Sveobuhvatni vodič za dizajn i konfiguraciju stambenih fotonaponskih sustava za pohranu energije

Stambeni fotonaponski (FN) sustav za pohranu energije prvenstveno se sastoji od FN modula, baterija za pohranu energije, pretvarača za pohranu, mjernih uređaja i sustava za upravljanje nadzorom. Njegov je cilj postići energetsku samodostatnost, smanjiti troškove energije, smanjiti emisije ugljika i poboljšati pouzdanost napajanja. Konfiguriranje stambenog FN sustava za pohranu energije sveobuhvatan je proces koji zahtijeva pažljivo razmatranje različitih čimbenika kako bi se osigurao učinkovit i stabilan rad.

I. Pregled stambenih fotonaponskih sustava za pohranu energije

Prije početka postavljanja sustava, bitno je izmjeriti istosmjerni izolacijski otpor između ulaznog terminala fotonaponskog panela i uzemljenja. Ako je otpor manji od U…/30mA (U… predstavlja maksimalni izlazni napon fotonaponskog panela), potrebno je poduzeti dodatne mjere uzemljenja ili izolacije.

Primarne funkcije stambenih fotonaponskih sustava za pohranu energije uključuju:

• Vlastita potrošnjaKorištenje solarne energije za zadovoljavanje energetskih potreba kućanstava.
• Izravnavanje vrhova i popunjavanje dolinaUravnotežavanje potrošnje energije u različitim vremenskim razdobljima radi uštede na troškovima energije.
• Rezervno napajanjeOsiguravanje pouzdane energije tijekom prekida opskrbe.
• Napajanje za hitne slučajevePodupiranje kritičnih opterećenja tijekom kvara mreže.

Proces konfiguracije uključuje analizu energetskih potreba korisnika, projektiranje fotonaponskih i sustava za pohranu energije, odabir komponenti, pripremu planova instalacije te izradu planova rada i održavanja.

II. Analiza i planiranje potražnje

Analiza potražnje za energijom

Detaljna analiza potražnje za energijom je ključna, uključujući:

• Profiliranje opterećenjaIdentificiranje energetskih zahtjeva različitih uređaja.
• Dnevna konzumacijaOdređivanje prosječne potrošnje električne energije tijekom dana i noći.
• Cijene električne energijeRazumijevanje tarifnih struktura za optimizaciju sustava radi uštede troškova.

Studija slučaja

• Korisnički profil:
  • Ukupna priključna snaga: 8,2 kW
  • Kritično opterećenje: 3,6 kW
  • Dnevna potrošnja energije: 10 kWh
  • Noćna potrošnja energije: 20 kWh
• Plan sustava:
  • Instalirajte hibridni sustav fotonaponskog sustava za pohranu energije s dnevnom fotonaponskom generacijom koja zadovoljava potrebe opterećenja i pohranjuje višak energije u baterijama za noćnu upotrebu. Mreža djeluje kao dodatni izvor energije kada fotonaponski sustav i pohrana nisu dovoljni.

• III. Konfiguracija sustava i odabir komponenti

  1. Dizajn fotonaponskog sustava

  • Veličina sustavaNa temelju korisnikovog opterećenja od 8,2 kW i dnevne potrošnje od 30 kWh, preporučuje se fotonaponski panel od 12 kW. Ovaj panel može generirati približno 36 kWh dnevno kako bi zadovoljio potražnju.
  • PV moduliKoristi 21 monokristalni modul od 580 Wp, postižući instaliranu snagu 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 kruga 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
  Učinkovitost 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 kruga [Voc]	-0,25%/℃
  Temperaturni koeficijent struje kratkog spoja [Isc]	0,045%/℃
  Standardni uvjeti ispitivanja (STC): Intenzitet svjetlosti 1000 W/m², temperatura baterije 25 ℃, kvaliteta zraka 1,5

  2. Sustav za pohranu energije

  • Kapacitet baterijeKonfigurirajte litijev željezo fosfatni (LiFePO4) baterijski sustav od 25,6 kWh. Ovaj kapacitet osigurava dovoljnu rezervu za kritična opterećenja (3,6 kW) otprilike 7 sati tijekom prekida.
  • Baterijski moduliKoristite modularne, slagajuće dizajne s kućištima IP65 zaštite za unutarnju/vanjsku instalaciju. Svaki modul ima kapacitet od 2,56 kWh, a 10 modula čini kompletan sustav.

