Átfogó útmutató a lakossági PV-tárolórendszer tervezéséhez és konfigurálásához

A lakossági fotovoltaikus (PV) tárolórendszerek elsősorban fotovoltaikus modulokból, energiatároló akkumulátorokból, tároló inverterekből, mérőeszközökből és felügyeleti rendszerekből állnak. Célja az energia-önellátás elérése, az energiaköltségek csökkentése, a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése és az áramellátás megbízhatóságának javítása. A lakossági fotovoltaikus tárolórendszer konfigurálása átfogó folyamat, amely számos tényező alapos mérlegelését igényli a hatékony és stabil működés érdekében.

I. A lakossági PV-tárolórendszerek áttekintése

A rendszer beállításának megkezdése előtt feltétlenül meg kell mérni az egyenáramú szigetelési ellenállást a PV tömb bemeneti kapcsa és a föld között. Ha az ellenállás kisebb, mint U…/30mA (U… a PV tömb maximális kimeneti feszültsége), további földelési vagy szigetelési intézkedéseket kell tenni.

A lakossági napelemes tárolórendszerek fő funkciói a következők:

• Önfogyasztás: Napenergia hasznosítása a háztartási energiaigények kielégítésére.
• Csúcsborotválkozás és völgyfeltöltés: Az energiafelhasználás kiegyensúlyozása a különböző időpontokban az energiaköltségek megtakarítása érdekében.
• Tartalék teljesítmény: Megbízható energia biztosítása kimaradások idején.
• Vészáram-ellátás: Kritikus terhelések támogatása a hálózat meghibásodása során.

A konfigurációs folyamat magában foglalja a felhasználói energiaszükségletek elemzését, a PV- és tárolórendszerek tervezését, az alkatrészek kiválasztását, a telepítési tervek elkészítését, valamint az üzemeltetési és karbantartási intézkedések felvázolását.

II. Keresletelemzés és tervezés

Energiaigény-elemzés

A részletes energiaigényelemzés kritikus fontosságú, beleértve:

• Terhelés profilozás: Különféle készülékek teljesítményigényének azonosítása.
• Napi fogyasztás: A nappali és éjszakai átlagos villamosenergia-fogyasztás meghatározása.
• Villamosenergia árképzés: A tarifastruktúrák megértése a rendszer optimalizálása érdekében a költségmegtakarítás érdekében.

Esettanulmány

• Felhasználói profil:
  • Teljes csatlakoztatott terhelés: 8,2 kW
  • Kritikus terhelés: 3,6 kW
  • Nappali energiafogyasztás: 10 kWh
  • Éjszakai energiafogyasztás: 20 kWh
• Rendszerterv:
  • Telepítsen egy PV-tároló hibrid rendszert nappali PV-generálással, amely kielégíti a terhelési igényeket, és a felesleges energiát akkumulátorokban tárolja éjszakai használatra. A hálózat kiegészítő áramforrásként működik, ha a PV és a tárolás nem elegendő.

• III. Rendszerkonfiguráció és komponens kiválasztása

  1. PV rendszertervezés

  • Rendszer mérete: A felhasználó 8,2 kW-os terhelése és 30 kWh napi fogyasztása alapján 12 kW-os PV-tömb javasolt. Ez a tömb körülbelül 36 kWh-t tud termelni naponta a kereslet kielégítésére.
  • PV modulok: 21 db egykristály 580 Wp modult használjon, 12,18 kWp beépített teljesítmény elérésével. Biztosítsa az optimális elrendezést a maximális napsugárzás érdekében.

  Maximális teljesítmény Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Optimális üzemi feszültség Vmp [V]	43,73	43,88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Optimális üzemi áram Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  Nyitott áramköri feszültség Voc [V]	52.30	52.50	52,70	52.90	53.10	53.30
  Rövidzárlati áram Isc [A]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Modul hatékonysága [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Kimeneti teljesítmény tolerancia	0~+3%
  A maximális teljesítmény hőmérsékleti együtthatója [Pmax]	-0,29%/℃
  Nyitott áramköri feszültség hőmérsékleti együtthatója [Voc]	-0,25%/℃
  A rövidzárlati áram hőmérsékleti együtthatója [Isc]	0,045%/℃
  Szabványos vizsgálati körülmények (STC): Fényerősség 1000 W/m², akkumulátor hőmérséklet 25 ℃, levegő minősége 1,5

  2. Energiatároló rendszer

  • Akkumulátor kapacitása: Konfiguráljon egy 25,6 kWh-s lítium-vas-foszfát (LiFePO4) akkumulátorrendszert. Ez a kapacitás elegendő tartalékot biztosít kritikus terhelésekhez (3,6 kW) körülbelül 7 órán keresztül kimaradások esetén.
  • Akkumulátor modulok: Alkalmazzon moduláris, egymásra rakható kialakításokat IP65-ös besorolású burkolatokkal beltéri/kültéri telepítésekhez. Mindegyik modul kapacitása 2,56 kWh, 10 modul alkotja a teljes rendszert.

