Sveobuhvatni vodič za dizajn i konfiguraciju stambenih fotonaponskih sistema za skladištenje energije

Stambeni fotonaponski (PV) sistem za skladištenje energije prvenstveno se sastoji od PV modula, baterija za skladištenje energije, invertora za skladištenje, mjernih uređaja i sistema za upravljanje nadzorom. Njegov cilj je postizanje energetske samodovoljnosti, smanjenje troškova energije, smanjenje emisija ugljika i poboljšanje pouzdanosti napajanja. Konfigurisanje stambenog PV sistema za skladištenje energije je sveobuhvatan proces koji zahtijeva pažljivo razmatranje različitih faktora kako bi se osigurao efikasan i stabilan rad.

I. Pregled stambenih fotonaponskih sistema za skladištenje energije

Prije početka podešavanja sistema, neophodno je izmjeriti DC otpor izolacije između ulaznog terminala PV panela i uzemljenja. Ako je otpor manji od U…/30mA (U… predstavlja maksimalni izlazni napon PV panela), moraju se poduzeti dodatne mjere uzemljenja ili izolacije.

Primarne funkcije stambenih PV sistema za skladištenje energije uključuju:

• SamopotrošnjaKorištenje solarne energije za zadovoljavanje energetskih potreba domaćinstava.
• Smanjivanje vrhova i popunjavanje dolinaBalansiranje potrošnje energije u različitim vremenskim periodima radi uštede na troškovima energije.
• Rezervno napajanjeObezbjeđivanje pouzdane energije tokom prekida napajanja.
• Napajanje za hitne slučajevePodrška kritičnim opterećenjima tokom kvara mreže.

Proces konfiguracije uključuje analizu energetskih potreba korisnika, projektovanje fotonaponskih i sistema za skladištenje energije, odabir komponenti, pripremu planova instalacije i planiranje mjera za rad i održavanje.

II. Analiza i planiranje potražnje

Analiza potražnje za energijom

Detaljna analiza potražnje za energijom je ključna, uključujući:

• Profiliranje opterećenjaIdentifikacija energetskih zahtjeva različitih uređaja.
• Dnevna potrošnjaOdređivanje prosječne potrošnje električne energije tokom dana i noći.
• Cijene električne energijeRazumijevanje tarifnih struktura radi optimizacije sistema za uštedu troškova.

Studija slučaja

• Korisnički profil:
  • Ukupna priključena snaga: 8,2 kW
  • Kritično opterećenje: 3,6 kW
  • Dnevna potrošnja energije: 10 kWh
  • Noćna potrošnja energije: 20 kWh
• Sistemski plan:
  • Instalirajte hibridni sistem za fotonaponski sistem i skladištenje energije, pri čemu će dnevna fotonaponska proizvodnja energije zadovoljavati potrebe opterećenja, a višak energije će se skladištiti u baterijama za noćnu upotrebu. Mreža će djelovati kao dodatni izvor energije kada fotonaponski sistem i skladištenje energije nisu dovoljni.

• III. Konfiguracija sistema i odabir komponenti

  1. Dizajn PV sistema

  • Veličina sistemaNa osnovu korisnikovog opterećenja od 8,2 kW i dnevne potrošnje od 30 kWh, preporučuje se PV panel od 12 kW. Ovaj panel može generirati približno 36 kWh dnevno kako bi zadovoljio potražnju.
  • PV moduliKoristiti 21 monokristalni modul od 580 Wp, postižući instalirani kapacitet od 12,18 kWp. Osigurati optimalan raspored za maksimalnu izloženost sunčevoj svjetlosti.

  Maksimalna snaga Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Optimalni radni napon Vmp [V]	43,73	43,88	44,02	44,17	44,31	44,45
  Optimalna radna struja Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13,50
  Napon otvorenog kola Voc [V]	52,30	52,50	52,70	52,90	53,10	53,30
  Struja kratkog spoja Isc [A]	13,89	13,95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Efikasnost modula [%]	22.3	22,5	22,7	22,8	23,0	23.2
  Tolerancija izlazne snage	0~+3%
  Temperaturni koeficijent maksimalne snage [Pmax]	-0,29%/℃
  Temperaturni koeficijent napona otvorenog kola [Voc]	-0,25%/℃
  Temperaturni koeficijent struje kratkog spoja [Isc]	0,045%/℃
  Standardni uslovi testiranja (STC): Intenzitet svjetlosti 1000W/m², temperatura baterije 25℃, kvalitet zraka 1.5

  2. Sistem za skladištenje energije

  • Kapacitet baterijeKonfigurišite sistem baterija od litij-željezo-fosfatnih (LiFePO4) baterija od 25,6 kWh. Ovaj kapacitet osigurava dovoljnu rezervnu kopiju za kritična opterećenja (3,6 kW) tokom približno 7 sati tokom prekida napajanja.
  • Baterijski moduliKoristite modularne, slagajuće dizajne sa kućištima IP65 zaštite za unutrašnju/vanjsku instalaciju. Svaki modul ima kapacitet od 2,56 kWh, a 10 modula čini kompletan sistem.

