Un sistema de almacenamento fotovoltaico (PV) residencial consta principalmente de módulos fotovoltaicos, baterías de almacenamento de enerxía, inversores de almacenamento, dispositivos de medición e sistemas de xestión de monitorización. O seu obxectivo é acadar a autosuficiencia enerxética, reducir os custos enerxéticos, reducir as emisións de carbono e mellorar a fiabilidade da enerxía. A configuración dun sistema de almacenamento fotovoltaico residencial é un proceso completo que require unha consideración coidadosa de varios factores para garantir un funcionamento eficiente e estable.
I. Visión xeral dos sistemas de almacenamento fotovoltaico residencial
Antes de iniciar a configuración do sistema, é esencial medir a resistencia de illamento de CC entre o terminal de entrada da matriz fotovoltaica e a terra. Se a resistencia é inferior a U.../30mA (U... representa a tensión de saída máxima do panel fotovoltaico), deben tomarse medidas adicionais de illamento ou de illamento.
As funcións principais dos sistemas de almacenamento fotovoltaico residencial inclúen:
- Autoconsumo: Utilización da enerxía solar para satisfacer as demandas enerxéticas dos fogares.
- Afeitado de picos e recheo de vales: Equilibrar o uso de enerxía en diferentes momentos para aforrar custos enerxéticos.
- Poder de reserva: Proporcionar enerxía fiable durante os cortes.
- Alimentación de emerxencia: Soporta cargas críticas durante a falla da rede.
O proceso de configuración inclúe a análise das necesidades enerxéticas dos usuarios, o deseño de sistemas fotovoltaicos e de almacenamento, a selección de compoñentes, a preparación de plans de instalación e a definición de medidas de operación e mantemento.
II. Análise e planificación da demanda
Análise da demanda enerxética
É fundamental unha análise detallada da demanda de enerxía, incluíndo:
- Cargar perfilado: Identificación dos requisitos de enerxía dos distintos aparellos.
- Consumo diario: Determinación do consumo medio de electricidade durante o día e a noite.
- Prezo da electricidade: Coñecemento das estruturas tarifarias para optimizar o sistema para aforrar custos.
Estudo de caso
| Táboa 1 Estatísticas de carga total | |||
| equipos | Poder | Cantidade | Potencia total (kW) |
| Aire acondicionado inverter | 1.3 | 3 | 3,9 kW |
| lavadora | 1.1 | 1 | 1,1 kW |
| Frigorífico | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| TV | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Quentador de auga | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Capucha aleatoria | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Outra electricidade | 1.2 | 1 | 1,2 kW |
| Total | 8,2 kW | ||
| Táboa 2 Estatísticas de cargas importantes (alimentación fóra da rede) | |||
| equipos | Poder | Cantidade | Potencia total (kW) |
| Aire acondicionado inverter | 1.3 | 1 | 1,3 kW |
| Frigorífico | 0,6 | 1 | 0,6 kW |
| Quentador de auga | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| Capucha aleatoria | 0,2 | 1 | 0,2 kW |
| Iluminación eléctrica, etc. | 0,5 | 1 | 0,5 kW |
| Total | 3,6 kW | ||
- Perfil de usuario:
- Carga total conectada: 8,2 kW
- Carga crítica: 3,6 kW
- Consumo de enerxía diurna: 10 kWh
- Consumo enerxético nocturno: 20 kWh
- Plan de sistema:
- Instale un sistema híbrido de almacenamento fotovoltaico coa xeración fotovoltaica diurna que satisfaga as demandas de carga e que almacene o exceso de enerxía nas baterías para o seu uso nocturno. A rede actúa como fonte de enerxía complementaria cando a fotovoltaica e o almacenamento son insuficientes.
-
III. Configuración do sistema e selección de compoñentes
1. Deseño do sistema fotovoltaico
- Tamaño do sistema: En base á carga de 8,2 kW do usuario e ao consumo diario de 30 kWh, recoméndase un campo fotovoltaico de 12 kW. Esta matriz pode xerar aproximadamente 36 kWh por día para satisfacer a demanda.
- Módulos fotovoltaicos: Utiliza 21 módulos monocristais de 580 Wp, logrando unha potencia instalada de 12,18 kWp. Garantir unha disposición óptima para a máxima exposición á luz solar.
Potencia máxima Pmax [W] 575 580 585 590 595 600 Tensión de operación óptima Vmp [V] 43,73 43,88 44.02 44.17 44.31 44.45 Intensidade de funcionamento óptima Imp [A] 13.15 13.22 13.29 13.36 13.43 13.50 Tensión de circuíto aberto Voc [V] 52.30 52,50 52,70 52,90 53.10 53.30 Intensidade de curtocircuíto Isc [A] 13.89 13.95 14/01 14/07 14.13 14.19 Eficiencia do módulo [%] 22.3 22.5 22.7 22.8 23.0 23.2 Tolerancia de potencia de saída 0~+3 % Coeficiente de temperatura da potencia máxima [Pmax] -0,29 %/℃ Coeficiente de temperatura da tensión de circuíto aberto [Voc] -0,25 %/℃ Coeficiente de temperatura da corrente de curtocircuíto [Isc] 0,045 %/℃ Condicións de proba estándar (STC): intensidade da luz 1000 W/m², temperatura da batería 25 ℃, calidade do aire 1,5 2. Sistema de almacenamento de enerxía
- Capacidade da batería: Configure un sistema de batería de fosfato de ferro de litio (LiFePO4) de 25,6 kWh. Esta capacidade garante unha copia de seguridade suficiente para cargas críticas (3,6 kW) durante aproximadamente 7 horas durante as paradas.
