Como configurar um sistema fotovoltaico fora da grade em casa

1. Cálculo da demanda de carga

O cálculo da demanda de carga é a premissa principal da configuração do sistema, que requer a conclusão da coleta básica de dados por meioCarregar censo. As etapas específicas incluem:

1. Conte opoder nominal(Unidade: W) eHorário médio de trabalho diário(Unidade: H) de todo equipamento elétrico e calcular oconsumo médio diário de energiade um único equipamento (potência × horas, unidade: WH);

1. Distinguir entreCargas resistivas(como lâmpadas incandescentes, aquecedores elétricos) eCargas indutivas(como geladeiras, ar condicionado). Cargas indutivas exigemCorrente de INRUSHde 3-7 vezes a potência nominal ao iniciar, e a redundância deve ser reservada durante a configuração;

1. Combinado com as características climáticas locais (como a demanda de aquecimento crescente no inverno), calcule ocarga diária máximaecarga mínima durante períodos de chuva contínuos, e geralmente reserva umfator de segurançade 20%-30%.

Por exemplo, se uma família possui uma geladeira de 150W (operação média diária por 8h), uma máquina de lavar 300W (média diária de 0,5h) e iluminação de 100W (média diária 5H), a carga básica média diária é 150 × 8 + 300 × 0,5 + 100 × 5 = 1200 + 150 + 500 = 1850wh. Depois de sobrepor o fator de segurança, ele deve ser projetado de acordo com 2200-2400WH.

2. Avaliação de recursos fotovoltaicos

Recursos fotovoltaicos determinam diretamente a geração de energia do sistema e precisam ser avaliados quantitativamente através dedados de irradiância:

1. Consulte o localHorário de sol equivalente anual(Unidade: H). No platô de Qinghai-Tibet na China, ele pode atingir mais de 6h, enquanto na região leste, é principalmente 3-4H;

1. Analise ocoeficiente de correção de ângulo de inclinaçãodo ponto de instalação. O ângulo ideal de inclinação é geralmente igual à latitude local ± 5 °, que pode ser simulada e calculada pelo software de design fotovoltaico (como o PVSYST);

1. Considere oCoeficiente de sombreamento. Sombras de edifícios e árvores vizinhos causarão oefeito de ponto quente. É necessário garantir que a área de instalação não tenha sombreamento por ≥5h/dia ao longo do ano através da fotografia aérea de drones ou mapeamento de sombras.

3. Comparação dos parâmetros do equipamento central​

(1) Design de matriz fotovoltaica

• Seleção de componentes: É dada prioridade aMódulos PERC monocristalinos de alta eficiência(eficiência de conversão 22%-24%), que têm melhores características de resposta com pouca luz do que os módulos policristalinos; O nível de potência é recomendado como 350W-550W, o que pode reduzir o número de conexões em série e reduzir as perdas de linha;

• Design paralelo da série: Determinar o número de conexões em série de acordo com o inversorFaixa de tensão MPPT(geralmente 200-500V). A tensão de trabalho de um único módulo é de cerca de 30-40V, e a tensão total após a conexão em série deve se enquadrar na faixa MPPT; O número de conexões paralelas é calculado de acordo com a demanda total de energia eIncompatibilidade atualdeve ser evitado;

• Redundância de energia: Considerando otaxa de atenuaçãode componentes (primeiro ano ≤2,5%, atenuação anual subsequente ≤0,7%), 10%-15%Reserva de energiadeve ser adicionado durante o design.

(2) Configuração do sistema de armazenamento de energia

• Cálculo da capacidade: OMétodo dos dias de autonomiaé adotado, ou seja, capacidade de armazenamento de energia = carga média diária × dia de backup × profundidade da descarga. Por exemplo, se a carga diária média for de 2,4kWh e precisar suportar 3 dias de chuva, as baterias de chumbo-ácido (50% de profundidade de descarga) precisam de 2,4 × 3 ÷ 0,5 = 14,4kWh e baterias de lítio (80% de profundidade de descarga) precisam de 2,4 × 3 ÷ 0,8 = 9kwh;

• Seleção de bateria: Os sistemas fora da rede recomendambaterias de fosfato de ferro de lítio(Ciclo de vida mais de 2000 vezes, temperatura de operação -20 ℃ -60 ℃), que possuem melhores características de baixa manutenção do que as baterias de chumbo-ácido; eles precisam ser combinados com umSistema de gerenciamento de bateria BMSobter sobrecarga, descarga excessiva e proteção contra equilíbrio;

• Nível de tensão: Combinado com a tensão de entrada CC do inversor, os comuns são de 12V, 24V, 48V. Sistemas de alta tensão podem reduzir a corrente de linha e reduzirperda de linha(perda de linha = i²RT).