  3. Odabir invertera

  • Hibridni inverterKoristite hibridni inverter od 10 kW sa integrisanim PV i mogućnostima upravljanja skladištenjem. Ključne karakteristike uključuju:
    • Maksimalni PV ulaz: 15 kW
    • Izlazna snaga: 10 kW za rad na mreži i van mreže
    • Zaštita: IP65 ocjena s vremenom preključivanja između mreža i izvan mreže <10 ms

  4. Izbor PV kabla

  PV kablovi povezuju solarne module sa inverterom ili kombinovanom kutijom. Moraju izdržati visoke temperature, izloženost UV zračenju i vanjske uslove.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Jednožilni, nazivni za 1,5 kV DC, s odličnom otpornošću na UV zračenje i vremenske uvjete.
  • TÜV PV1-F:
    • Fleksibilan, otporan na plamen, sa širokim temperaturnim rasponom (-40°C do +90°C).
  • UL 4703 PV žica:
    • Dvostruko izoliran, idealan za krovne i podne sisteme.
  • AD8 Plutajući solarni kabel:
    • Potopljiv i vodootporan, pogodan za vlažna ili vodena okruženja.
  • Solarni kabel s aluminijskom jezgrom:
    • Lagan i ekonomičan, koristi se u velikim instalacijama.

  5. Izbor kabla za skladištenje energije

  Kablovi za skladištenje povezuju baterije sa inverterima. Moraju podnijeti visoke struje, osigurati termičku stabilnost i održavati električni integritet.

  • UL10269 i UL11627 kablovi:
    • Tankozidna izolacija, otporna na plamen i kompaktna.
  • XLPE-izolovani kablovi:
    • Visoki napon (do 1500V DC) i termička otpornost.
  • Visokonaponski DC kablovi:
    • Dizajniran za međusobno povezivanje baterijskih modula i visokonaponskih sabirnica.

  Preporučene specifikacije kabla

  Tip kabla	Preporučeni model	Primjena
  PV kabel	EN 50618 H1Z2Z2-K	Spajanje PV modula na inverter.
  PV kabel	UL 4703 PV žica	Krovne instalacije koje zahtijevaju visoku izolaciju.
  Kabl za skladištenje energije	UL 10269, UL 11627	Kompaktni priključci za baterije.
  Zaštićeni kabel za pohranu	EMI zaštićeni kabel baterije	Smanjenje smetnji u osjetljivim sistemima.
  Visokonaponski kabel	XLPE-izolirani kabel	Visokostrujne veze u baterijskim sistemima.
  Plutajući PV kabel	AD8 Plutajući solarni kabel	Okruženja sklona vodi ili vlažna okruženja.

IV. Integracija sistema

Integrirajte PV module, skladište energije i invertere u kompletan sistem:

1. Fotonaponski sistemOsmisliti raspored modula i osigurati strukturnu sigurnost odgovarajućim sistemima montaže.
2. Skladištenje energijeInstalirajte modularne baterije s odgovarajućom BMS (Battery Management System) integracijom za praćenje u stvarnom vremenu.
3. Hibridni inverterPovežite PV panele i baterije na inverter za besprijekorno upravljanje energijom.

V. Instalacija i održavanje

Instalacija:

• Procjena lokacijePregledajte krovove ili prizemne površine radi strukturne kompatibilnosti i izloženosti sunčevoj svjetlosti.
• Instalacija opremeSigurno montirajte PV module, baterije i invertere.
• Testiranje sistemaProvjerite električne spojeve i izvršite funkcionalne testove.

Održavanje:

• Rutinske inspekcijeProvjerite kablove, module i pretvarače na istrošenost ili oštećenja.
• ČišćenjeRedovno čistite PV module kako biste održali efikasnost.
• Daljinsko praćenjeKoristite softverske alate za praćenje performansi sistema i optimizaciju postavki.

VI. Zaključak

Dobro osmišljen stambeni fotonaponski sistem za skladištenje energije donosi uštedu energije, ekološke prednosti i pouzdanost napajanja. Pažljivim odabirom komponenti kao što su fotonaponski moduli, baterije za skladištenje energije, inverteri i kablovi osigurava se efikasnost i dugotrajnost sistema. Pravilnim planiranjem,

protokolima za instalaciju i održavanje, vlasnici kuća mogu maksimizirati koristi od svoje investicije.