Et fotovoltaisk (PV)-opbevaringssystem til boliger består primært af PV-moduler, energilagringsbatterier, lagerinvertere, måleenheder og overvågningsstyringssystemer. Dens mål er at opnå selvforsyning med energi, reducere energiomkostninger, sænke kulstofemissioner og forbedre strømpålideligheden. Konfiguration af et PV-lagersystem til boliger er en omfattende proces, der kræver nøje overvejelse af forskellige faktorer for at sikre effektiv og stabil drift.
I. Oversigt over PV-opbevaringssystemer til beboelse
Før systemopsætningen påbegyndes, er det vigtigt at måle DC-isolationsmodstanden mellem PV-panelets indgangsterminal og jorden. Hvis modstanden er mindre end U…/30mA (U… repræsenterer den maksimale udgangsspænding for PV-panelet), skal der træffes yderligere jordings- eller isoleringsforanstaltninger.
De primære funktioner i PV-opbevaringssystemer til boliger omfatter:
- Eget forbrug: Udnyttelse af solenergi til at imødekomme husholdningernes energibehov.
- Peak-barbering og dalfyldning: Afbalancering af energiforbrug på tværs af forskellige tidspunkter for at spare på energiomkostningerne.
- Backup strøm: Giver pålidelig energi under udfald.
- Nødstrømforsyning: Understøtter kritiske belastninger under netfejl.
Konfigurationsprocessen omfatter analyse af brugernes energibehov, design af PV- og lagersystemer, udvælgelse af komponenter, udarbejdelse af installationsplaner og skitsering af drifts- og vedligeholdelsesforanstaltninger.
II. Efterspørgselsanalyse og planlægning
Energibehovsanalyse
Detaljeret energibehovsanalyse er kritisk, herunder:
- Indlæs profilering: Identifikation af strømkravene for forskellige apparater.
- Dagligt forbrug: Bestemmelse af det gennemsnitlige elforbrug i løbet af dagen og natten.
- Priser på el: Forstå takststrukturer for at optimere systemet til omkostningsbesparelser.
Casestudie
| Tabel 1 Samlet belastningsstatistik | |||
| udstyr | Magt | Mængde | Samlet effekt (kW) |
| Inverter klimaanlæg | 1.3 | 3 | 3,9 kW |
| vaskemaskine | 1.1 | 1 | 1,1 kW |
| Køleskab | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| TV | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Vandvarmer | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Tilfældig hætte | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Anden elektricitet | 1.2 | 1 | 1,2 kW |
| Total | 8,2 kW | ||
| Tabel 2 Statistik over vigtige belastninger (strømforsyning uden for nettet) | |||
| udstyr | Magt | Mængde | Samlet effekt (kW) |
| Inverter klimaanlæg | 1.3 | 1 | 1,3 kW |
| Køleskab | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| Vandvarmer | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Tilfældig hætte | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Belysning af el mv. | 0,5 | 1 | 0,5 kW |
| Total | 3,6 kW | ||
- Brugerprofil:
- Samlet tilsluttet belastning: 8,2 kW
- Kritisk belastning: 3,6 kW
- Energiforbrug i dagtimerne: 10 kWh
- Energiforbrug om natten: 20 kWh
- Systemplan:
- Installer et PV-lagringshybridsystem med PV-generering i dagtimerne, der opfylder belastningskravene og gemmer overskydende energi i batterier til brug om natten. Nettet fungerer som en supplerende strømkilde, når PV og lager er utilstrækkelige.
-
III. Systemkonfiguration og komponentvalg
1. PV System Design
- Systemstørrelse: Baseret på brugerens 8,2 kW belastning og daglige forbrug på 30 kWh, anbefales et 12 kW PV array. Dette array kan generere cirka 36 kWh om dagen for at imødekomme efterspørgslen.
- PV moduler: Brug 21 enkeltkrystal 580Wp-moduler, hvilket opnår en installeret kapacitet på 12,18 kWp. Sørg for optimalt arrangement for maksimal eksponering for sollys.
Maksimal effekt Pmax [W] 575 580 585 590 595 600 Optimal driftsspænding Vmp [V] 43,73 43,88 44,02 44,17 44,31 44,45 Optimal driftsstrøm Imp [A] 13.15 13.22 13.29 13.36 13.43 13.50 Åbent kredsløbsspænding Voc [V] 52,30 52,50 52,70 52,90 53,10 53,30 Kortslutningsstrøm Isc [A] 13,89 13,95 14.01 14.07 14.13 14.19 Moduleffektivitet [%] 22.3 22.5 22.7 22.8 23,0 23.2 Udgangseffekttolerance 0~+3 % Temperaturkoefficient for maksimal effekt[Pmax] -0,29 %/℃ Temperaturkoefficient for åben kredsløbsspænding [Voc] -0,25 %/℃ Temperaturkoefficient for kortslutningsstrøm [Isc] 0,045 %/℃ Standard testbetingelser (STC): Lysintensitet 1000W/m², batteritemperatur 25℃, luftkvalitet 1,5 2. Energilagringssystem
- Batterikapacitet: Konfigurer et 25,6 kWh lithiumjernfosfat (LiFePO4) batterisystem. Denne kapacitet sikrer tilstrækkelig backup til kritiske belastninger (3,6 kW) i ca. 7 timer under udfald.
