Omfattende veiledning for design og konfigurasjon av PV-lagringssystemer for boliger

Et solcellelagringssystem (PV) for boliger består hovedsakelig av PV-moduler, energilagringsbatterier, lagringsomformere, måleenheter og overvåkingssystemer. Målet er å oppnå energiuavhengighet, redusere energikostnader, redusere karbonutslipp og forbedre strømpåliteligheten. Konfigurering av et solcellelagringssystem for boliger er en omfattende prosess som krever nøye vurdering av ulike faktorer for å sikre effektiv og stabil drift.

I. Oversikt over PV-lagringssystemer for boliger

Før systemoppsettet starter, er det viktig å måle DC-isolasjonsmotstanden mellom PV-panelets inngangsterminal og jord. Hvis motstanden er mindre enn U…/30 mA (U… representerer den maksimale utgangsspenningen til PV-panelet), må det iverksettes ytterligere jordings- eller isolasjonstiltak.

De primære funksjonene til boligbaserte PV-lagringssystemer inkluderer:

• SelvforbrukBruk av solenergi for å dekke husholdningenes energibehov.
• Toppbarbering og dalfyllingBalansering av energiforbruket på tvers av ulike tidspunkt for å spare på energikostnader.
• Reservestrøm: Tilbyr pålitelig energi under strømbrudd.
• NødstrømforsyningStøtte av kritiske laster ved nettfeil.

Konfigurasjonsprosessen inkluderer analyse av brukernes energibehov, design av PV- og lagringssystemer, valg av komponenter, utarbeidelse av installasjonsplaner og skissering av drifts- og vedlikeholdstiltak.

II. Etterspørselsanalyse og planlegging

Analyse av energibehov

Detaljert analyse av energibehovet er avgjørende, inkludert:

• LastprofileringIdentifisere strømbehovet til ulike apparater.
• Daglig forbrukBestemmelse av gjennomsnittlig strømforbruk på dagtid og natt.
• StrømpriserForståelse av tariffstrukturer for å optimalisere systemet for kostnadsbesparelser.

Casestudie

• Brukerprofil:
  • Total tilkoblet effekt: 8,2 kW
  • Kritisk belastning: 3,6 kW
  • Energiforbruk på dagtid: 10 kWh
  • Energiforbruk om natten: 20 kWh
• Systemplan:
  • Installer et hybridsystem med PV-lagring, hvor PV-produksjon på dagtid dekker belastningsbehovet og overskuddsenergi lagres i batterier for bruk om natten. Strømnettet fungerer som en supplerende strømkilde når PV og lagring ikke er tilstrekkelige.

• III. Systemkonfigurasjon og valg av komponenter

  1. Design av PV-system

  • SystemstørrelseBasert på brukerens belastning på 8,2 kW og daglige forbruk på 30 kWh, anbefales et 12 kW PV-panel. Dette panelet kan generere omtrent 36 kWh per dag for å dekke etterspørselen.
  • PV-modulerBruk 21 enkeltkrystallmoduler på 580 Wp, som oppnår en installert kapasitet på 12,18 kWp. Sørg for optimal plassering for maksimal sollyseksponering.

  Maksimal effekt Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Optimal driftsspenning Vmp [V]	43,73	43,88	44,02	44,17	44,31	44,45
  Optimal driftsstrøm Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13,50
  Åpen kretsspenning Voc [V]	52,30	52,50	52,70	52,90	53,10	53,30
  Kortslutningsstrøm Isc [A]	13,89	13,95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Moduleffektivitet [%]	22.3	22,5	22,7	22,8	23,0	23.2
  Toleranse for utgangseffekt	0~+3%
  Temperaturkoeffisient for maksimal effekt [Pmax]	-0,29 %/℃
  Temperaturkoeffisient for åpen kretsspenning [Voc]	-0,25 %/℃
  Temperaturkoeffisient for kortslutningsstrøm [Isc]	0,045 %/℃
  Standard testforhold (STC): Lysintensitet 1000 W/m², batteritemperatur 25 ℃, luftkvalitet 1,5

  2. Energilagringssystem

  • BatterikapasitetKonfigurer et 25,6 kWh litiumjernfosfat (LiFePO4) batterisystem. Denne kapasiteten sikrer tilstrekkelig backup for kritiske belastninger (3,6 kW) i omtrent 7 timer under strømbrudd.
  • BatterimodulerBruk modulære, stabelbare design med IP65-klassifiserte kapslinger for innendørs/utendørs installasjoner. Hver modul har en kapasitet på 2,56 kWh, med 10 moduler som danner det komplette systemet.

