Hướng dẫn toàn diện về thiết kế và cấu hình hệ thống lưu trữ PV dân cư

Một hệ thống phân loại quang điện (PV) dân cư chủ yếu bao gồm các mô-đun PV, pin lưu trữ năng lượng, bộ biến tần lưu trữ, thiết bị đo sáng và hệ thống quản lý giám sát. Mục tiêu của nó là đạt được khả năng tự cung cấp năng lượng, giảm chi phí năng lượng, thấp hơn lượng khí thải carbon và cải thiện độ tin cậy về năng lượng. Cấu hình hệ thống lưu trữ PV dân cư là một quá trình toàn diện đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các yếu tố khác nhau để đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định.

I. Tổng quan về hệ thống lưu trữ PV dân cư

Trước khi bắt đầu thiết lập hệ thống, điều cần thiết là phải đo điện trở cách điện DC giữa đầu vào mảng PV và mặt đất. Nếu điện trở nhỏ hơn U,/30mA (U, đại diện cho điện áp đầu ra tối đa của mảng PV), phải thực hiện các biện pháp nối đất hoặc cách điện bổ sung.

Các chức năng chính của các hệ thống lưu trữ PV dân cư bao gồm:

• Tự tiêu thụ: Sử dụng năng lượng mặt trời để đáp ứng nhu cầu năng lượng gia đình.
• Tăng tốc độ và thu hẹp thung lũng: Cân bằng việc sử dụng năng lượng qua các thời điểm khác nhau để tiết kiệm chi phí năng lượng.
• Sức mạnh dự phòng: Cung cấp năng lượng đáng tin cậy trong quá trình ngừng hoạt động.
• Cung cấp điện khẩn cấp: Hỗ trợ tải trọng quan trọng trong quá trình lỗi lưới.

Quá trình cấu hình bao gồm phân tích nhu cầu năng lượng người dùng, thiết kế PV và hệ thống lưu trữ, chọn các thành phần, chuẩn bị kế hoạch cài đặt và phác thảo các biện pháp vận hành và bảo trì.

Ii. Phân tích và lập kế hoạch nhu cầu

Phân tích nhu cầu năng lượng

Phân tích nhu cầu năng lượng chi tiết là rất quan trọng, bao gồm:

• Tải hồ sơ: Xác định các yêu cầu năng lượng của các thiết bị khác nhau.
• Tiêu thụ hàng ngày: Xác định việc sử dụng điện trung bình vào ban ngày và ban đêm.
• Đổi điện: Hiểu cấu trúc thuế quan để tối ưu hóa hệ thống để tiết kiệm chi phí.

Trường hợp nghiên cứu

• Hồ sơ người dùng:
  • Tổng tải được kết nối: 8.2 kw
  • Tải trọng quan trọng: 3,6 kW
  • Tiêu thụ năng lượng ban ngày: 10 kWh
  • Tiêu thụ năng lượng ban đêm: 20 kWh
• Kế hoạch hệ thống:
  • Cài đặt hệ thống lai lưu trữ PV với nhu cầu tải thế hệ PV ban ngày và lưu trữ năng lượng dư thừa trong pin để sử dụng vào ban đêm. Lưới hoạt động như một nguồn năng lượng bổ sung khi PV và lưu trữ là không đủ.

• Iii. Cấu hình hệ thống và lựa chọn thành phần

  1. Thiết kế hệ thống PV

  • Kích thước hệ thống: Dựa trên tải trọng 8.2 kW của người dùng và mức tiêu thụ hàng ngày là 30 kWh, nên sử dụng mảng PV 12 kW. Mảng này có thể tạo ra khoảng 36 kWh mỗi ngày để đáp ứng nhu cầu.
  • Các mô -đun PV: Sử dụng 21 mô-đun 580WP đơn tinh thể, đạt được công suất cài đặt là 12,18 kWP. Đảm bảo sắp xếp tối ưu để tiếp xúc với ánh sáng mặt trời tối đa.

  Pmax điện tối đa [W]	575	580	585	590	595	600
  VMP điện áp hoạt động tối ưu [V]	43,73	43,88	44,02	44,17	44,31	44,45
  Tối ưu hoạt động hiện tại IMP [A]	13,15	13,22	13,29	13.36	13,43	13,50
  Open Circuit điện áp VOC [V]	52.30	52,50	52,70	52,90	53.10	53.30
  Dòng điện ngắn mạch ISC [A]	13,89	13,95	14,01	14,07	14,13	14,19
  Hiệu quả mô -đun [%]	22.3	22,5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Dung sai công suất đầu ra	0 ~+3%
  Hệ số nhiệt độ của công suất tối đa [PMAX]	-0,29%/
  Hệ số nhiệt độ của điện áp mạch mở [VOC]	-0,25%/
  Hệ số nhiệt độ của dòng điện ngắn [ISC]	0,045%/
  Điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn (STC): cường độ ánh sáng 1000W/m2, nhiệt độ pin 25, chất lượng không khí 1.5

  2. Hệ thống lưu trữ năng lượng

  • Dung lượng pin: Định cấu hình hệ thống pin Iron phosphate (LIFEPO4) 25,6 kWh. Khả năng này đảm bảo sao lưu đủ cho các tải trọng quan trọng (3,6 kW) trong khoảng 7 giờ trong khi ngừng hoạt động.
  • Mô -đun pin: Sử dụng các thiết kế mô-đun, có thể xếp chồng với các vỏ được xếp hạng IP65 để lắp đặt trong nhà/ngoài trời. Mỗi mô -đun có công suất 2,56 kWh, với 10 mô -đun tạo thành hệ thống hoàn chỉnh.

