Guida completa alla progettazione e alla configurazione del sistema di archiviazione fotovoltaico residenziale

Un sistema di staraggi fotovoltaici (PV) residenziale consiste principalmente in moduli fotovoltaici, batterie di stoccaggio di energia, inverter di stoccaggio, dispositivi di misurazione e sistemi di gestione del monitoraggio. Il suo obiettivo è raggiungere l'autosufficienza energetica, ridurre i costi energetici, ridurre le emissioni di carbonio e migliorare l'affidabilità del potere. La configurazione di un sistema di stoccaggio fotovoltaico residenziale è un processo completo che richiede un'attenta considerazione di vari fattori per garantire un funzionamento efficiente e stabile.

I. Panoramica dei sistemi di stoccaggio fotovoltaico residenziale

Prima di iniziare la configurazione del sistema, è essenziale misurare la resistenza all'isolamento CC tra il terminale di ingresso dell'array PV e il terreno. Se la resistenza è inferiore a U .../30Ma (u ... rappresenta la tensione di uscita massima dell'array PV), è necessario adottare ulteriori misure di messa a terra o isolamento.

Le funzioni primarie dei sistemi di stoccaggio fotovoltaico residenziale includono:

• SUMPUSIONE: Utilizzo di energia solare per soddisfare le esigenze energetiche domestiche.
• Racconimento del picco e riempimento della valle: Bilanciamento dell'utilizzo energetico in tempi diversi per risparmiare sui costi energetici.
• Potere di backup: Fornendo energia affidabile durante le interruzioni.
• Alimentazione di emergenza: Supportare carichi critici durante il guasto alla griglia.

Il processo di configurazione include l'analisi delle esigenze energetiche dell'utente, la progettazione di sistemi di archiviazione e di archiviazione, selezione di componenti, preparazione di piani di installazione e misure di funzionamento e manutenzione del diplicazione.

Ii. Analisi e pianificazione della domanda

Analisi della domanda di energia

L'analisi dettagliata della domanda di energia è fondamentale, incluso:

• Profilazione del carico: Identificazione dei requisiti di potenza di vari apparecchi.
• Consumo giornaliero: Determinare l'utilizzo medio dell'elettricità durante il giorno e la notte.
• Prezzi elettrici: Comprensione delle strutture tariffarie per ottimizzare il sistema per risparmi sui costi.

Caso di studio

• Profilo utente:
  • Carico totale collegato: 8,2 kW
  • Carico critico: 3,6 kW
  • Consumo di energia diurno: 10 kWh
  • Consumo di energia notturna: 20 kWh
• Piano di sistema:
  • Installa un sistema ibrido con accumulo fotovoltaico con richieste di carico di riunioni di generazione fotovoltaica diurna e memorizzando energia in eccesso nelle batterie per l'uso notturno. La griglia funge da fonte di energia supplementare quando PV e lo stoccaggio sono insufficienti.

• Iii. Configurazione del sistema e selezione dei componenti

  1. Progettazione del sistema fotovoltaico

  • Dimensione del sistema: In base al carico di 8,2 kW dell'utente e al consumo giornaliero di 30 kWh, si consiglia un array PV da 12 kW. Questo array può generare circa 36 kWh al giorno per soddisfare la domanda.
  • Moduli fotovoltaici: Utilizza 21 moduli a cristallo singolo 580WP, ottenendo una capacità installata di 12,18 kwp. Garantire una disposizione ottimale per la massima esposizione alla luce solare.

  Potenza massima pMax [W]	575	580	585	590	595	600
  VMP di tensione operativa ottimale [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Imp di corrente operativa ottimale [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  Voc di tensione del circuito aperto [V]	52.30	52.50	52.70	52,90	53.10	53.30
  Corrente di corto circuito ISC [A]	13.89	13,95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Efficienza del modulo [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Tolleranza di potenza in uscita	0 ~+3%
  Coefficiente di temperatura di massima potenza [pmax]	-0,29%/℃
  Coefficiente di temperatura della tensione del circuito aperto [VOV]	-0,25%/℃
  Coefficiente di temperatura della corrente di corto circuito [ISC]	0,045%/℃
  Condizioni di prova standard (STC): intensità della luce 1000W/m², temperatura della batteria 25 ℃, qualità dell'aria 1.5

  2. Sistema di accumulo di energia

  • Capacità della batteria: Configurare un sistema batteria al litio fosfato di litio da 25,6 kWh. Questa capacità garantisce un backup sufficiente per carichi critici (3,6 kW) per circa 7 ore durante le interruzioni.
  • Moduli della batteria: Utilizzo di progetti modulari e impilabili con recinti classificati IP65 per installazioni interne/esterne. Ogni modulo ha una capacità di 2,56 kWh, con 10 moduli che formano il sistema completo.

