Изчерпателно ръководство за проектиране и конфигуриране на жилищни фотоволтаични системи за съхранение

Жилищната фотоволтаична (PV) система за съхранение се състои основно от PV модули, акумулатори за съхранение на енергия, инвертори за съхранение, измервателни устройства и системи за управление на мониторинга. Целта ѝ е да постигне енергийна самодостатъчност, да намали разходите за енергия, да намали въглеродните емисии и да подобри надеждността на електрозахранването. Конфигурирането на жилищна фотоволтаична система за съхранение е цялостен процес, който изисква внимателно обмисляне на различни фактори, за да се осигури ефективна и стабилна работа.

I. Преглед на жилищните фотоволтаични системи за съхранение

Преди да започнете настройката на системата, е важно да измерите съпротивлението на изолацията по постоянен ток между входния терминал на фотоволтаичния панел и земята. Ако съпротивлението е по-малко от U…/30mA (U… представлява максималното изходно напрежение на фотоволтаичния панел), трябва да се вземат допълнителни мерки за заземяване или изолация.

Основните функции на жилищните фотоволтаични системи за съхранение включват:

• Собствено потреблениеИзползване на слънчева енергия за задоволяване на енергийните нужди на домакинствата.
• Изравняване на върховете и запълване на долинитеБалансиране на потреблението на енергия в различните периоди от време, за да се спестят разходи за енергия.
• Резервно захранванеОсигуряване на надеждна енергия по време на прекъсвания.
• Аварийно захранванеПоддържане на критични товари по време на повреда в мрежата.

Процесът на конфигуриране включва анализ на енергийните нужди на потребителите, проектиране на фотоволтаични и акумулаторни системи, избор на компоненти, подготовка на планове за монтаж и очертаване на мерки за експлоатация и поддръжка.

II. Анализ и планиране на търсенето

Анализ на енергийното търсене

Детайлният анализ на енергийното търсене е от решаващо значение, включително:

• Профилиране на натоварванетоИдентифициране на изискванията за захранване на различни уреди.
• Дневна консумацияОпределяне на средната консумация на електроенергия през деня и нощта.
• Ценообразуване на електроенергиятаРазбиране на тарифните структури за оптимизиране на системата за намаляване на разходите.

Казус

• Потребителски профил:
  • Общо свързано натоварване: 8,2 kW
  • Критично натоварване: 3,6 kW
  • Дневна консумация на енергия: 10 kWh
  • Консумация на енергия през нощта: 20 kWh
• Системен план:
  • Инсталирайте хибридна система за фотоволтаични системи и съхранение на енергия, която генерира фотоволтаична енергия през деня, задоволявайки нуждите на товара и съхранявайки излишната енергия в батерии за нощно ползване. Мрежата действа като допълнителен източник на енергия, когато фотоволтаичните системи и съхранението на енергия са недостатъчни.

• III. Системна конфигурация и избор на компоненти

  1. Проектиране на фотоволтаични системи

  • Размер на систематаВъз основа на натоварването на потребителя от 8,2 kW и дневната консумация от 30 kWh, се препоръчва фотоволтаичен панел с мощност 12 kW. Този панел може да генерира приблизително 36 kWh на ден, за да задоволи търсенето.
  • Фотоволтаични модулиИзползвайте 21 монокристални модула с мощност 580 Wp, постигайки инсталирана мощност от 12,18 kWp. Осигурете оптимално разположение за максимално излагане на слънчева светлина.

  Максимална мощност Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Оптимално работно напрежение Vmp [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Оптимален работен ток Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  Напрежение на отворена верига Voc [V]	52.30	52.50	52.70	52,90	53.10	53.30
  Ток на късо съединение Isc [A]	13.89	13,95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Ефективност на модула [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Толеранс на изходната мощност	0~+3%
  Температурен коефициент на максимална мощност [Pmax]	-0,29%/℃
  Температурен коефициент на напрежение на отворена верига [Voc]	-0,25%/℃
  Температурен коефициент на тока на късо съединение [Isc]	0,045%/℃
  Стандартни тестови условия (STC): Интензитет на светлината 1000W/m², температура на батерията 25℃, качество на въздуха 1.5

  2. Система за съхранение на енергия

  • Капацитет на батериятаКонфигурирайте литиево-железен фосфат (LiFePO4) акумулаторна система с капацитет 25,6 kWh. Този капацитет осигурява достатъчно резервно захранване за критични товари (3,6 kW) за приблизително 7 часа по време на прекъсвания.
  • Батерийни модулиИзползвайте модулни, подреждащи се конструкции с корпуси със степен на защита IP65 за вътрешен/външен монтаж. Всеки модул има капацитет от 2,56 kWh, като 10 модула формират цялостната система.

