Свеобухватни водич за пројектовање и конфигурацију стамбених фотонапонских система за складиштење енергије

Стамбени фотонапонски (ПВ) систем за складиштење енергије првенствено се састоји од ПВ модула, батерија за складиштење енергије, инвертора за складиштење, мерних уређаја и система за управљање праћењем. Његов циљ је постизање енергетске самодовољности, смањење трошкова енергије, смањење емисије угљеника и побољшање поузданости напајања. Конфигурисање стамбеног ПВ система за складиштење је свеобухватан процес који захтева пажљиво разматрање различитих фактора како би се осигурао ефикасан и стабилан рад.

I. Преглед стамбених фотонапонских система за складиштење енергије

Пре почетка подешавања система, неопходно је измерити отпор изолације једносмерном струјом између улазног терминала фотонапонског панела и земље. Ако је отпор мањи од U…/30mA (U… представља максимални излазни напон фотонапонског панела), морају се предузети додатне мере уземљења или изолације.

Примарне функције стамбених фотонапонских система за складиштење укључују:

• Сопствена потрошњаКоришћење соларне енергије за задовољавање енергетских потреба домаћинстава.
• Скраћивање врхова и попуњавање долинаБалансирање потрошње енергије у различитим временским периодима ради уштеде на трошковима енергије.
• Резервно напајањеОбезбеђивање поуздане енергије током прекида напајања.
• Напајање за хитне случајевеПодупирање критичних оптерећења током квара мреже.

Процес конфигурације обухвата анализу потреба корисника за енергијом, пројектовање фотонапонских и система за складиштење енергије, избор компоненти, припрему планова инсталације и планирање мера рада и одржавања.

II. Анализа и планирање потражње

Анализа потражње за енергијом

Детаљна анализа потражње за енергијом је кључна, укључујући:

• Профилисање оптерећењаИдентификовање потреба за напајањем различитих уређаја.
• Дневна потрошњаОдређивање просечне потрошње електричне енергије током дана и ноћи.
• Цене електричне енергијеРазумевање тарифних структура ради оптимизације система за уштеду трошкова.

Студија случаја

• Кориснички профил:
  • Укупна прикључна снага: 8,2 kW
  • Критично оптерећење: 3,6 kW
  • Дневна потрошња енергије: 10 kWh
  • Ноћна потрошња енергије: 20 kWh
• Системски план:
  • Инсталирајте хибридни систем за фотонапонске системе и складиштење енергије, где ће дневна генерација енергије задовољавати потребе оптерећења и складиштити вишак енергије у батеријама за ноћну употребу. Мрежа делује као додатни извор напајања када фотонапонски системи и складиштење енергије нису довољни.

• III. Конфигурација система и избор компоненти

  1. Пројектовање фотонапонског система

  • Величина системаНа основу корисниковог оптерећења од 8,2 kW и дневне потрошње од 30 kWh, препоручује се фотонапонски панел од 12 kW. Овај панел може да генерише приближно 36 kWh дневно како би задовољио потражњу.
  • Фотонапонски модулиКористити 21 монокристални модул од 580Wp, постижући инсталирани капацитет од 12,18 kWp. Обезбедити оптималан распоред за максималну изложеност сунчевој светлости.

  Максимална снага Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Оптимални радни напон Vmp [V]	43,73	43,88	44,02	44,17	44,31	44,45
  Оптимална радна струја Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13,50
  Напон отвореног кола Voc [V]	52,30	52,50	52,70	52,90	53,10	53,30
  Струја кратког споја Isc [A]	13,89	13,95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Ефикасност модула [%]	22.3	22,5	22,7	22,8	23,0	23.2
  Толеранција излазне снаге	0~+3%
  Температурни коефицијент максималне снаге [Pmax]	-0,29%/℃
  Температурни коефицијент напона отвореног кола [Voc]	-0,25%/℃
  Температурни коефицијент струје кратког споја [Isc]	0,045%/℃
  Стандардни услови тестирања (STC): интензитет светлости 1000W/m², температура батерије 25℃, квалитет ваздуха 1.5

  2. Систем за складиштење енергије

  • Капацитет батеријеКонфигуришите систем литијум-гвожђе-фосфатних (LiFePO4) батерија од 25,6 kWh. Овај капацитет обезбеђује довољну резервну копију за критична оптерећења (3,6 kW) током приближно 7 сати током прекида напајања.
  • Батеријски модулиКористите модуларне, слагајуће дизајне са кућиштима заштите IP65 за унутрашњу/спољашњу инсталацију. Сваки модул има капацитет од 2,56 kWh, а 10 модула чини комплетан систем.