  3. Lựa chọn biến tần

  • Biến tần lai: Sử dụng biến tần lai 10 kW với khả năng quản lý lưu trữ và PV tích hợp. Các tính năng chính bao gồm:
    • Đầu vào PV tối đa: 15 kW
    • Đầu ra: 10 kW cho cả hoạt động liên kết lưới và ngoài lưới
    • Bảo vệ: Xếp hạng IP65 với thời gian chuyển đổi lưới điện lưới <10 ms

  4. Lựa chọn cáp PV

  Cáp PV kết nối các mô -đun năng lượng mặt trời với hộp biến tần hoặc kết hợp. Họ phải chịu đựng nhiệt độ cao, tiếp xúc với tia cực tím và điều kiện ngoài trời.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Lõi đơn, được đánh giá cho 1,5 kV DC, với khả năng chống UV và thời tiết tuyệt vời.
  • Tüv PV1-F:
    • Chất chống lửa linh hoạt, ngọn lửa, với phạm vi nhiệt độ rộng (-40 ° C đến +90 ° C).
  • UL 4703 PV Dây:
    • Cách nhiệt kép, lý tưởng cho các hệ thống trên sân thượng và gắn trên mặt đất.
  • Cáp mặt trời nổi AD8:
    • Chìm và không thấm nước, thích hợp cho môi trường ẩm hoặc dưới nước.
  • Cáp mặt trời lõi nhôm:
    • Nhẹ và tiết kiệm chi phí, được sử dụng trong các cài đặt quy mô lớn.

  5. Lựa chọn cáp lưu trữ năng lượng

  Cáp lưu trữ kết nối pin với bộ biến tần. Họ phải xử lý các dòng điện cao, cung cấp sự ổn định nhiệt và duy trì tính toàn vẹn điện.

  • Cáp UL10269 và UL11627:
    • Cách nhiệt tường mỏng, chống cháy, và nhỏ gọn.
  • Cáp cách nhiệt XLPE:
    • Điện áp cao (lên đến 1500V DC) và điện trở nhiệt.
  • Cáp DC điện áp cao:
    • Được thiết kế để kết nối các mô-đun pin và xe buýt điện áp cao.

  Thông số kỹ thuật cáp được đề xuất

  Loại cáp	Mô hình được đề xuất	Ứng dụng
  Cáp PV	EN 50618 H1Z2Z2-K	Kết nối các mô -đun PV với biến tần.
  Cáp PV	UL 4703 PV Dây	Cài đặt trên sân thượng yêu cầu cách nhiệt cao.
  Cáp lưu trữ năng lượng	UL 10269, UL 11627	Kết nối pin nhỏ gọn.
  Cáp lưu trữ được che chắn	Cáp pin được che chắn EMI	Giảm nhiễu trong các hệ thống nhạy cảm.
  Cáp điện áp cao	Cáp cách điện XLPE	Kết nối dòng điện cao trong hệ thống pin.
  Cáp PV nổi	Cáp mặt trời nổi AD8	Môi trường dễ bị nước hoặc ẩm.

Iv. Tích hợp hệ thống

Tích hợp các mô -đun PV, lưu trữ năng lượng và biến tần vào một hệ thống hoàn chỉnh:

1. Hệ thống PV: Thiết kế bố cục mô -đun và đảm bảo an toàn cấu trúc với các hệ thống lắp thích hợp.
2. Lưu trữ năng lượng: Cài đặt pin mô-đun với tích hợp BMS (Hệ thống quản lý pin) thích hợp để theo dõi thời gian thực.
3. Biến tần lai: Kết nối các mảng PV và pin với biến tần để quản lý năng lượng liền mạch.

V. Cài đặt và bảo trì

Cài đặt:

• Đánh giá trang web: Kiểm tra các mái nhà hoặc khu vực mặt đất để tương thích cấu trúc và tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
• Cài đặt thiết bị: Các mô -đun PV, pin và bộ biến tần an toàn.
• Kiểm tra hệ thống: Xác minh kết nối điện và thực hiện các thử nghiệm chức năng.

BẢO TRÌ:

• Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra cáp, mô -đun và bộ biến tần để mòn hoặc hư hỏng.
• Làm sạch: Thường xuyên làm sạch các mô -đun PV để duy trì hiệu quả.
• Giám sát từ xa: Sử dụng các công cụ phần mềm để theo dõi hiệu suất hệ thống và tối ưu hóa cài đặt.

Vi. Phần kết luận

Một hệ thống lưu trữ PV được thiết kế tốt cung cấp tiết kiệm năng lượng, lợi ích môi trường và độ tin cậy năng lượng. Việc lựa chọn cẩn thận các thành phần như mô -đun PV, pin lưu trữ năng lượng, bộ biến tần và cáp đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống. Bằng cách làm theo kế hoạch thích hợp,

Cài đặt và giao thức bảo trì, chủ nhà có thể tối đa hóa lợi ích của khoản đầu tư của họ.