Dieser Artikel soll jeden wissen lassen, wie man erfolgreich ein netzunabhängiges Photovoltaik-Kraftwerk durch einfache und klare Sprache baut.

1. Der Wert von Off-Grid-Systemen

Langfristig betrachtet basiert das Off-Grid-System im Wesentlichen auf folgenden Ansatzpunkten:

(1) Orte, an denen es keine Möglichkeit gibt, Strom aus dem Stromnetz zu nutzen, wie Berge, Boote, Autos und die Wildnis. Dies ist die typischste Anforderung an ein Off-Grid-System; mehr als 80 % der nutzer wollen eine stromversorgung über netzunabhängige systeme erreichen, weil die nutzung von netzstrom umständlich ist.

(2) Bereiche, in denen Netzstrom vorhanden ist, es jedoch häufig zu unregelmäßigen Stromausfällen kommt. Bei einem Stromausfall kann das Photovoltaik-Inselsystem die Last weiterhin versorgen, um den kontinuierlichen Strombedarf zu decken.

(3) Es gibt Netzstrom, aber man hofft, dass die Stromrechnung durch das netzunabhängige System gesenkt werden kann. Das Off-Grid-System kann die Batterie nicht nur über Photovoltaikmodule aufladen, sondern auch die Batterie aufladen, indem es die Netzleistung auf niedrige Raten einstellt, und dann die Last durch Entladen der Batterie versorgen, wenn die Rate hoch ist.

2. Typische Zusammensetzung eines Off-Grid-Systems

Diagramm des Off-Grid-Systems

Die obige Abbildung ist das Zusammensetzungsdiagramm eines typischen Off-Grid-Systems. Ein paar Dinge zu beachten:

(1) Inselnetzsystem bedeutet, dass der Anlagenausgang nicht wie bei einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden muss. Die Leistung eines Inselnetzsystems versorgt die Last.

(2) Das Off-Grid-System stellt die VF-Quelle bereit, was der Rolle eines Stromnetzes entspricht.

(3) Die Hauptgeräte des Inselnetzsystems sind: Photovoltaikmodule, Inselnetzwechselrichter, Batteriepakete, Zusammenflussgeräte, Verteilerkästen und elektrische Verbraucher.

(4) Das stromlinienförmigste Inselnetzsystem kann nur aus zwei Teilen bestehen: Inselnetz-Wechselrichter und Batteriepaket.

/3, Entwurfsprozess für netzferne Systeme

(1) Es handelt sich um einen „maßgeschneiderten“ Prozess, um die Nachfrage nach einem Off-Grid-System zu bestätigen, da in den meisten Fällen die Lasten, die verschiedene Benutzer mitbringen müssen, gleich sind und die Dauer des Stromverbrauchs unterschiedlich ist. Der richtige Weg ist, zuerst die Anforderungen zu bestätigen: Welche Lasten werden gebracht? Wie groß ist die Belastung? Wie lange benutzt du es an einem Tag? Überlegen Sie dann, wie groß ein System gebaut werden muss. Beispielsweise muss ein Kunde in Nordchina ein netzunabhängiges Kraftwerk bauen, die Hauptlast ist ein 3500-W-Gebläse, der Stromverbrauch beträgt 3 Stunden am Tag und die Notstromversorgung benötigt nur 1 Tag. Aus diesen Informationen ergibt sich, dass die Leistung der Last 3,5 kW beträgt und der Stromverbrauch pro Tag 10,5 kWh beträgt.

(2) Auswahl der netzunabhängigen Maschine Der frühe Steuerteil des netzunabhängigen Systems wird durch den MPPT-Controller + DC/AC-Wandler ausgeführt. Mit der Entwicklung der Technologie befürworten Mainstream-Hersteller derzeit die Verwendung von Maschinen mit integrierter Steuerung und Inverter, wobei ein Gerät gleichzeitig verwendet werden kann. Implementieren Sie Funktionen wie die netzunabhängigen Wechselrichter der Serie SPF ES von Growatt.

Nach der Bedarfsabklärung geht es an die Auswahl des passenden Inselnetz-Wechselrichters. Die Leistung der ausgewählten netzunabhängigen Maschine muss in der Lage sein, die Nennleistung der Last abzudecken, und versuchen, etwas Spielraum zu lassen, um das System zuverlässiger zu machen. Nehmen Sie die Last in der obigen Abbildung als Beispiel, die Nennleistung beträgt 3,5 kW, und die netzunabhängige Maschine SPF 5000 ES kann ausgewählt werden, und die Ausgangsleistung beträgt 5 kW, was der Stromversorgung dieser Last entsprechen kann.

Wie viele Wechselrichter benötigt werden, hängt unter der Prämisse der Deckung der Lastleistung vom Notstrombedarf, also den sogenannten „Dauerregentagen“, ab. Da der Strom im Off-Grid-System von den Komponenten und der Off-Grid-Maschine erzeugt wird, kann es sein, dass eine Off-Grid-Maschine und ihre abgestimmten Komponenten bei großem Bedarf an Notstrom nicht in der Lage sind, diese zu erzeugen, so dass sie benötigt wird verdoppelt werden.

(3) Die Auswahl der Photovoltaikmodule Solange es sich um eine Photovoltaikanlage handelt, sind Photovoltaikmodule die Energiequelle (natürlich hat die Inselanlage auch Netzstrom als Input). Die ausgewählte netzunabhängige Maschine hat ihre eingestellte akzeptable Komponentenkapazität, und die Komponenten können direkt gemäß den Spezifikationen der netzunabhängigen Maschine konfiguriert werden. Unter Verwendung der aktuellen Mainstream-182-Komponenten mit 550 Wp*8 beträgt die Nennleistung 4,4 kWp und die durchschnittliche tägliche Stromerzeugung etwa 16 kWh. Es kann auch top-matched oder sogar etwas over-matched sein, und es muss an spezifische Bedürfnisse angepasst werden.