  3. Избор инвертора

  • Хибридни инверторКористите хибридни инвертор од 10 kW са интегрисаним могућностима управљања фотонапонским системима и складиштењем. Кључне карактеристике укључују:
    • Максимални ПВ улаз: 15 kW
    • Излаз: 10 kW за рад на мрежи и ван мреже
    • Заштита: IP65 степен са временом пребацивања између мреже и ван мреже <10 ms

  4. Избор ПВ кабла

  Фотонапонски каблови повезују соларне модуле са инверторском или комбинованом кутијом. Морају да издрже високе температуре, изложеност УВ зрачењу и спољашње услове.

  • ЕН 50618 Х1З2З2-К:
    • Једнојезгарни, предвиђен за 1,5 kV једносмерну струју, са одличном отпорношћу на УВ зрачење и временске услове.
  • TÜV PV1-F:
    • Флексибилан, отпоран на пламен, са широким температурним опсегом (-40°C до +90°C).
  • UL 4703 PV жица:
    • Двоструко изолован, идеалан за системе монтиране на кров и земљу.
  • AD8 Плутајући соларни кабл:
    • Потопљив и водоотпоран, погодан за влажна или водена окружења.
  • Алуминијумски језгро соларног кабла:
    • Лаган и исплатив, користи се у великим инсталацијама.

  5. Избор кабла за складиштење енергије

  Каблови за складиштење повезују батерије са инверторима. Морају да поднесу високе струје, обезбеде термичку стабилност и одрже електрични интегритет.

  • Каблови UL10269 и UL11627:
    • Танкозидна изолација, отпорна на пламен и компактна.
  • Каблови изоловани XLPE-ом:
    • Висок напон (до 1500V једносмерне струје) и отпорност на топлоту.
  • Високонапонски једносмерни каблови:
    • Дизајниран за међусобно повезивање батеријских модула и високонапонских магистрала.

  Препоручене спецификације кабла

  Тип кабла	Препоручени модел	Примена
  ПВ кабл	ЕН 50618 Х1З2З2-К	Повезивање ПВ модула са инвертором.
  ПВ кабл	UL 4703 PV жица	Инсталације на крову које захтевају високу изолацију.
  Кабл за складиштење енергије	УЛ 10269, УЛ 11627	Компактни прикључци за батерије.
  Заштићени кабл за складиштење	EMI заштићени кабл батерије	Смањење сметњи у осетљивим системима.
  Високонапонски кабл	XLPE-изоловани кабл	Везе високе струје у батеријским системима.
  Плутајући фотонапонски кабл	AD8 Плутајући соларни кабл	Окружења склона води или влажна окружења.

IV. Системска интеграција

Интегришите фотонапонске модуле, складиштење енергије и инверторе у комплетан систем:

1. Фотонапонски системПројектовати распоред модула и осигурати структурну безбедност одговарајућим системима за монтажу.
2. Складиштење енергијеИнсталирајте модуларне батерије са одговарајућом BMS (систем за управљање батеријама) интеграцијом за праћење у реалном времену.
3. Хибридни инверторПовежите фотонапонске панеле и батерије са инвертором за беспрекорно управљање енергијом.

V. Инсталација и одржавање

Инсталација:

• Процена локацијеПроверити кровове или површине тла ради структурне компатибилности и изложености сунчевој светлости.
• Инсталација опремеБезбедно монтирајте ПВ модуле, батерије и инверторе.
• Тестирање системаПроверити електричне везе и извршити функционалне тестове.

Одржавање:

• Рутинске инспекцијеПроверите каблове, модуле и инверторе на хабање или оштећења.
• ЧишћењеРедовно чистите фотонапонске модуле како бисте одржали ефикасност.
• Даљинско праћењеКористите софтверске алате за праћење перформанси система и оптимизацију подешавања.

VI. Закључак

Добро осмишљен стамбени фотонапонски систем за складиштење енергије пружа уштеду енергије, еколошке предности и поузданост напајања. Пажљив избор компоненти као што су фотонапонски модули, батерије за складиштење енергије, инвертори и каблови осигурава ефикасност и дуговечност система. Праћењем правилног планирања,

протоколима за инсталацију и одржавање, власници кућа могу максимизирати користи од своје инвестиције.