Hoe een PV-energiesysteem dimensioneren?
2024-11-07
Het ontwerpen van een fotovoltaïsch (PV) energieopslagsysteem vereist veel aandacht voor verschillende aspecten, waaronder de doelen van het PV-opslagsysteem, de selectie van fotovoltaïsche componenten, installatie en veiligheid. Het vergt kennis uit meerdere vakgebieden, zoals vermogenselektronica, batterijtechnologie en energiemanagement. Een succesvol PV-opslagsysteem kan niet alleen effectief elektrische energie opslaan, maar ook het elektriciteitsverbruikspatroon van huishoudens of bedrijven optimaliseren, energiekosten verlagen en zelfs off-grid stroomvoorzieningsmogelijkheden bieden wanneer dat nodig is.
1. Energiebehoefte en belastinganalyse
Het PV-opslagsysteem moet eerst de energiebehoefte van het huishouden of bedrijf analyseren, inclusief een analyse van het energieverbruik, classificatie van het type belasting en de piekperioden van het stroomverbruik.
(1). Belastingseisen
Begrijp het dagelijkse stroomverbruik van het gezin of bedrijf, bepaal de belangrijkste belastingen (zoals koelkasten, airconditioners, etc.) en hun vermogen. Huishoudelijke belastingen zijn meestal onderverdeeld in inductieve en weerstandsbelastingen. Apparaten met motoren zoals wasmachines, airconditioners, koelkasten, waterpompen en afzuigkappen zijn inductieve belastingen. Het startvermogen van een motor is 5-7 keer het nominale vermogen. Bij het berekenen van het vermogen van de omvormer moet rekening worden gehouden met het startvermogen van deze belastingen. Het uitgangsvermogen van de omvormer moet groter zijn dan het vermogen van de belasting. Weerstandsbelastingen verwijzen meestal naar conventionele elektrische apparatuur zonder motoren, zoals verlichting, computers, enz.
Het berekenen van het belastingvermogen is cruciaal voor het ontwerp van PV-opslagsystemen, omdat dit het vermogen van de omvormer bepaalt.
At present, many inductive loads use variable frequency starting technology. For such loads, the load power can be calculated according to the conventional resistive load. If it is a non-variable frequency starting inductive load, it is usually necessary to select an inverter with an isolation transformer or a power frequency inverter. (You can consult your equipment supplier or HT INFINITEPOWER staff to confirm the type of your electrical equipment)
(2). Opslagcapaciteit
Het PV-opslagsysteem moet de capaciteit van de opslagsysteembatterij schatten op basis van het dagelijkse elektriciteitsverbruik. Voor gewone huishoudens of bedrijven geldt dat niet alle belastingen tegelijk ingeschakeld kunnen worden. Om kosten te besparen, kan de som van het belastingvermogen worden vermenigvuldigd met een coëfficiënt van 0,7 tot 0,9.
(3). Gebruikersscenario
Overweeg of het PV-opslagsysteem ondersteuning moet bieden voor netgekoppelde, off-grid, of hybride systemen.
2. Berekening van de capaciteit van zonnepanelen voor het PV-opslagsysteem
(1).Berekening van de capaciteit van zonnepanelen op basis van zonlicht en energiebehoefte
Bereken de capaciteit van zonnepanelen op basis van zonlichtomstandigheden en energiebehoefte, zodat deze kunnen voldoen aan de basislast en 's nachts of bij slecht weer een back-up van stroom kunnen voorzien
(2).Ontwerpprincipe: afstemming van de energieopwekking met de jaarlijkse energiebehoefte
Het ontwerpprincipe van fotovoltaïsche modules is dat deze in staat moeten zijn om het dagelijkse elektriciteitsverbruik onder gemiddelde weersomstandigheden te dekken, wat betekent dat de jaarlijkse energieopwekking van de module gelijk moet zijn aan het jaarlijkse energieverbruik.
(3). Bepaal de stroombehoefte van het huishouden of bedrijf
Bereken het gemiddelde dagelijkse stroomverbruik van het huishouden of bedrijf. Dit kan worden geschat aan de hand van historische elektriciteitsrekeningen. Als het gemiddelde dagelijkse verbruik bijvoorbeeld 30 kWh is, is dit de minimale hoeveelheid stroom die het PV-opslagsysteem moet kunnen leveren
(4). Inzicht in lokale zonlichtomstandigheden
De zonuren (zonnestraling) in verschillende regio's zijn verschillend, wat van invloed is op de stroomopwekking van fotovoltaïsche modules. U kunt de jaarlijkse gemiddelde zonuren opvragen via lokale meteorologische gegevens of online tools. Of u kunt HT INFINITEPOWER-personeel raadplegen om u te helpen een nauwkeurigere jaarlijkse gemiddelde zontijd op te vragen.