- Batterimoduler: Anvend modulære, stabelbare designs med IP65-klassificerede kabinetter til indendørs/udendørs installationer. Hvert modul har en kapacitet på 2,56 kWh, hvor 10 moduler udgør det komplette system.
3. Valg af inverter
- Hybrid inverter: Brug en 10 kW hybrid inverter med integrerede PV- og lagerstyringsfunktioner. Nøglefunktioner omfatter:
- Maksimal PV-indgang: 15 kW
- Ydelse: 10 kW til både net-bundet og off-grid drift
- Beskyttelse: IP65-klassificering med net-off-grid koblingstid <10 ms
4. Valg af PV-kabel
PV-kabler forbinder solcellemoduler til inverteren eller kombinationsboksen. De skal tåle høje temperaturer, UV-eksponering og udendørs forhold.
- EN 50618 H1Z2Z2-K:
- Enkeltkerne, normeret til 1,5 kV DC, med fremragende UV- og vejrbestandighed.
- TÜV PV1-F:
- Fleksibel, flammehæmmende, med et bredt temperaturområde (-40°C til +90°C).
- UL 4703 PV ledning:
- Dobbeltisoleret, ideel til tag- og jordmonterede systemer.
- AD8 flydende solcellekabel:
- Nedsænkelig og vandtæt, velegnet til fugtige eller akvatiske miljøer.
- Aluminium Core solcellekabel:
- Let og omkostningseffektiv, brugt i store installationer.
5. Valg af energilagerkabel
Lagerkabler forbinder batterier med invertere. De skal håndtere høje strømme, give termisk stabilitet og opretholde elektrisk integritet.
- UL10269 og UL11627 kabler:
- Tyndvægsisoleret, flammehæmmende og kompakt.
- XLPE-isolerede kabler:
- Højspænding (op til 1500V DC) og termisk modstand.
- Højspænding DC-kabler:
- Designet til sammenkobling af batterimoduler og højspændingsbusser.
Anbefalede kabelspecifikationer
Kabeltype Anbefalet model Anvendelse PV kabel EN 50618 H1Z2Z2-K Tilslutning af PV-moduler til inverteren. PV kabel UL 4703 PV ledning Taginstallationer, der kræver høj isolering. Energiopbevaringskabel UL 10269, UL 11627 Kompakte batteriforbindelser. Afskærmet opbevaringskabel EMI skærmet batterikabel Reduktion af interferens i følsomme systemer. Højspændingskabel XLPE-isoleret kabel Højstrømsforbindelser i batterisystemer. Flydende PV-kabel AD8 flydende solcellekabel Vandtilbøjelige eller fugtige omgivelser.
IV. Systemintegration
Integrer PV-moduler, energilagring og invertere i et komplet system:
- PV System: Design modullayout og sørg for strukturel sikkerhed med passende monteringssystemer.
- Energiopbevaring: Installer modulære batterier med korrekt BMS (Battery Management System) integration til overvågning i realtid.
- Hybrid inverter: Tilslut PV-arrays og batterier til inverteren for problemfri energistyring.
V. Installation og vedligeholdelse
Installation:
- Site vurdering: Undersøg hustage eller jordområder for strukturel kompatibilitet og eksponering for sollys.
- Installation af udstyr: Monter PV-moduler, batterier og invertere sikkert.
- Systemtest: Kontroller elektriske forbindelser og udfør funktionstest.
Opretholdelse:
- Rutineinspektioner: Kontroller kabler, moduler og invertere for slitage eller beskadigelse.
- Rensning: Rengør regelmæssigt PV-moduler for at opretholde effektiviteten.
- Fjernovervågning: Brug softwareværktøjer til at spore systemets ydeevne og optimere indstillinger.
VI. Konklusion
Et veldesignet solcelleopbevaringssystem til boliger giver energibesparelser, miljømæssige fordele og strømpålidelighed. Det omhyggelige udvalg af komponenter såsom PV-moduler, energilagringsbatterier, invertere og kabler sikrer systemets effektivitet og levetid. Ved at følge ordentlig planlægning,
installations- og vedligeholdelsesprotokoller, kan husejere maksimere fordelene ved deres investering.
Indlægstid: 24. december 2024