  3. Избор на инвертор

  • Хибриден инверторИзползвайте 10 kW хибриден инвертор с интегрирани възможности за управление на фотоволтаични системи и съхранение. Основните характеристики включват:
    • Максимален вход на фотоволтаични системи: 15 kW
    • Мощност: 10 kW за работа както от мрежата, така и без нея
    • Защита: IP65 клас с време за превключване между мрежата и извън мрежата <10 ms

  4. Избор на фотоволтаичен кабел

  Фотоволтаичните кабели свързват соларните модули с инвертора или комбинираната кутия. Те трябва да издържат на високи температури, UV лъчи и външни условия.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Едножилен, с номинално напрежение 1,5 kV DC, с отлична устойчивост на UV лъчи и атмосферни влияния.
  • TÜV PV1-F:
    • Гъвкав, огнеупорен, с широк температурен диапазон (от -40°C до +90°C).
  • UL 4703 PV проводник:
    • Двойно изолирани, идеални за покривни и наземни системи.
  • AD8 Плаващ соларен кабел:
    • Потопяем и водоустойчив, подходящ за влажна или водна среда.
  • Алуминиев соларен кабел:
    • Леки и рентабилни, използвани в мащабни инсталации.

  5. Избор на кабел за съхранение на енергия

  Кабели за съхранение свързват батериите с инверторите. Те трябва да издържат на високи токове, да осигуряват термична стабилност и да поддържат електрическата цялост.

  • Кабели UL10269 и UL11627:
    • Тънкостенна изолация, огнеупорна и компактна.
  • XLPE-изолирани кабели:
    • Високоволтова (до 1500V DC) и термична устойчивост.
  • Високоволтови DC кабели:
    • Проектиран за свързване на батерийни модули и високоволтови шини.

  Препоръчителни спецификации на кабела

  Тип кабел	Препоръчителен модел	Приложение
  Фотоволтаичен кабел	EN 50618 H1Z2Z2-K	Свързване на фотоволтаични модули към инвертора.
  Фотоволтаичен кабел	UL 4703 PV проводник	Покривни инсталации, изискващи висока степен на изолация.
  Кабел за съхранение на енергия	UL 10269, UL 11627	Компактни връзки за батерии.
  Екраниран кабел за съхранение	EMI екраниран кабел за батерия	Намаляване на смущенията в чувствителни системи.
  Кабел за високо напрежение	XLPE-изолиран кабел	Силнотокови връзки в батерийни системи.
  Плаващ фотоволтаичен кабел	AD8 Плаващ соларен кабел	Водоустойчива или влажна среда.

IV. Системна интеграция

Интегрирайте фотоволтаични модули, системи за съхранение на енергия и инвертори в цялостна система:

1. Фотоволтаична системаПроектирайте разположението на модулите и осигурете структурна безопасност с подходящи монтажни системи.
2. Съхранение на енергияИнсталирайте модулни батерии с подходяща BMS (система за управление на батерии) интеграция за наблюдение в реално време.
3. Хибриден инверторСвържете фотоволтаични панели и батерии към инвертора за безпроблемно управление на енергията.

V. Инсталиране и поддръжка

Инсталация:

• Оценка на обектаПроверете покривите или наземните площи за структурна съвместимост и излагане на слънчева светлина.
• Монтаж на оборудванеЗакрепете сигурно фотоволтаични модули, батерии и инвертори.
• Тестване на систематаПроверете електрическите връзки и извършете функционални тестове.

Поддръжка:

• Рутинни проверкиПроверете кабелите, модулите и инверторите за износване или повреди.
• ПочистванеРедовно почиствайте фотоволтаичните модули, за да поддържате ефективността им.
• Дистанционно наблюдениеИзползвайте софтуерни инструменти за проследяване на производителността на системата и оптимизиране на настройките.

VI. Заключение

Добре проектираната жилищна фотоволтаична система за съхранение осигурява икономии на енергия, ползи за околната среда и надеждност на захранването. Внимателният подбор на компоненти като фотоволтаични модули, батерии за съхранение на енергия, инвертори и кабели гарантира ефективността и дълготрайността на системата. Чрез правилно планиране,

протоколите за монтаж и поддръжка, собствениците на жилища могат да увеличат максимално ползите от своята инвестиция.