Comment configurer un système photovoltaïque hors réseau à domicile

1. Calcul de la demande de charge

Le calcul de la demande de charge est la prémisse principale de la configuration du système, qui nécessite de terminer la collecte de données de base viarecensement de chargement. Les étapes spécifiques comprennent:

1. Compter lepuissance nominale(unité: w) etheures de travail quotidiennes moyennes(unité: h) de tous les équipements électriques et calculez leconsommation d'énergie quotidienne moyenned'un seul équipement (puissance × heures, unité: WH);

1. Faire la distinction entrecharges résistives(comme les lampes à incandescence, les radiateurs électriques) etcharges inductives(comme les réfrigérateurs, les climatiseurs). Les charges inductives nécessitentcourant inrushde 3 à 7 fois la puissance nominale lors du démarrage et la redondance doit être réservée pendant la configuration;

1. Combiné avec les caractéristiques climatiques locales (comme la demande de chauffage en hiver), calculez leCharge quotidienne maximaleetcharge minimale pendant les périodes de pluie continueset réserver généralement unfacteur de sécuritéde 20% à 30%.

Par exemple, si une famille possède un réfrigérateur de 150 W (fonctionnement quotidien moyen pour 8h), une machine à laver de 300 W (moyenne quotidienne de 0,5h) et un éclairage à 100 W (quotidien moyen 5h), la charge de base quotidienne moyenne est de 150 × 8 + 300 × 0,5 + 100 × 5 = 1200 + 150 + 500 = 1850Wh. Après avoir superposé le facteur de sécurité, il doit être conçu selon 2200-2400Wh.

2. Évaluation des ressources photovoltaïques

Les ressources photovoltaïques déterminent directement la production d'énergie du système et doivent être évaluées quantitativement par le biaisdonnées d'irradiance:

1. Reportez-vous à la localeheures de soleil équivalentes annuelles(Unité: H). Dans le plateau chinois de Qinghai-Tibet, il peut atteindre plus de 6 heures, tandis que dans la région orientale, il est principalement de 3 à 4h;

1. Analyser leCoefficient de correction de l'angle d'inclinaisondu point d'installation. L'angle d'inclinaison optimale est généralement égal à la latitude locale ± 5 °, qui peut être simulée et calculée par un logiciel de conception photovoltaïque (comme PVSyst);

1. Considérez lecoefficient d'ombrage. Les ombres des bâtiments et des arbres environnants provoqueronteffet de point chaud. Il est nécessaire de s'assurer que la zone d'installation n'a pas d'ombrage pendant ≥ 5h / jour tout au long de l'année grâce à la photographie aérienne du drone ou à la cartographie de l'ombre.

3. Association des paramètres de l'équipement de base​

(1) conception de réseau photovoltaïque

• Sélection des composants: La priorité est donnée àmodules de perc monocristallin à haute efficacité(Efficacité de conversion 22% -24%), qui ont de meilleures caractéristiques de réponse à faible luminosité que les modules polycristallins; Le niveau de puissance est recommandé d'être 350W-550W, ce qui peut réduire le nombre de connexions série et réduire les pertes de ligne;

• Conception parallèle de la série: Déterminez le nombre de connexions en série en fonction de l'onduleurGamme de tension MPPT(généralement 200-500v). La tension de travail d'un seul module est d'environ 30 à 40 V, et la tension totale après la connexion série doit se situer dans la plage MPPT; Le nombre de connexions parallèles est calculé en fonction de la demande d'électricité totale, etdécalage actueldoit être évité;

• Redondance de puissance: Considérant letaux d'atténuationdes composants (première année ≤ 2,5%, atténuation annuelle ultérieure ≤ 0,7%), 10% -15%réserve d'électricitédoit être ajouté pendant la conception.

(2) Configuration du système de stockage d'énergie

• Calcul de la capacité: LeMéthode des jours d'autonomieest adopté, c'est-à-dire la capacité de stockage d'énergie = charge quotidienne moyenne × jours de sauvegarde × profondeur de décharge. Par exemple, si la charge quotidienne moyenne est de 2,4 kWh et doit prendre en charge 3 jours de pluie, les batteries au plomb-acide (50% de la décharge) ont besoin de 2,4 × 3 ÷ 0,5 = 14,4 kWh, et des batteries au lithium (80% de décharge) ont besoin de 2,4 × 3 ÷ 0,8 = 9kwh;

• Sélection de la batterie: Les systèmes hors réseau recommandentbatteries de phosphate de fer au lithium(Life à vélo plus de 2000 fois, température de fonctionnement -20 ℃ -60 ℃), qui ont de meilleures caractéristiques de maintenance à faible entretien que les batteries au plomb-acide; ils doivent être jumelés avec unSystème de gestion de batterie BMSpour réaliser des surcharges, une réserve excessive et une protection de l'équilibre;

• Niveau de tension: Associé à la tension d'entrée CC de l'onduleur, les onduleurs sont 12 V, 24V, 48V. Les systèmes à haute tension peuvent réduire le courant de ligne et réduireperte de ligne(perte de ligne = i²rt).