  3. Valg av omformer

  • Hybrid inverterBruk en 10 kW hybridomformer med integrerte PV- og lagringsstyringsfunksjoner. Viktige funksjoner inkluderer:
    • Maksimal PV-inngang: 15 kW
    • Effekt: 10 kW for både netttilkoblet og off-grid drift
    • Beskyttelse: IP65-klassifisering med nett-off-net-koblingstid <10 ms

  4. Valg av PV-kabel

  PV-kabler kobler solcellemoduler til inverteren eller kombineringsboksen. De må tåle høye temperaturer, UV-eksponering og utendørsforhold.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Enkjerne, klassifisert for 1,5 kV DC, med utmerket UV- og værbestandighet.
  • TÜV PV1-F:
    • Fleksibel, flammehemmende, med et bredt temperaturområde (-40 °C til +90 °C).
  • UL 4703 PV-ledning:
    • Dobbeltisolert, ideell for tak- og bakkemonterte systemer.
  • AD8 flytende solcellekabel:
    • Nedsenkbar og vanntett, egnet for fuktige eller akvatiske miljøer.
  • Solcellekabel med aluminiumskjerne:
    • Lett og kostnadseffektiv, brukes i storskala installasjoner.

  5. Valg av energilagringskabel

  Lagringskabler kobler batterier til omformere. De må håndtere høy strøm, gi termisk stabilitet og opprettholde elektrisk integritet.

  • UL10269- og UL11627-kabler:
    • Tynnveggisolert, flammehemmende og kompakt.
  • XLPE-isolerte kabler:
    • Høy spenning (opptil 1500V DC) og termisk motstand.
  • Høyspennings DC-kabler:
    • Konstruert for sammenkobling av batterimoduler og høyspenningsbusser.

  Anbefalte kabelspesifikasjoner

  Kabeltype	Anbefalt modell	Søknad
  PV-kabel	EN 50618 H1Z2Z2-K	Koble PV-moduler til omformeren.
  PV-kabel	UL 4703 PV-ledning	Takinstallasjoner som krever høy isolasjon.
  Energilagringskabel	UL 10269, UL 11627	Kompakte batteritilkoblinger.
  Skjermet lagringskabel	EMI-skjermet batterikabel	Redusere interferens i følsomme systemer.
  Høyspentkabel	XLPE-isolert kabel	Høystrømskoblinger i batterisystemer.
  Flytende PV-kabel	AD8 flytende solcellekabel	Vannutsatte eller fuktige miljøer.

IV. Systemintegrasjon

Integrer PV-moduler, energilagring og omformere i et komplett system:

1. PV-systemDesign moduloppsett og sørg for strukturell sikkerhet med passende monteringssystemer.
2. EnergilagringInstaller modulære batterier med riktig BMS-integrasjon (Battery Management System) for sanntidsovervåking.
3. Hybrid inverterKoble PV-paneler og batterier til omformeren for sømløs energistyring.

V. Installasjon og vedlikehold

Installasjon:

• Vurdering av områdetInspiser tak eller bakkeområder for strukturell kompatibilitet og sollyseksponering.
• Installasjon av utstyrMonter PV-moduler, batterier og omformere sikkert.
• SystemtestingVerifiser elektriske tilkoblinger og utfør funksjonstester.

Vedlikehold:

• Rutinemessige inspeksjonerKontroller kabler, moduler og omformere for slitasje eller skade.
• RengjøringRengjør PV-moduler regelmessig for å opprettholde effektiviteten.
• FjernovervåkingBruk programvareverktøy for å spore systemytelse og optimalisere innstillinger.

VI. Konklusjon

Et godt designet solcellelagringssystem for boliger gir energibesparelser, miljøfordeler og strømpålitelighet. Nøye valg av komponenter som solcellemoduler, energilagringsbatterier, omformere og kabler sikrer systemets effektivitet og levetid. Ved å følge riktig planlegging,

installasjons- og vedlikeholdsprotokoller, kan huseiere maksimere fordelene av investeringen sin.