Entwurf eines verteilten, netzunabhängigen photovoltaischen Systems
Das verteilte
photovoltaisches System zur netzunabhängigen Stromerzeugung
besteht hauptsächlich aus Photovoltaikmodulen, Halterungen, Steuerungen, Wechselrichtern, Batterien und Stromverteilungssystemen. Sie wird vor allem in Gebieten ohne oder mit wenig Strom verwendet, hauptsächlich um die Grundbedürfnisse des Lebens zu decken. Es gibt kein Standardschema für netzunabhängige Photovoltaikanlagen, aber es gibt viele Arten von netzunabhängigen Geräten, die in verschiedenen Schemata kombiniert werden können, um den unterschiedlichen Bedürfnissen der Nutzer gerecht zu werden.
01 Voruntersuchung
Vor der Planung eines netzunabhängigen Systems muss die Vorarbeit gut gemacht werden. Die erste besteht darin, die Art und die Gesamtleistung der elektrischen Verbraucher, wie Klimaanlagen, Waschgebläse, Wasserpumpen, Kühlschränke und andere elektrische Geräte, zu zählen. In ihnen befinden sich Motoren, die induktive Lasten mit großer Anlaufleistung sind. Elektrische Lampen, Fernseher, Induktionsherde, Computer und andere elektrische Geräte sind ohmsche Lasten; zweitens muss der durchschnittliche tägliche Stromverbrauch, der Spitzenstromverbrauch, der Tag- und Nachtstromverbrauch usw. gezählt werden; drittens müssen zunächst die klimatischen Bedingungen am Installationsort des Benutzers, die durchschnittlichen Sonnenstunden, die Anzahl der aufeinanderfolgenden Regentage im Jahr usw. ermittelt werden; viertens muss festgestellt werden, ob es einen Netzstrom- oder einen Heizölgenerator gibt; fünftens müssen das Budget und die wirtschaftliche Situation des Benutzers sowie die Dringlichkeit des Stromverbrauchs ermittelt werden. Nachdem Sie diese Situationen verstanden haben, können Sie die Abhilfemaßnahme auf den Fall abstimmen und mit der Ausarbeitung des Plans beginnen.
02 Projektentwurf
Bei der Planung des netzunabhängigen Systems geht es vor allem darum, die Kapazität des Wechselrichters, der Komponenten und des Stromspeichers entsprechend den Daten der vorangegangenen Forschung zu bestätigen. Diese Konstruktionsmethode unterscheidet sich völlig vom netzgekoppelten System und kann nicht kopiert werden. Die Grundlage für die Planung und Auswahl dieser drei Geräte ist unterschiedlich, aber sie müssen auch miteinander zusammenarbeiten.
Die Leistung des
netzunabhängiger Wechselrichter
muss entsprechend dem Lasttyp und der Leistung des Benutzers bestätigt werden. Die Ausgangsleistung des Wechselrichters muss größer sein als die Anlaufleistung der tatsächlichen Last. Bei den Lasten mit Motoren für Waschmaschinen, Klimaanlagen, Kühlschränke, Wasserpumpen, Dunstabzugshauben usw. handelt es sich um induktive Lasten, und die Anlaufleistung von Motoren beträgt das 5-7fache der Nennleistung. Bei der Berechnung der Leistung von Wechselrichtern sollte die Anlaufleistung dieser Lasten berücksichtigt werden. Bei Nutzern mit hohem Budget und hohem Strombedarf wird die Ausgangsleistung auf der Grundlage der Summe aller Lastleistungen berechnet. Bei Nutzern mit niedrigem Budget kann die Ausgangsleistung mit der Summe der Lastleistungen mit einem Faktor von 0,7-0,9 multipliziert werden, da nicht alle Lasten gleichzeitig gestartet werden können, um die Anfangskosten zu senken.