  3. Odabir invertera

  • Hibridni inverterKoristite hibridni inverter od 10 kW s integriranim mogućnostima upravljanja fotonaponskim sustavima i pohranom energije. Ključne značajke uključuju:
    • Maksimalni PV ulaz: 15 kW
    • Izlazna snaga: 10 kW za rad na mreži i izvan mreže
    • Zaštita: IP65 stupanj s vremenom preklapanja između mrežnih i izvanmrežnih stanja <10 ms

  4. Odabir PV kabela

  PV kabeli spajaju solarne module s inverterom ili kombiniranom kutijom. Moraju izdržati visoke temperature, izloženost UV zračenju i vanjske uvjete.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Jednojezgreni, nazivni za 1,5 kV DC, s izvrsnom 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 sustave.
  • AD8 Plutajući solarni kabel:
    • Potopljiv i vodootporan, pogodan za vlažne ili vodene okoline.
  • Solarni kabel s aluminijskom jezgrom:
    • Lagan i isplativ, koristi se u velikim instalacijama.

  5. Odabir kabela za pohranu energije

  Kabeli za pohranu podataka spajaju baterije s pretvaračima. Moraju podnijeti visoke struje, osigurati toplinsku stabilnost i održavati električni integritet.

  • UL10269 i UL11627 kablovi:
    • Tankozidna izolirana, vatrootporna i kompaktna.
  • XLPE-izolirani kablovi:
    • Visoki napon (do 1500V DC) i toplinska otpornost.
  • Visokonaponski istosmjerni kabeli:
    • Dizajniran za međusobno povezivanje baterijskih modula i visokonaponskih sabirnica.

  Preporučene specifikacije kabela

  Vrsta kabela	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.
  Kabel za pohranu energije	UL 10269, UL 11627	Kompaktni priključci za baterije.
  Zaštićeni kabel za pohranu	EMI zaštićeni kabel baterije	Smanjenje smetnji u osjetljivim sustavima.
  Visokonaponski kabel	XLPE-izolirani kabel	Visokostrujni spojevi u baterijskim sustavima.
  Plutajući PV kabel	AD8 Plutajući solarni kabel	Okruženja sklona vodi ili vlažna okruženja.

IV. Integracija sustava

Integrirajte fotonaponske module, sustave za pohranu energije i pretvarače u cjeloviti sustav:

1. Fotonaponski sustavOsmisliti raspored modula i osigurati strukturnu sigurnost odgovarajućim sustavima montaže.
2. Skladištenje energijeInstalirajte modularne baterije s odgovarajućom BMS (Battery Management System) integracijom za praćenje u stvarnom vremenu.
3. Hibridni inverterSpojite fotonaponske panele i baterije na pretvarač za besprijekorno upravljanje energijom.

V. Instalacija i održavanje

Montaža:

• Procjena lokacijePregledajte krovove ili prizemne površine radi strukturne kompatibilnosti i izloženosti sunčevoj svjetlosti.
• Ugradnja opremeSigurno montirajte PV module, baterije i pretvarače.
• Testiranje sustavaProvjerite električne spojeve i provedite funkcionalne testove.

Održavanje:

• Rutinski preglediProvjerite kabele, module i pretvarače na istrošenost ili oštećenja.
• ČišćenjeRedovito čistite fotonaponske module kako biste održali učinkovitost.
• Daljinsko praćenje: Koristite softverske alate za praćenje performansi sustava i optimizaciju postavki.

VI. Zaključak

Dobro osmišljen stambeni fotonaponski sustav za pohranu energije donosi uštedu energije, ekološke prednosti i pouzdanost napajanja. Pažljivim odabirom komponenti poput fotonaponskih modula, baterija za pohranu energije, pretvarača i kabela osigurava se učinkovitost i dugotrajnost sustava. Pravilnim planiranjem,

protokolima instalacije i održavanja, vlasnici kuća mogu maksimizirati koristi od svoje investicije.