دليل شامل لتصميم وتكوين نظام التخزين الكهروضوئي السكني

يتكون نظام التخزين الكهروضوئي (PV) السكني (PV) بشكل أساسي من وحدات الكهروضوئية ، وبطاريات تخزين الطاقة ، ومزولات التخزين ، وأجهزة القياس ، وأنظمة إدارة المراقبة. هدفها هو تحقيق الاكتفاء الذاتي للطاقة ، وتقليل تكاليف الطاقة ، وانخفاض انبعاثات الكربون ، وتحسين موثوقية الطاقة. يعد تكوين نظام تخزين PV السكني عملية شاملة تتطلب دراسة متأنية للعوامل المختلفة لضمان تشغيل فعالة ومستقرة.

1. نظرة عامة على أنظمة التخزين الكهروضوئية السكنية

قبل بدء إعداد النظام ، من الضروري قياس مقاومة عزل التيار المستمر بين محطة إدخال صفيف PV والأرض. إذا كانت المقاومة أقل من u .../30ma (u ... تمثل الحد الأقصى لجهد الإخراج لمصفوفة الكهروضوئية) ، فيجب اتخاذ تدابير التأريض أو العزل الإضافي.

تشمل الوظائف الأساسية لأنظمة التخزين الكهروضوئية السكنية:

• الاستهلاك الذاتي: استخدام الطاقة الشمسية لتلبية متطلبات الطاقة المنزلية.
• حلقة الذروة وملء الوادي: موازنة استخدام الطاقة في أوقات مختلفة لتوفير تكاليف الطاقة.
• قوة النسخ الاحتياطي: توفير طاقة موثوقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
• إمدادات طاقة الطوارئ: دعم الأحمال الحرجة أثناء فشل الشبكة.

تتضمن عملية التكوين تحليل احتياجات طاقة المستخدم ، وتصميم أنظمة PV وأنظمة التخزين ، واختيار المكونات ، وإعداد خطط التثبيت ، وتدابير التشغيل والصيانة.

الثاني. تحليل الطلب والتخطيط

تحليل الطلب على الطاقة

تحليل الطلب التفصيلي للطلب على الطاقة أمر بالغ الأهمية ، بما في ذلك:

• تحميل التنميط: تحديد متطلبات الطاقة للأجهزة المختلفة.
• الاستهلاك اليومي: تحديد متوسط ​​استخدام الكهرباء خلال النهار والليل.
• تسعير الكهرباء: فهم هياكل التعريفة الجمركية لتحسين النظام من أجل توفير التكاليف.

دراسة حالة

• ملف تعريف المستخدم:
  • إجمالي الحمل المتصل: 8.2 كيلوواط
  • الحمل الحرج: 3.6 كيلوواط
  • استهلاك الطاقة خلال النهار: 10 كيلو وات ساعة
  • استهلاك الطاقة الليلي: 20 كيلو واط
• خطة النظام:
  • قم بتركيب نظام هجين PV Storing مع متطلبات الحمل النهارية للطبيعة الكهروضوئية وتخزين الطاقة الزائدة في البطاريات للاستخدام الليلي. تعمل الشبكة كمصدر للطاقة التكميلي عندما لا يكون PV والتخزين كافيين.

• ثالثا. تكوين النظام واختيار المكون

  1. تصميم نظام PV

  • حجم النظام: استنادًا إلى تحميل المستخدم 8.2 كيلو واط والاستهلاك اليومي من 30 كيلو واط في الساعة ، يوصى بمجموعة PV 12 كيلو واط. يمكن أن تولد هذه المجموعة حوالي 36 كيلو وات في اليوم لتلبية الطلب.
  • الوحدات النمطية الكهروضوئية: استخدام 21 وحدات الكريستال 580WP ، لتحقيق سعة مثبتة تبلغ 12.18 كيلوواط. ضمان الترتيب الأمثل لتحقيق أقصى تعرض لأشعة الشمس.

  الحد الأقصى للسلطة pmax [w]	575	580	585	590	595	600
  الجهد التشغيل الأمثل VMP [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Optimum تشغيل تيار IMP [أ]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  فتح VOC الجهد الدائرة [V]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
  دائرة ماسورة قصيرة ISC [أ]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  كفاءة الوحدة النمطية [٪]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  التحمل الطاقة الإخراج	0 ~+3 ٪
  معامل درجة حرارة الحد الأقصى للطاقة [PMAX]	-0.29 ٪/℃
  معامل درجة حرارة جهد الدائرة المفتوحة [VOC]	-0.25 ٪/℃
  معامل درجة الحرارة لتيار الدائرة القصيرة [ISC]	0.045 ٪/℃
  ظروف الاختبار القياسية (STC): شدة الضوء 1000W/M² ، درجة حرارة البطارية 25 ℃ ، جودة الهواء 1.5

  2. نظام تخزين الطاقة

  • سعة البطارية: تكوين نظام البطارية 25.6 كيلو واتوم في الساعة فوسفات الحديد (LIFEPO4). تضمن هذه السعة النسخ الاحتياطي الكافي للأحمال الحرجة (3.6 كيلوواط) لمدة 7 ساعات تقريبًا أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
  • وحدات البطارية: توظيف تصميمات معيارية قابلة للتكديس مع مرفقات تصنيف IP65 للتركيبات الداخلية/الخارجية. تبلغ سعة كل وحدة 2.56 كيلو واط ساعة ، مع 10 وحدات تشكل النظام الكامل.