Die Leistung der Komponenten ist entsprechend dem täglichen Stromverbrauch der Nutzer zu bestätigen. PV ist eine erneuerbare Energie, die jeden Tag verfügbar ist. Daher sollte die durchschnittliche tägliche Stromerzeugung der Module größer sein als die tägliche Nutzleistung der Nutzer. Die Größe der Anlage hängt von den örtlichen Wetterbedingungen, dem Budget des Nutzers und dem Strombedarf ab. Im Allgemeinen sind die Wetterbedingungen niedriger oder höher als der Durchschnitt. In den meisten Gebieten ist das Licht im Winter schlechter als im Sommer, und in einigen Gebieten ist der Unterschied mehr als doppelt so groß. Für Nutzer mit hohem Budget und hohem Strombedarf ist die Modulleistung so ausgelegt, dass sie auch in der schlechtesten Beleuchtungssaison ausreicht, d. h. die Batterie kann in der schlechtesten Beleuchtungssaison jeden Tag vollständig aufgeladen werden. Wenn die Leistung der Solarzellenmodule für Nutzer mit geringem Budget nach dem ungünstigsten Fall ausgelegt wird, übersteigt die Stromerzeugung den tatsächlichen Bedarf zu anderen Zeiten des Jahres, was zu Verschwendung führt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Modulleistung auf der Grundlage des Jahresdurchschnittslichts bestimmt werden. Darüber hinaus kann die Auslegungskapazität der Batterie angemessen erhöht werden, und die Speicherung elektrischer Energie kann gesteigert werden, um die Batterie in einen Zustand geringer Entladung zu versetzen und so den Mangel an Stromerzeugung in der schlechtesten Lichtperiode auszugleichen.
Die Batteriekapazität richtet sich nach dem Stromverbrauch des Benutzers. Wenn keine PV-Anlage vorhanden ist, liefert die Batterie elektrische Energie für die Systemlast. Für wichtige Ladungen sollte ein ausreichendes Budget zur Verfügung stehen, und es sollten durchgehende Regentage berücksichtigt werden. Für allgemeine Lasten wie z. B. Solarstraßenlampen können sie je nach Erfahrung oder Bedarf innerhalb von 2 bis 3 Tagen ausgewählt werden. Für wichtige Lasten wie Kommunikation, Navigation, Krankenhausbehandlung usw. sollten sie innerhalb von 3 bis 7 Tagen ausgewählt werden, so dass der normale Betrieb des Systems innerhalb weniger Tage gewährleistet werden kann. Für gewöhnliche arme Familien ist der Preis das wichtigste Kriterium, so dass es nicht notwendig ist, an Regentage zu denken. Bei guter Sonneneinstrahlung sollten sie häufiger verwendet werden, bei schlechter Sonneneinstrahlung weniger und bei fehlender Sonneneinstrahlung weniger.
03 Auswahl der Ausrüstung
Die Bedürfnisse der netzunabhängigen Nutzer sind vielfältig, und das
Fotovoltaikanlage
wird entsprechend den Anforderungen der Nutzer konzipiert. In dieser Zeit muss sie flexibel gehandhabt werden und darf sich nicht auf feste Formeln beschränken.
Bei der Auswahl des Wechselrichters kommt es auf die Anwendungssituation an. Wenn es sich nur um eine einfache Beleuchtungsanwendung handelt, wird empfohlen, PWM-Regler und Korrekturwellen-Wechselrichter zu wählen, um die Anfangskosten zu sparen. Bei Klimaanlagen, Waschmaschinen, Wasserpumpen und anderen induktiven Lasten mit Motoren wird empfohlen, MPPT-Regler und Netzfrequenz-Wechselrichter mit hoher Belastbarkeit zu wählen. Wenn es sich um eine umfangreiche Last handelt, empfiehlt es sich, unter Berücksichtigung der Kosten und der Lastkapazität einen Hochfrequenzwechselrichter zu wählen.
Kleine Photovoltaik-Anlagen mit begrenzten Investitionen können die Wahl einer Blei-Säure-Kolloid-Batterie in Betracht ziehen; kleine und mittelgroße Photovoltaik-Anlagen haben begrenzte Investitionen, hoffen aber auf eine lange Nutzungsdauer. Blei-Kohle-Batterien können in Betracht gezogen werden; mittlere und große Photovoltaik-Energiespeicherkraftwerke haben ein ausreichendes Budget und hohe Anforderungen an die Rentabilität, so dass Lithium-Batterien in Betracht gezogen werden können.
Ist eine Netzversorgung vorhanden, können auch verschiedene Prioritätsmodi entsprechend der tatsächlichen Situation gewählt werden. An Orten, an denen die Netzspannung stabil ist, der Preis günstig ist, aber die Stromversorgungszeit kurz ist, wird empfohlen, den Modus “Netzpriorität” zu wählen. An Orten, an denen der Strompreis in der Stadt hoch ist und die Stromversorgung oft unterbrochen wird, wird empfohlen, den Modus “Batteriepriorität” für die Nutzer zu wählen, deren Strombedarf nicht besonders hoch ist. An Orten mit häufigen Stromausfällen wird empfohlen, dass Nutzer mit hohem Strombedarf zuerst den Photovoltaik-Stromverbrauchsmodus wählen.