Der Serien-Parallel-Betrieb der Komponenten entspricht eigentlich dem Prinzip des netzgekoppelten Wechselrichters. Der String der netzunabhängigen Maschine hat den maximal zulässigen Zugangsspannungswert, der gemäß den Parametern der ausgewählten Komponenten in Reihe geschaltet werden kann. Die maximale PV-Eingangsspannung der netzunabhängigen Maschine SPF 5000ES beträgt 450 V und der MPPT-Spannungsbereich 120 V bis 430 V. Wenn 550-Wp-Komponenten ausgewählt werden, beträgt die allgemeine Leerlaufspannung etwa 49 V, und Sie können direkt 8 Stück und 1 String drücken, um eine Verbindung zum PV-Eingangsport der netzunabhängigen Maschine herzustellen. .

(4) Batterieauswahl Die Batterie ist ein wesentliches Merkmal des Off-Grid-Systems, das sich vom netzgekoppelten System unterscheidet. Es ist die Pufferanpassungszone des Systems, sonst wird das System zu einer Insel.

Bei der Auswahl einer Batterie richtet sich diese nach wie vor nach dem Strombedarf des Nutzers. Nach obigem Beispiel zu urteilen, hat der Kunde einen Notstrombedarf von 10,5kWh, d.h. wenn es kein Licht gibt, muss die Batterie 10,5kWh Strom durch die Inselnetzmaschine abgeben, um die Lastversorgung zu decken.

Unabhängig von Blei-Säure-Batterien oder Lithium-Ionen-Batterien gibt es jedoch ein Konzept oder eine Charakteristik der Entladetiefe (DoD = Depth of Discharge), die berücksichtigt werden muss. Das heißt, die in der Batterie gespeicherte Elektrizität kann nicht jedes Mal vollständig freigesetzt werden, sondern nur ein Teil davon kann freigesetzt werden, da dies sonst zu einer Beschädigung der Batterie und einem vorzeitigen Ausfall der Batterie führt.

Die Entladetiefe allgemeiner Blei-Säure-Batterien beträgt etwa 60 %, während die von Lithium-Batterien 90 % erreichen kann. Bei der Wahl der Kapazität des Akkupacks wirkt sich auch die Entladetiefe auf die Gesamtkapazität des Akkupacks aus. Wählen Sie weiterhin das obige Beispiel, wählen Sie eine Blei-Säure-Batterie, 10,5 kWh werden gemäß der Entladetiefe von 60 % berechnet, und es müssen insgesamt 10,5 kWh ÷ 0,6 = 17,5 kWh Batteriepakete konfiguriert werden. Diese Batterien sind wie ein Behälter, um den vom System abgegebenen Strom zu speichern. anheben und loslassen, wenn die Last es erfordert.

Es ist nicht nötig, die Kapazität oder Spezifikation einer einzelnen Batterie so kompliziert zu berechnen. Für die netzunabhängige 5-kW-Maschine muss die Batterie mit einer Spezifikation von 200 Ah oder mehr konfiguriert werden. Wenn Sie dies wissen, müssen Sie nur die Nummer anpassen, um die gleiche oder nahezu die gesamte Batteriekapazität zuzuweisen.

Derzeit sind die wichtigsten Spezifikationen für Blei-Säure-Batterien auf dem Markt 2 V/6 V/12 V. Wenn die 12-V-Spezifikation ausgewählt wird, beträgt die Kapazität einer Batterie im Allgemeinen 12 V * 200 Ah = 2400 VAh = 2,4 kWh, und die Gesamtkapazität von 17,5 kWh wird durch 1 Batterie geteilt. Die Kapazität ist die Anzahl der zu konfigurierenden Batterieblöcke, 17,5 kWh÷2,4 kWh=7,2916..., die Batterie ist unteilbar, runden Sie auf und konfigurieren Sie 8 Blöcke. Sie können zurückkommen und überprüfen, 8 Blöcke * 12 V * 200 Ah = 19200 VAh = 19,2 kWh, was die Anforderungen an die Notstromversorgung erfüllt.

(5) Liste der Hauptgeräte Die Liste der allgemein konfigurierten Inselsysteme ist wie folgt:

(6) Wenn mehrere parallele Maschinen erforderlich sind

Es gibt zwei Situationen, in denen mehrere parallele Maschinen erforderlich sind:

(1) Obwohl die Last nicht groß ist, steht eine netzunabhängige Maschine zur Verfügung, aber der Bedarf an Notstrom ist groß.

(2) Die Leistung des Verbrauchers übersteigt die Nennausgangsleistung einer netzunabhängigen Maschine.

Die netzunabhängige SPF 5000ES-Maschine unterstützt 2 bis 6 parallele Maschinen, und das System kann eine Leistung von 10 kW bis 30 kW erreichen. Nachdem die Anzahl der netzunabhängigen Maschinen erhöht wird, müssen auch die Komponenten entsprechend erhöht werden, insbesondere für Systeme mit großem Notstrombedarf reicht es nicht aus, nur ein Batteriepaket mit einer geeigneten Kapazität zu konfigurieren, und es können nur genügend Komponenten erzeugen Strom und Strom speichern.