(5). Houd rekening met de efficiëntie van fotovoltaïsche modules
De efficiëntie van fotovoltaïsche modules wordt beïnvloed door veel factoren, waaronder het type module (monokristallijn silicium, polykristallijn silicium, enz.), de installatiehoek en -richting, enz. De efficiëntie van algemene huishoudelijke of commerciële PV-energieopslagsystemen ligt tussen 70% en 80%.
Ervan uitgaande dat het gemiddelde dagelijkse elektriciteitsverbruik van een huishouden of bedrijf 10 kWh bedraagt, is de beoogde zelfvoorzieningsgraad 80%, kunnen de lokale fotovoltaïsche panelen gemiddeld 0,4 kWh elektriciteit per vierkante meter per dag opwekken en ervan uitgaande dat de systeemrendementfactor 0,3 is, is het totale vermogen van de vereiste fotovoltaïsche componenten: Potal=10s~26,67kWp0,3
In werkelijke situaties, rekening houdend met factoren zoals de grootte van de componenten en de beschikbare ruimte op het dak, kan het nodig zijn om de verkoop te garanderen. Dit betekent dat om een zelfvoorzieningsgraad van 80% te bereiken, het huishouden of bedrijf ten minste 26,67 kWn aan fotovoltaïsche componenten moet installeren.
3. PV-opslagsysteem omvormer en batterijcapaciteit afstemmen
De capaciteit van de omvormer moet overeenkomen met de zonnepanelen en de accubank, inclusief zowel de DC- als de AC-capaciteit.
(1). Bepaal de belastingvereisten
Ten eerste moet u de totale stroomvereisten van uw elektrische apparatuur of systeem begrijpen. Dit omvat elektriciteit voor thuis of op het werk, commerciële elektriciteit, industriële elektriciteit, enz. U kunt deze informatie verkrijgen door te kijken naar de vermogensparameters op het typeplaatje van de apparatuur of door de fabrikant van de apparatuur te raadplegen. (Dit is erg belangrijk)
(2). Bereken piekvermogensvraag
Nadat u de totale stroombehoefte hebt bepaald, moet u de piekstroombehoefte berekenen. Piekstroom is het maximale vermogen dat nodig is wanneer alle apparaten op een bepaald moment tegelijkertijd werken. Meestal is de piekstroombehoefte 20%~30% hoger dan de totale stroombehoefte.
(3). Houd rekening met de omvormerefficiëntie van het PV-energieopslagsysteem
Wanneer de omvormer DC-vermogen omzet in AC-vermogen, zal er een bepaalde hoeveelheid energieverlies zijn. Daarom moet bij het berekenen van het vermogen van de omvormer rekening worden gehouden met de efficiëntie van de omvormer. De efficiëntie van de omvormer ligt meestal tussen de 90% en 98%.
(4). Bereken het omvormervermogen van het PV-energieopslagsysteem
Op basis van bovenstaande informatie kan het benodigde omvormervermogen worden berekend. De formule is als volgt:
Omvormervermogen = (piekvermogensvraag/omvormerrendement) × veiligheidsfactor
De veiligheidsfactor is doorgaans 1,2~1,5 om ervoor te zorgen dat de omvormer onder extreme omstandigheden nog steeds normaal kan werken.
Omvormervermogen = (piekvermogensvraag/omvormerrendement) × veiligheidsfactor
De veiligheidsfactor is doorgaans 1,2~1,5 om ervoor te zorgen dat de omvormer onder extreme omstandigheden nog steeds normaal kan werken.
(5). Vermogensaanpassing
Selecteer op basis van het berekende omvormervermogen het omvormermodel dat hierbij past. Zorg ervoor dat het nominale vermogen van de omvormer aan de piekvermogensvraag kan voldoen.
(6). PV-energieopslagsysteem omvormertype
Omvormers worden onderverdeeld in eenfase- en driefase-typen. Eenfase-omvormers zijn geschikt voor woningen of kleine bedrijven, terwijl driefase-omvormers geschikt zijn voor grote ondernemingen en industriële toepassingen. Omvormers kunnen ook worden onderverdeeld in off-grid- en hybride typen, afhankelijk van of ze op het net moeten worden aangesloten.
