Ett fotovoltaiskt lagringssystem för bostäder (PV) består i första hand av PV-moduler, energilagringsbatterier, lagringsomriktare, mätanordningar och övervakningssystem. Dess mål är att uppnå självförsörjning med energi, minska energikostnaderna, minska koldioxidutsläppen och förbättra strömtillförlitligheten. Att konfigurera ett solcellslagringssystem för bostäder är en omfattande process som kräver noggrant övervägande av olika faktorer för att säkerställa effektiv och stabil drift.
I. Översikt över PV-lagringssystem för bostäder
Innan du startar systeminstallationen är det viktigt att mäta DC-isolationsresistansen mellan PV-panelens ingångsterminal och jord. Om motståndet är mindre än U…/30mA (U… representerar den maximala utspänningen för PV-matrisen), måste ytterligare jordnings- eller isoleringsåtgärder vidtas.
De primära funktionerna hos PV-lagringssystem för bostäder inkluderar:
- Egen konsumtion: Använda solenergi för att möta hushållens energibehov.
- Topprakning och dalfyllning: Balansera energianvändningen över olika tider för att spara energikostnader.
- Reservkraft: Tillhandahåller pålitlig energi under avbrott.
- Nödströmförsörjning: Stödjer kritiska belastningar under nätfel.
Konfigurationsprocessen inkluderar att analysera användarnas energibehov, designa solcells- och lagringssystem, välja komponenter, utarbeta installationsplaner och beskriva drift- och underhållsåtgärder.
II. Efterfrågeanalys och planering
Energibehovsanalys
Detaljerad energibehovsanalys är avgörande, inklusive:
- Ladda profilering: Identifiera effektkraven för olika apparater.
- Daglig konsumtion: Fastställande av den genomsnittliga elanvändningen under dagen och natten.
- Prissättning av el: Förstå tariffstrukturer för att optimera systemet för kostnadsbesparingar.
Fallstudie
| Tabell 1 Total belastningsstatistik | |||
| utrustning | Driva | Kvantitet | Total effekt (kW) |
| Inverter luftkonditionering | 1.3 | 3 | 3,9 kW |
| tvättmaskin | 1.1 | 1 | 1,1 kW |
| Kylskåp | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| TV | 0,2 | 1 | 0,2kW |
| Varmvattenberedare | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Slumpmässig huva | 0,2 | 1 | 0,2kW |
| Annan el | 1.2 | 1 | 1,2kW |
| Total | 8,2kW | ||
| Tabell 2 Statistik över viktiga belastningar (strömförsörjning utanför nätet) | |||
| utrustning | Driva | Kvantitet | Total effekt (kW) |
| Inverter luftkonditionering | 1.3 | 1 | 1,3 kW |
| Kylskåp | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| Varmvattenberedare | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Slumpmässig huva | 0,2 | 1 | 0,2kW |
| Belysning el mm. | 0,5 | 1 | 0,5 kW |
| Total | 3,6 kW | ||
- Användarprofil:
- Total ansluten effekt: 8,2 kW
- Kritisk belastning: 3,6 kW
- Energiförbrukning dagtid: 10 kWh
- Energiförbrukning nattetid: 20 kWh
- Systemplan:
- Installera ett hybridsystem för PV-lagring med PV-generering dagtid som uppfyller belastningskraven och lagrar överskottsenergi i batterier för användning på natten. Nätet fungerar som en kompletterande strömkälla när PV och lagring är otillräckliga.
-
III. Systemkonfiguration och komponentval
1. Design av PV-system
- Systemstorlek: Baserat på användarens 8,2 kW belastning och dagliga förbrukning på 30 kWh rekommenderas en 12 kW PV-matris. Denna array kan generera cirka 36 kWh per dag för att möta efterfrågan.
- PV-moduler: Använd 21 enkristallmoduler på 580Wp, vilket uppnår en installerad kapacitet på 12,18 kWp. Säkerställ optimalt arrangemang för maximal exponering för solljus.
Maximal effekt Pmax [W] 575 580 585 590 595 600 Optimal driftspänning Vmp [V] 43,73 43,88 44,02 44,17 44,31 44,45 Optimal driftström Imp [A] 13.15 13.22 13.29 13.36 13.43 13.50 Öppen kretsspänning Voc [V] 52,30 52,50 52,70 52,90 53,10 53,30 Kortslutningsström 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 Uteffekttolerans 0~+3 % Temperaturkoefficient för maximal effekt[Pmax] -0,29 %/℃ Temperaturkoefficient för öppen kretsspänning [Voc] -0,25 %/℃ Temperaturkoefficient för kortslutningsström [Isc] 0,045 %/℃ Standard testvillkor (STC): Ljusintensitet 1000W/m², batteritemperatur 25℃, luftkvalitet 1,5 2. Energilagringssystem
- Batterikapacitet: Konfigurera ett 25,6 kWh litiumjärnfosfat (LiFePO4) batterisystem. Denna kapacitet säkerställer tillräcklig backup för kritiska belastningar (3,6 kW) i cirka 7 timmar under avbrott.