  3. Selezione dell'inverter

  • Inverter ibrido: Utilizzare un inverter ibrido da 10 kW con funzionalità di gestione fotovolta e di gestione dell'archiviazione integrate. Le caratteristiche chiave includono:
    • Ingresso PV massimo: 15 kW
    • Output: 10 kW per funzionamento sia legato a griglia che off-grid
    • Protezione: valutazione IP65 con tempo di commutazione della griglia a griglia <10 ms

  4. Selezione del cavo fotovoltaico

  I cavi fotovoltaici collegano i moduli solari all'inverter o alla scatola del combinatore. Devono sopportare temperature elevate, esposizione ai raggi UV e condizioni esterne.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Single-core, classificato per 1,5 kV DC, con eccellente UV e resistenza alle intemperie.
  • Tüv Pv1-F:
    • Flessibile, retardante fiamma, con un ampio intervallo di temperatura (da -40 ° C a +90 ° C).
  • UL 4703 FILO PV:
    • Doppio isolato, ideale per sistemi sul tetto e montato sul terreno.
  • Cavo solare galleggiante AD8:
    • Sommergibile e impermeabile, adatto per ambienti umidi o acquatici.
  • Cavo solare core in alluminio:
    • Leggero ed economico, utilizzato in installazioni su larga scala.

  5. Selezione dei cavi di accumulo di energia

  I cavi di archiviazione collegano le batterie agli inverter. Devono gestire correnti elevate, fornire stabilità termica e mantenere l'integrità elettrica.

  • Cavi UL10269 e UL11627:
    • Isolato a parete sottile, retardante fiamma e compatto.
  • Cavi isolati XLPE:
    • Alta tensione (fino a 1500 V CC) e resistenza termica.
  • Cavi DC ad alta tensione:
    • Progettato per interconnessione di moduli della batteria e bus ad alta tensione.

  Specifiche del cavo consigliate

  Tipo di cavo	Modello consigliato	Applicazione
  Cavo fotovoltaico	EN 50618 H1Z2Z2-K	Collegamento dei moduli fotovoltaici all'inverter.
  Cavo fotovoltaico	UL 4703 FILO PV	Installazioni sul tetto che richiedono un alto isolamento.
  Cavo di accumulo di energia	UL 10269, UL 11627	Collegamenti a batteria compatta.
  Cavo di archiviazione schermato	Cavo batteria schermato EMI	Ridurre l'interferenza nei sistemi sensibili.
  Cavo ad alta tensione	Cavo isolato XLPE	Collegamenti ad alta corrente nei sistemi di batterie.
  Cavo fotovoltaico galleggiante	Cavo solare galleggiante AD8	Ambienti soggetti ad acqua o umidi.

IV. Integrazione del sistema

Integrare moduli fotovoltaici, accumulo di energia e inverter in un sistema completo:

1. Sistema fotovoltaico: Layout del modulo di progettazione e garantire la sicurezza strutturale con sistemi di montaggio appropriati.
2. Accumulo di energia: Installa batterie modulari con un'adeguata integrazione BMS (Sistema di gestione delle batterie) per il monitoraggio in tempo reale.
3. Inverter ibrido: Collegare array e batterie fotovoltaici all'inverter per la gestione dell'energia senza soluzione di continuità.

V. Installazione e manutenzione

Installazione:

• Valutazione del sito: Ispezionare i tetti o le aree di terra per la compatibilità strutturale e l'esposizione alla luce solare.
• Installazione dell'attrezzatura: Montare in modo sicuro moduli fotovoltaici, batterie e inverter.
• Test del sistema: Verificare connessioni elettriche ed eseguire test funzionali.

Manutenzione:

• Ispezioni di routine: Controlla cavi, moduli e inverter per usura o danni.
• Pulizia: Pulire regolarmente moduli fotovoltaici per mantenere l'efficienza.
• Monitoraggio remoto: Utilizzare strumenti software per tracciare le prestazioni del sistema e ottimizzare le impostazioni.

Vi. Conclusione

Un sistema di stoccaggio fotovoltaico residenziale ben progettato offre risparmi energetici, benefici ambientali e affidabilità di potenza. L'attenta selezione di componenti come moduli fotovoltaici, batterie di accumulo di energia, inverter e cavi garantisce l'efficienza e la longevità del sistema. Seguendo una corretta pianificazione,

Protocolli di installazione e manutenzione, i proprietari di case possono massimizzare i vantaggi del loro investimento.