综合住宅PV存储系统设计和配置指南

住宅光伏（PV）存储系统主要由PV模块，储能电池，存储逆变器，计量设备和监视管理系统组成。它的目标是实现能源自给自足，降低能源成本，降低碳排放并提高功率可靠性。配置住宅PV存储系统是一个综合过程，需要仔细考虑各种因素，以确保有效稳定的操作。

I.住宅PV存储系统的概述

在启动系统设置之前，必须测量PV阵列输入端子和地面之间的直流绝缘电阻。如果电阻小于U…/30mA（U…表示PV阵列的最大输出电压），则必须采取其他接地或绝缘措施。

住宅PV存储系统的主要功能包括：

• 自我消费：利用太阳能来满足家庭能源需求。
• 升降山脉和山谷填充：平衡在不同时间的能源使用，以节省能源成本。
• 备份功率：在中断期间提供可靠的能量。
• 紧急电源：支撑网格故障期间的临界负载。

配置过程包括分析用户能源需求，设计PV和存储系统，选择组件，准备安装计划以及概述操作和维护措施。

ii。需求分析和计划

能源需求分析

详细的能源需求分析至关重要，包括：

• 负载分析：确定各种设备的功率要求。
• 日常消费：确定白天和黑夜的平均用电使用量。
• 电价：了解关税结构以优化系统以节省成本。

案例研究

• 用户配置文件:
  • 总连接负载：8.2 kW
  • 关键负载：3.6 kW
  • 白天能源消耗：10 kWh
  • 夜间能源消耗：20 kWh
• 系统计划:
  • 使用白天PV生成会议的负载需求并在电池中存储过多的能量，以供夜间使用。当光伏和存储不足时，网格充当补充电源。

• iii。系统配置和组件选择

  1。光伏系统设计

  • 系统大小：根据用户的8.2 kW负载和30 kWh的每日消耗，建议使用12 kW PV阵列。该阵列每天可以产生约36千瓦时的需求。
  • PV模块：利用21个单晶580WP模块，达到12.18 kWp的安装容量。确保最大的阳光暴露。

  最大功率PMAX [W]	575	580	585	590	595	600
  最佳操作电压VMP [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  最佳操作电流IMP [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  开路电压VOC [V]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
  短路电流ISC [a]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  模块效率[％]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  输出功率公差	0〜+3％
  最大功率的温度系数[PMAX]	-0.29％/℃
  开路电压的温度系数[VOC]	-0.25％/℃
  短路电流的温度系数[ISC]	0.045％/℃
  标准测试条件（STC）：光强度1000W/m²，电池温度25℃，空气质量1.5

  2。储能系统

  • 电池容量：配置25.6 kWh磷酸锂（LifePo4）电池系统。此容量可确保在停电中大约7个小时的临界负载（3.6 kW）的足够备份。
  • 电池模块：使用IP65级的外壳采用模块化，可堆叠的设计，用于室内/室外安装。每个模块的容量为2.56 kWh，10个模块形成完整的系统。

  3。逆变器选择

  • 混合逆变器：使用具有集成的PV和存储管理功能的10 kW混合逆变器。关键功能包括：
    • 最大光伏输入：15 ​​kW
    • 输出：网格绑定和离网操作的10 kW
    • 保护：网格网格切换时间<10 ms的IP65等级

  4. PV电缆选择

  PV电缆将太阳能模块连接到逆变器或组合盒。他们必须忍受高温，紫外线暴露和室外状况。

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • 单核，额定值1.5 kV DC，具有极好的紫外线和耐候性。
  • tüvPv1-f:
    • 柔性，阻燃剂，温度范围较大（-40°C至 +90°C）。
  • UL 4703 PV电线:
    • 双重绝缘，非常适合屋顶和接地系统。
  • AD8浮动太阳能电缆:
    • 潜水和防水，适合潮湿或水生环境。
  • 铝制核心太阳能电缆:
    • 轻巧且具有成本效益，用于大规模安装。

  5. 储能电缆选择

  存储电缆将电池连接到逆变器。他们必须处理高电流，提供热稳定性并保持电气完整性。

  • UL10269和UL11627电缆:
    • 薄壁隔热，阻燃和紧凑。
  • XLPE绝缘电缆:
    • 高压（最高1500V DC）和热电阻。
  • 高压直流电缆:
    • 设计用于互连电池模块和高压总线。

  推荐的电缆规格

  电缆类型	推荐模型	应用
  PV电缆	EN 50618 H1Z2Z2-K	将PV模块连接到逆变器。
  PV电缆	UL 4703 PV电线	需要高绝缘的屋顶安装。
  储能电缆	UL 10269，UL 11627	紧凑的电池连接。
  屏蔽储物电缆	EMI屏蔽电池电缆	减少对敏感系统的干扰。
  高压电缆	XLPE绝缘电缆	电池系统中的高电流连接。
  浮动光伏电缆	AD8浮动太阳能电缆	容易发水或潮湿的环境。

iv。系统集成

将PV模块，能量存储和逆变器集成到一个完整的系统中：

1. 光伏系统：设计模块布局，并通过适当的安装系统确保结构安全。
2. 储能：安装具有适当BMS（电池管理系统）集成的模块化电池以进行实时监控。
3. 混合逆变器：将光伏阵列和电池连接到逆变器以进行无缝的能量管理。

V.安装和维护

安装:

• 现场评估：检查屋顶或地面区域是否结构兼容和阳光暴露。
• 设备安装：安全安装PV模块，电池和逆变器。
• 系统测试：验证电连接并执行功能测试。

维护:

• 例行检查：检查电缆，模块和逆变器是否磨损或损坏。
• 打扫：定期清洁光伏模块以保持效率。
• 远程监视：使用软件工具跟踪系统性能并优化设置。

vi。结论

精心设计的住宅PV存储系统可节省能源，环境利益和功率可靠性。仔细选择诸如PV模块，储能电池，逆变器和电缆之类的组件可确保系统的效率和寿命。通过遵循适当的计划，

安装和维护协议，房主可以最大程度地利用其投资的好处。