba izoliacija, idealiai tinka ant stogo ir ant žemės montuojamoms sistemoms.
  • AD8 plaukiojantis saulės kabelis:
    • Povandeninis ir atsparus vandeniui, tinka drėgnai arba vandens aplinkai.
  • Aliuminio šerdies saulės kabelis:
    • Lengvas ir ekonomiškas, naudojamas didelio masto instaliacijose.

  5. Energijos kaupimo kabelio pasirinkimas

  Akumuliavimo kabeliai jungia baterijas su inverteriais. Jie turi atlaikyti dideles sroves, užtikrinti terminį stabilumą ir išlaikyti elektrinį vientisumą.

  • UL10269 ir UL11627 kabeliai:
    • Plonasienė izoliacija, atspari ugniai ir kompaktiška.
  • XLPE izoliuoti kabeliai:
    • Aukšta įtampa (iki 1500 V nuolatinė srovė) ir šiluminė varža.
  • Aukštos įtampos nuolatinės srovės kabeliai:
    • Skirta akumuliatorių modulių ir aukštos įtampos magistralių sujungimui.

  Rekomenduojamos kabelio specifikacijos

  Kabelio tipas	Rekomenduojamas modelis	Paraiška
  PV kabelis	EN 50618 H1Z2Z2-K	PV modulių prijungimas prie keitiklio.
  PV kabelis	UL 4703 PV laidas	Stogo įrengimas, kuriam reikalinga aukšta izoliacija.
  Energijos kaupimo kabelis	UL 10269, UL 11627	Kompaktiškos akumuliatorių jungtys.
  Ekranuotas saugojimo kabelis	EMI ekranuotas akumuliatoriaus kabelis	Trikdžių mažinimas jautriose sistemose.
  Aukštos įtampos kabelis	XLPE izoliuotas kabelis	Didelės srovės jungtys akumuliatorių sistemose.
  Plaukiojantis PV kabelis	AD8 plaukiojantis saulės kabelis	Vandeniui linkusi arba drėgna aplinka.

IV. Sistemų integracija

Integruokite PV modulius, energijos kaupimo įrenginius ir keitiklius į visą sistemą:

1. PV sistemaSuprojektuoti modulio išdėstymą ir užtikrinti konstrukcinį saugumą naudojant tinkamas tvirtinimo sistemas.
2. Energijos kaupimasĮdiekite modulines baterijas su tinkama BMS (akumuliatorių valdymo sistemos) integracija, kad būtų galima stebėti realiuoju laiku.
3. Hibridinis keitiklisPrijunkite PV masyvus ir baterijas prie keitiklio, kad užtikrintumėte sklandų energijos valdymą.

V. Įrengimas ir priežiūra

Įrengimas:

• Vietos vertinimasPatikrinkite stogus arba žemės plotus, ar jie yra konstrukciškai suderinami ir ar jiems nepatenka saulės šviesa.
• Įrangos montavimasSaugiai pritvirtinkite PV modulius, baterijas ir keitiklius.
• Sistemos testavimasPatikrinkite elektros jungtis ir atlikite funkcinius bandymus.

Priežiūra:

• Įprastiniai patikrinimaiPatikrinkite, ar kabeliai, moduliai ir keitikliai nėra susidėvėję ar pažeisti.
• ValymasReguliariai valykite FV modulius, kad išlaikytumėte efektyvumą.
• Nuotolinis stebėjimas: Naudokite programinės įrangos įrankius sistemos našumui stebėti ir nustatymams optimizuoti.

VI. Išvada

Gerai suprojektuota gyvenamųjų namų PV kaupimo sistema užtikrina energijos taupymą, naudą aplinkai ir energijos tiekimo patikimumą. Kruopštus komponentų, tokių kaip PV moduliai, energijos kaupimo baterijos, keitikliai ir kabeliai, pasirinkimas užtikrina sistemos efektyvumą ir ilgaamžiškumą. Tinkamai planuojant,

Laikydamiesi įrengimo ir priežiūros protokolų, namų savininkai gali maksimaliai padidinti savo investicijų naudą.