- Módulos de batería: Empregue deseños modulares e apilables con carcasas con clasificación IP65 para instalacións interiores/exteriores. Cada módulo ten unha capacidade de 2,56 kWh, con 10 módulos que forman o sistema completo.
3. Selección do inversor
- Inversor híbrido: Use un inversor híbrido de 10 kW con capacidades de xestión de almacenamento e fotovoltaica integradas. As características principais inclúen:
- Potencia fotovoltaica máxima: 15 kW
- Saída: 10 kW para operación tanto conectada como fóra da rede
- Protección: Clasificación IP65 con tempo de conmutación da rede fóra da rede <10 ms
4. Selección de cables fotovoltaicos
Os cables fotovoltaicos conectan os módulos solares ao inversor ou á caixa combinadora. Deben soportar altas temperaturas, exposición a UV e condicións exteriores.
- EN 50618 H1Z2Z2-K:
- Un solo núcleo, clasificado para 1,5 kV DC, con excelente resistencia UV e intemperie.
- TÜV PV1-F:
- Flexible, ignífugo, cunha ampla gama de temperaturas (-40 °C a +90 °C).
- Cable fotovoltaico UL 4703:
- Dobre illamento, ideal para sistemas de tellado e de terra.
- Cable solar flotante AD8:
- Sumerxible e impermeable, apto para ambientes húmidos ou acuáticos.
- Cable solar de núcleo de aluminio:
- Lixeiro e rendible, usado en instalacións a gran escala.
5. Selección de cables de almacenamento de enerxía
Os cables de almacenamento conectan as baterías aos inversores. Deben manexar correntes elevadas, proporcionar estabilidade térmica e manter a integridade eléctrica.
- Cables UL10269 e UL11627:
- Illado de paredes delgadas, ignífugo e compacto.
- Cables illados en XLPE:
- Alta tensión (ata 1500V DC) e resistencia térmica.
- Cables de CC de alta tensión:
- Deseñado para interconectar módulos de batería e buses de alta tensión.
Especificacións de cables recomendadas
Tipo de cable Modelo recomendado Aplicación Cable fotovoltaico EN 50618 H1Z2Z2-K Conexión de módulos fotovoltaicos ao inversor. Cable fotovoltaico Cable fotovoltaico UL 4703 Instalacións en tellados que requiren un alto illamento. Cable de almacenamento de enerxía UL 10269, UL 11627 Conexións de batería compactas. Cable de almacenamento blindado Cable de batería blindado EMI Redución de interferencias en sistemas sensibles. Cable de Alta Tensión Cable illado XLPE Conexións de alta corrente en sistemas de batería. Cable fotovoltaico flotante Cable solar flotante AD8 Ambientes propensos á auga ou húmidos.
IV. Integración de sistemas
Integre módulos fotovoltaicos, almacenamento de enerxía e inversores nun sistema completo:
- Sistema fotovoltaico: Deseñar a disposición do módulo e garantir a seguridade estrutural con sistemas de montaxe axeitados.
- Almacenamento de enerxía: Instale baterías modulares coa integración adecuada de BMS (Battery Management System) para a monitorización en tempo real.
- Inversor híbrido: Conecte as matrices fotovoltaicas e as baterías ao inversor para unha xestión enerxética perfecta.
V. Instalación e Mantemento
Instalación:
- Avaliación do sitio: Inspeccione os tellados ou as áreas do chan para a compatibilidade estrutural e a exposición á luz solar.
- Instalación de equipos: Monte de forma segura módulos fotovoltaicos, baterías e inversores.
- Proba do sistema: Verificar as conexións eléctricas e realizar probas funcionais.
Mantemento:
- Inspeccións de rutina: Comprobe os cables, os módulos e os inversores en busca de desgaste ou danos.
- Limpeza: Limpe regularmente os módulos fotovoltaicos para manter a eficiencia.
- Monitorización Remota: Use ferramentas de software para rastrexar o rendemento do sistema e optimizar a configuración.
VI. Conclusión
Un sistema de almacenamento fotovoltaico residencial ben deseñado ofrece aforro de enerxía, beneficios ambientais e fiabilidade da enerxía. A selección coidadosa de compoñentes como módulos fotovoltaicos, baterías de almacenamento de enerxía, inversores e cables garante a eficiencia e a lonxevidade do sistema. Seguindo unha planificación adecuada,
protocolos de instalación e mantemento, os propietarios poden maximizar os beneficios do seu investimento.
Hora de publicación: 24-12-2024