- Batterimoduler: Använd modulära, stapelbara konstruktioner med IP65-klassade kapslingar för inomhus- och utomhusinstallationer. Varje modul har en kapacitet på 2,56 kWh, med 10 moduler som utgör hela systemet.
3. Val av växelriktare
- Hybrid växelriktare: Använd en 10 kW hybridväxelriktare med integrerade PV- och lagringshanteringsmöjligheter. Nyckelfunktioner inkluderar:
- Maximal PV-ingång: 15 kW
- Effekt: 10 kW för både nätbunden och off-grid drift
- Skyddsklass: IP65 med kopplingstid för nät-off-grid <10 ms
4. Val av PV-kabel
PV-kablar ansluter solcellsmoduler till växelriktaren eller kombinerarboxen. De måste tåla höga temperaturer, UV-exponering och utomhusförhållanden.
- EN 50618 H1Z2Z2-K:
- Enkelkärnig, klassad för 1,5 kV DC, med utmärkt UV- och väderbeständighet.
- TÜV PV1-F:
- Flexibel, flamskyddad, med ett brett temperaturområde (-40°C till +90°C).
- UL 4703 PV-tråd:
- Dubbelisolerad, idealisk för tak- och markmonterade system.
- AD8 flytande solcellskabel:
- Dränkbar och vattentät, lämplig för fuktiga eller akvatiska miljöer.
- Solcellskabel av aluminiumkärna:
- Lätt och kostnadseffektiv, används i storskaliga installationer.
5. Val av energilagringskabel
Lagringskablar ansluter batterier till växelriktare. De måste hantera höga strömmar, ge termisk stabilitet och bibehålla elektrisk integritet.
- UL10269 och UL11627 kablar:
- Tunnväggig isolerad, flamskyddad och kompakt.
- XLPE-isolerade kablar:
- Högspänning (upp till 1500V DC) och termiskt motstånd.
- Högspännings DC-kablar:
- Designad för sammankoppling av batterimoduler och högspänningsbussar.
Rekommenderade kabelspecifikationer
Kabeltyp Rekommenderad modell Ansökan PV-kabel EN 50618 H1Z2Z2-K Anslutning av PV-moduler till växelriktaren. PV-kabel UL 4703 PV-tråd Takinstallationer som kräver hög isolering. Energilagringskabel UL 10269, UL 11627 Kompakta batterianslutningar. Skärmad förvaringskabel EMI-skärmad batterikabel Minska störningar i känsliga system. Högspänningskabel XLPE-isolerad kabel Högströmsanslutningar i batterisystem. Flytande PV-kabel AD8 flytande solcellskabel Vattenbenägna eller fuktiga miljöer.
IV. Systemintegration
Integrera PV-moduler, energilagring och växelriktare i ett komplett system:
- PV System: Designa modullayout och säkerställ strukturell säkerhet med lämpliga monteringssystem.
- Energilagring: Installera modulära batterier med korrekt BMS (Battery Management System) integration för realtidsövervakning.
- Hybrid växelriktare: Anslut PV-matriser och batterier till växelriktaren för sömlös energihantering.
V. Installation och underhåll
Installation:
- Webbplatsbedömning: Inspektera hustak eller markområden för strukturell kompatibilitet och exponering för solljus.
- Installation av utrustning: Säkert montera PV-moduler, batterier och växelriktare.
- Systemtestning: Verifiera elektriska anslutningar och utför funktionstester.
Underhåll:
- Rutininspektioner: Kontrollera kablar, moduler och växelriktare för slitage eller skador.
- Rengöring: Rengör regelbundet PV-moduler för att bibehålla effektiviteten.
- Fjärrövervakning: Använd mjukvaruverktyg för att spåra systemprestanda och optimera inställningar.
VI. Slutsats
Ett väldesignat PV-lagringssystem för bostäder ger energibesparingar, miljöfördelar och strömtillförlitlighet. Det noggranna urvalet av komponenter som PV-moduler, energilagringsbatterier, växelriktare och kablar säkerställer systemets effektivitet och livslängd. Genom att följa ordentlig planering,
installations- och underhållsprotokoll kan husägare maximera fördelarna med sin investering.
Posttid: 2024-12-24