  3. اختيار العاكس

  • العاكس الهجين: استخدم العاكس الهجين 10 كيلو واط مع إمكانيات إدارة التخزين الكهروضوئية المتكاملة. تشمل الميزات الرئيسية:
    • أقصى إدخال PV: 15 كيلوواط
    • الإخراج: 10 كيلو وات لكل من الشبكة مربحة وخارج الشبكة
    • الحماية: تصنيف IP65 مع وقت تبديل الشبكة <10 مللي ثانية

  4. اختيار الكابل الكهروضوئي

  تقوم الكابلات الكهروضوئية بتوصيل الوحدات الشمسية إلى مربع العاكس أو المدمج. يجب أن تحمل درجات حرارة عالية ، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية ، والظروف في الهواء الطلق.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • أحادي النواة ، مصنفة لـ 1.5 كيلو فولت دي سي ، مع مقاومة الأشعة فوق البنفسجية والطقس الممتازة.
  • Tüv PV1-F:
    • مرنة ، محاكة اللهب ، مع نطاق درجة حرارة واسعة (-40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية).
  • UL 4703 PV Wire:
    • مزدوج المعزول ، مثالي للأنظمة على السطح والأرض.
  • كابل شمسي عائم AD8:
    • غاطسة ومقاومة للماء ، مناسبة للبيئات الرطبة أو المائية.
  • كابل الطاقة الشمسية الأساسية الألومنيوم:
    • خفيفة الوزن وفعالة من حيث التكلفة ، وتستخدم في التركيبات واسعة النطاق.

  5. اختيار كابل تخزين الطاقة

  كابلات التخزين تربط البطاريات بالمحولات. يجب أن تتعامل مع التيارات العالية ، وتوفير الاستقرار الحراري ، والحفاظ على السلامة الكهربائية.

  • كابلات UL10269 و UL11627:
    • رقيقة الجدار معزول ، وعيش اللهب ، ومضغوط.
  • XLPE الكابلات المعزولة:
    • الجهد العالي (حتى 1500 فولت DC) والمقاومة الحرارية.
  • كابلات العاصمة عالية الجهد:
    • مصممة لربط وحدات البطارية وحافلات الجهد العالي.

  مواصفات الكابل الموصى بها

  نوع الكابل	النموذج الموصى به	طلب
  كابل PV	EN 50618 H1Z2Z2-K	ربط الوحدات الكهروضوئية بالعاكس.
  كابل PV	UL 4703 PV Wire	عمليات تثبيت على السطح تتطلب عزلًا عالٍ.
  كابل تخزين الطاقة	UL 10269 ، UL 11627	اتصالات البطارية المدمجة.
  كابل تخزين محمي	كابل بطارية محمي EMI	تقليل التداخل في الأنظمة الحساسة.
  كابل الجهد العالي	كابل XLPE المعزول	اتصالات عالية التداول في أنظمة البطارية.
  كابل الكهروضوئية العائمة	كابل شمسي عائم AD8	بيئات معرضة للماء أو رطبة.

رابعا. تكامل النظام

دمج الوحدات الكهروضوئية وتخزين الطاقة والمحولات في نظام كامل:

1. نظام PV: تصميم وحدة التصميم وضمان السلامة الهيكلية مع أنظمة التثبيت المناسبة.
2. تخزين الطاقة: تثبيت البطاريات المعيارية مع تكامل BMS (نظام إدارة البطارية) للمراقبة في الوقت الفعلي.
3. العاكس الهجين: قم بتوصيل صفائف الكهروضوئية والبطاريات بالعاكس لإدارة الطاقة السلس.

V. التثبيت والصيانة

تثبيت:

• تقييم الموقع: فحص أسطح المنازل أو المناطق الأرضية للتوافق الهيكلي والتعرض لأشعة الشمس.
• تركيب المعدات: Mount بشكل آمن وحدات الكهروضوئية والبطاريات والمزولات.
• اختبار النظام: التحقق من الاتصالات الكهربائية وأجر الاختبارات الوظيفية.

صيانة:

• عمليات التفتيش الروتينية: تحقق من الكابلات والوحدات النمطية والمزولات للارتداء أو الضرر.
• تنظيف: تنظيف الوحدات الكهروضوئية بانتظام للحفاظ على الكفاءة.
• المراقبة عن بُعد: استخدم أدوات البرمجيات لتتبع أداء النظام وتحسين الإعدادات.

السادس. خاتمة

يوفر نظام تخزين PV السكني المصمم جيدًا توفير الطاقة والفوائد البيئية وموثوقية الطاقة. يضمن الاختيار الدقيق للمكونات مثل وحدات PV وبطاريات تخزين الطاقة والمحولات والكابلات كفاءة النظام وطول العمر. باتباع التخطيط السليم ،

التثبيت ، وبروتوكولات الصيانة ، يمكن لأصحاب المنازل زيادة فوائد استثماراتهم.