(3) sélection de l'onduleur

• Sélection de type: Unonduleur d'ondes sinusoïdales hors réseaudoit être utilisé. Un onduleur d'onde modifié provoquera un fonctionnement anormal d'équipements tels que les réfrigérateurs et les climatiseurs;

• Correspondance de puissance: La puissance nominale doit être ≥ la charge instantanée maximale (y compris la puissance de départ des charges inductives). Il est recommandé que lecapacité de surchargeatteindre 120% / 10 minutes pour assurer un fonctionnement stable des charges d'impact;

• Fonctions supplémentaires: La priorité est donnée à des onduleurs intégrés avecContrôleurs de charge MPPT(Efficacité de conversion ≥97%),Interfaces complémentaires(facultatif), etsurveillance à distanceFonctions pour simplifier le câblage du système et améliorer l'efficacité du fonctionnement et de la maintenance.

(4) Conception du système de distribution d'énergie

• Sélection de câbles: Sélectionnez la zone de coupe transversale du câble en fonction de la formule de calcul de la capacité de transport du courant (i = p ÷ u ÷ cosφ). Pour le côté DC,câbles spéciaux photovoltaïques(la résistance météorologique TUV 120 ℃) ​​sont recommandées, et pour le côté CA, les câbles de noyau en cuivre RVV sont utilisés pour s'assurer que leaugmentation de la températureest ≤70k;

• Dispositifs de protection: ConfigurerDC FUSE(spécial photovoltaïque, capacité de rupture ≥10Ka),Circuits AC(avec protection contre les fuites), etProtection et dispositifs de mise à la terre de la foudre(Résistance de mise à la terre ≤4Ω), en ligne avec "Code GB 50054-2011 pour la conception de systèmes de distribution à basse tension".

4. Spécifications d'installation et de mise en service​

1. Système de support: UtiliserAluminium en alliage ou support en acier galvaniséAvec un grade de résistance au vent ≥12, une charge de neige ≥ 0,7 kN / m² et une erreur d'angle d'inclinaison ≤ ± 1 °;

1. Connexion électrique: UtiliserBouchons imperméables MC4entre les composants, et les joints de câble doivent être soumis àTraitement d'étanchéité imperméable(à l'aide de tubes thermiques + gel de silice);

1. Commission du système: MoniteurCOV (tension de circuit ouvert), ISC (courant de court-circuit) et point de fonctionnement MPPTà travers l'affichage de l'onduleur pour s'assurer que la sortie du tableau photovoltaïque répond à la valeur de conception; tester lecourbe de décharge de chargede la batterie de stockage d'énergie pour vérifier le seuil de protection BMS; Simuler la commutation de charge et vérifier l'onduleurtemps de commutation(≤ 10 ms).

5. Stratégies de fonctionnement et de maintenance

1. Inspection régulière: Nettoyez la surface du composant tous les trimestres (retirer la poussière et les excréments d'oiseaux pour éviter leeffet de point chaud)); Testez la résistance à l'isolation du câble (≥10mΩ) et la résistance de contact du connecteur (≤5mΩ) chaque année;

1. Entretien de la batterie: Les batteries au plomb doivent être complétées aveceau distilléeTous les six mois pour maintenir la densité électrolytique à 1,26-1,28 g / cm³; Les batteries au lithium doivent éviter le stockage à long terme à long terme, et il est recommandé de maintenir le SOC à 30% à 70%;

1. Surveillance des performances: Enregistrer des paramètres tels que la production d'énergie quotidienne, la consommation de chargement et le SoC de la batterie via uncollecteur de données. Lorsque la production d'énergie baisse de plus de 20% par rapport à la valeur initiale, il est nécessaire de vérifier l'atténuation des composants ou le blindage de l'ombre.

Le cœur de la configuration d'un système photovoltaïque hors réseau réside dans "Balance de l'offre". Il est nécessaire d'effectuer un fonctionnement efficace de la «consommation de puissance de production de puissance» en boucle fermée par le calcul précis de la charge, la correspondance des équipements scientifiques et l'installation et le fonctionnement et l'entretien standardisés. Pour des scénarios complexes (comme des zones extrêmement froides, des familles de haute charge), il est recommandé d'introduire une équipe de conception professionnelle poursimulation systèmepour assurer la fiabilité et l'économie de l'ensemble du cycle de vie.