  3. Inverter kiválasztása

  • Hibrid inverter: Használjon 10 kW-os hibrid invertert integrált PV- és tárolókezelési képességekkel. A legfontosabb jellemzők a következők:
    • Maximális PV bemenet: 15 kW
    • Teljesítmény: 10 kW hálózatra kötött és hálózaton kívüli működéshez egyaránt
    • Védettség: IP65 besorolás <10 ms hálózati kapcsolási idővel

  4. PV-kábel kiválasztása

  PV kábelek kötik a napelem modulokat az inverterhez vagy a kombinálódobozhoz. El kell viselniük a magas hőmérsékletet, az UV-sugárzást és a külső körülményeket.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Egymagos, 1,5 kV DC-re méretezett, kiváló UV- és időjárásállósággal.
  • TÜV PV1-F:
    • Rugalmas, égésgátló, széles hőmérséklet-tartományban (-40°C és +90°C között).
  • UL 4703 PV vezeték:
    • Kettős szigetelésű, ideális tetőre és földre szerelt rendszerekhez.
  • AD8 úszó napelemes kábel:
    • Merülő és vízálló, alkalmas nedves vagy vízi környezetre.
  • Alumínium magos napelemes kábel:
    • Könnyű és költséghatékony, nagyméretű telepítésekhez használják.

  5. Energiatároló kábel kiválasztása

  A tárolókábelek az akkumulátorokat az inverterekhez kötik. Nagy áramerősséget kell kezelniük, hőstabilitást kell biztosítaniuk, és meg kell őrizniük az elektromos integritást.

  • UL10269 és UL11627 kábelek:
    • Vékonyfalú szigetelt, lángálló és kompakt.
  • XLPE szigetelésű kábelek:
    • Nagyfeszültség (1500V DC-ig) és hőellenállás.
  • Nagyfeszültségű DC kábelek:
    • Akkumulátormodulok és nagyfeszültségű buszok összekapcsolására tervezték.

  Javasolt kábelspecifikációk

  Kábel típusa	Ajánlott modell	Alkalmazás
  PV kábel	EN 50618 H1Z2Z2-K	PV modulok csatlakoztatása az inverterhez.
  PV kábel	UL 4703 PV vezeték	Magas szigetelést igénylő tetőtéri beépítések.
  Energiatároló kábel	UL 10269, UL 11627	Kompakt akkumulátor csatlakozások.
  Árnyékolt tárolókábel	EMI árnyékolt akkumulátorkábel	Az interferencia csökkentése érzékeny rendszerekben.
  Nagyfeszültségű kábel	XLPE szigetelésű kábel	Nagyáramú csatlakozások akkumulátoros rendszerekben.
  Lebegő PV-kábel	AD8 úszó napelemes kábel	Vízre hajlamos vagy párás környezetben.

IV. Rendszerintegráció

Integrálja a PV modulokat, az energiatárolókat és az invertereket egy teljes rendszerbe:

1. PV rendszer: Tervezze meg a modulelrendezést és biztosítsa a szerkezeti biztonságot megfelelő rögzítési rendszerekkel.
2. Energiatárolás: Szereljen be moduláris akkumulátorokat megfelelő BMS (Battery Management System) integrációval a valós idejű megfigyeléshez.
3. Hibrid inverter: Csatlakoztassa a PV-tömböket és az akkumulátorokat az inverterhez a zökkenőmentes energiagazdálkodás érdekében.

V. Telepítés és karbantartás

Telepítés:

• Helyszíni értékelés: Vizsgálja meg a háztetőket vagy a talajt a szerkezeti kompatibilitás és a napsugárzás szempontjából.
• Berendezés telepítés: Biztonságosan rögzítse a PV modulokat, akkumulátorokat és invertereket.
• Rendszertesztelés: Ellenőrizze az elektromos csatlakozásokat és végezzen funkcionális teszteket.

Karbantartás:

• Rutinvizsgálatok: Ellenőrizze a kábelek, modulok és inverterek kopását vagy sérülését.
• Tisztítás: Rendszeresen tisztítsa meg a PV modulokat a hatékonyság megőrzése érdekében.
• Távfelügyelet: Használjon szoftvereszközöket a rendszer teljesítményének nyomon követésére és a beállítások optimalizálására.

VI. Következtetés

A jól megtervezett lakossági napelemes tárolórendszer energiamegtakarítást, környezeti előnyöket és energiabiztonságot biztosít. Az olyan alkatrészek gondos kiválasztása, mint a PV modulok, energiatároló akkumulátorok, inverterek és kábelek, biztosítja a rendszer hatékonyságát és hosszú élettartamát. A megfelelő tervezés követésével,

telepítési és karbantartási protokollok segítségével a lakástulajdonosok maximalizálhatják befektetésük előnyeit.