U kunt het juiste type omvormer kiezen op basis van het stroomverbruikscenario
4. Selectie- en typeoverwegingen van de batterijpakketcapaciteit voor een PV-energieopslagsysteem
Het batterijpakket is de kern van het PV-energieopslagsysteem. De capaciteit moet worden bepaald op basis van de energievraag en het systeemontwerp, waarbij rekening wordt gehouden met de cyclusdiepte en het batterijtype.
Het huidige gangbare type energieopslagbatterij is de lithium-ijzerfosfaatbatterij. Hoge veiligheid en lange levensduur.
5. PV-energieopslagsysteem batterijbeheersysteem (BMS)
BMS is essentieel voor het monitoren, beschermen en optimaliseren van batterijprestaties. Voor een gedetailleerde introductie tot BMS, zie het artikel “Wat is BMS voor energieopslagbatterijen en wat doet het?”
6. Of het PV-energieopslagsysteem is aangesloten op het net
Overweeg of het PV-energieopslagsysteem op het net moet worden aangesloten om tweerichtingsenergie-uitwisseling te bereiken. Omdat de efficiëntie van fotovoltaïsche energieopwekking wordt beïnvloed door tijd en klimaat, zullen sommige gebruikers ervoor kiezen om het PV-energieopslagsysteem op het net aan te sluiten om ervoor te zorgen dat ze nog steeds stroom van het net kunnen krijgen als de zon onvoldoende is. Of ze verkopen de overtollige elektriciteit aan het netbedrijf om winst te maken.
7. Bedrijfsmodus van het PV-energieopslagsysteem
Verschillende bedrijfsmodi van het systeem moeten worden overwogen tijdens het ontwerp, zoals netgekoppeld, off-grid en energieopslagstrategieën onder piek- en dalprijzen voor elektriciteit.
Verschillende toepassingsscenario's hebben verschillende vereisten voor de bedrijfsmodus van het pv-energieopslagsysteem. De bedrijfsmodus van het systeem is voornamelijk afhankelijk van het type omvormer.
Verschillende toepassingsscenario's hebben verschillende vereisten voor de bedrijfsmodus van het pv-energieopslagsysteem. De bedrijfsmodus van het systeem is voornamelijk afhankelijk van het type omvormer.
8. Belangrijkste punten bij het ontwerp van PV-energieopslagsystemen
Bepaal het vermogen van de omvormer op basis van het type belasting en het vermogen, bevestig het componentvermogen op basis van het stroomverbruik en bepaal de batterijcapaciteit op basis van het stroomverbruik 's nachts of het verwachte stroomverbruik.
De capaciteitseenheid van het energieopslagsysteem is kWh. De hoofdfunctie is om overtollige elektriciteit op te slaan wanneer de lichtomstandigheden voldoende zijn, en om elektrische apparatuur van stroom te blijven voorzien wanneer de lichtomstandigheden onvoldoende zijn of 's nachts. De grootte van de capaciteit van de energieopslagbatterij is afhankelijk van de dagelijkse stroomopwekking van het fotovoltaïsche paneel en de back-uptijd onder de voorwaarde dat er geen fotovoltaïsch is.
Bijvoorbeeld, als het huishoudelijke vermogen 10 kW is, het gemiddelde stroomverbruik 's nachts 8 uur bedraagt, het vermogen van de elektrische apparatuur 5 kW is en rekening houdend met de DOD (diepte van ontlading) van de energieopslagbatterij 90% bedraagt, dan moet de capaciteit van de energieopslagbatterij ten minste zijn: 5 kW * 8 uur * 1,1 = 44 kWh.
Een perfect PV-energieopslagsysteem moet rekening houden met het gemiddelde dagelijkse stroomverbruik van elektrische apparatuur, lichtomstandigheden, de configuratie van het fotovoltaïsche paneel en de installatielocatie. Daarnaast moet de juiste omvormer worden geselecteerd op basis van het werkelijke stroomverbruik en moet de redelijke capaciteit van de energieopslagbatterij worden geconfigureerd op basis van de stroomverbruiktijd.
U kunt ook contact opnemen met het HT INFINITEPOWER-team om gratis een professionele, individuele oplossing voor het ontwerp van een PV-energieopslagsysteem te krijgen.
Het verschil tussen AC-koppeling en DC-koppeling in fotovoltaïsche energieopslagsystemen
Wat is een batterijmicrogrid en wat zijn de belangrijkste voordelen ervan?