(3) Seleção do inversor

• Seleção de tipo: Uminversor de onda seno fora da rededeve ser usado. Um inversor de onda modificado causará operação anormal de equipamentos como geladeiras e ar condicionado;

• Correspondência de energia: A potência nominal deve ser ≥ a carga instantânea máxima (incluindo a potência inicial das cargas indutivas). É recomendado que ocapacidade de sobrecargaAtinge 120%/10min para garantir a operação estável das cargas de impacto;

• Funções adicionais: É dada prioridade a inversores integrados comControladores de carga MPPT(eficiência de conversão ≥97%),interfaces complementares(opcional) eMonitoramento remotoFunções para simplificar a fiação do sistema e melhorar a eficiência de operação e manutenção.

(4) Design do sistema de distribuição de energia

• Seleção de cabos: Selecione a área da seção transversal do cabo de acordo com a fórmula de cálculo da capacidade de transporte de corrente (i = p ÷ u ÷ cosφ). Para o lado da DC,Cabos especiais fotovoltaicos(Grade de resistência climática TUV 120 ℃) ​​são recomendados e, para o lado CA, os cabos do núcleo de cobre RVV são usados ​​para garantir que oaumento da temperaturaé ≤70k;

• Dispositivos de proteção: ConfigureFusíveis DC(Especial fotovoltaico, capacidade de quebra ≥10ka),Disjuntores CA.(com proteção de vazamento) eProteção de raios e dispositivos de aterramento(Resistência ao aterramento ≤4Ω), de acordo com "Código GB 50054-2011 para design de sistemas de distribuição de baixa tensão".

4. Especificações de instalação e comissionamento​

1. Sistema de suporte: UsarAlumínio de alumínio ou suportes de aço galvanizadocom grau de resistência ao vento ≥12, carga de neve ≥0,7kn/m² e erro de ângulo de inclinação ≤ ± 1 °;

1. Conexão elétrica: UsarMC4 Plugues à prova d'águaentre componentes e juntas de cabo devem ser submetidas atratamento de vedação à prova d'água(usando tubos encolhidos por calor + gel de sílica);

1. Comissionamento do sistema: MonitorVOC (tensão de circuito aberto), ISC (corrente de curto -circuito) e ponto de operação MPPTAtravés da tela do inversor, para garantir que a saída da matriz fotovoltaica atenda ao valor do projeto; Teste oCurva de descarga de cargada bateria de armazenamento de energia para verificar o limiar de proteção do BMS; Simule a comutação de carga e verifique o inversortempo de troca(≤10ms).

5. Estratégias de operação e manutenção

1. Inspeção regular: Limpe a superfície do componente a cada trimestre (remova as excrementos de poeira e pássaros para evitar oefeito de ponto quente); Teste a resistência ao isolamento do cabo (≥10mΩ) e resistência ao contato do conector (≤5mΩ) todos os anos;

1. Manutenção da bateria: As baterias de chumbo-ácido precisam ser complementadas comágua destiladaa cada seis meses para manter a densidade do eletrólito em 1,26-1,28g/cm³; As baterias de lítio devem evitar armazenamento de carga total a longo prazo e é recomendável que o SOC seja mantido em 30%a 70%;

1. Monitoramento de desempenho: Parâmetros de registro, como geração diária de energia, consumo de carga e sociedade de bateria através de umcoletor de dados. Quando a geração de energia cai mais de 20% em relação ao valor inicial, é necessário verificar a atenuação do componente ou a blindagem de sombra.

O núcleo de configurar um sistema fotovoltaico fora da grade em casa está no "equilíbrio de demanda por suprimentos". É necessário obter uma operação eficiente do loop fechado "Consumo de consumo de energia de geração de energia" através do cálculo preciso de carga, correspondência de equipamentos científicos e instalação e operação padronizadas e manutenção. Para cenários complexos (como áreas extremamente frias, famílias de alta carga), recomenda-se introduzir uma equipe de design profissional paraSimulação do sistemapara garantir a confiabilidade e a economia de todo o ciclo de vida.