Questo articolo spera di far sapere a tutti come costruire con successo una centrale elettrica fotovoltaica off-grid attraverso un linguaggio semplice e chiaro.
1. Il valore dei sistemi off-grid
Da una sintesi a lungo termine, il sistema off-grid si basa principalmente sui seguenti punti di partenza:
(1) Luoghi in cui non è possibile utilizzare l'elettricità di rete (rete), come montagne, barche, automobili e natura selvaggia. Questo è il requisito di sistema off-grid più tipico; oltre l'80% degli utenti desidera ottenere l'alimentazione tramite sistemi off-grid perché è scomodo utilizzare l'elettricità di rete.
(2) Aree in cui è presente la rete elettrica, ma spesso si verificano interruzioni di corrente irregolari. In caso di interruzione di corrente, il sistema fotovoltaico ad isola può continuare ad alimentare il carico per soddisfare la richiesta di energia continua.
(3) C'è la rete elettrica, ma si spera che la bolletta dell'elettricità possa essere ridotta attraverso il sistema ad isola. Il sistema off-grid può non solo caricare la batteria tramite moduli fotovoltaici, ma anche caricare la batteria impostando la potenza di rete quando la velocità è bassa, quindi alimentare il carico scaricando la batteria quando la velocità è alta.
2. Tipica composizione del sistema ad isola
Schema del sistema off-grid
La figura sopra è il diagramma di composizione di un tipico sistema off-grid. Alcune cose da notare:
(1) Sistema ad isola significa che l'uscita del sistema non deve essere collegata alla rete elettrica come un impianto fotovoltaico connesso alla rete. L'uscita di un sistema ad isola è ciò che alimenta il carico.
(2) Il sistema ad isola fornisce la sorgente VF, che equivale al ruolo di una rete elettrica.
(3) Le apparecchiature principali del sistema ad isola sono: moduli fotovoltaici, inverter ad isola, pacchi batteria, dispositivi di confluenza, scatole di distribuzione e carichi elettrici.
(4) Il sistema ad isola più snello può contenere solo due parti: inverter di rete ad isola e pacco batterie.
/3, Processo di progettazione del sistema off-grid
(1) È un processo "su misura" per confermare la domanda di un sistema ad isola, perché nella maggior parte dei casi i carichi che i diversi utenti devono portare sono gli stessi e la durata del consumo di elettricità è diversa. Il modo corretto è confermare prima i requisiti: quali carichi verranno portati? Quanto è grande il carico? Quanto tempo lo usi in un giorno? Quindi scopri quanto grande deve essere costruito un sistema. Ad esempio, un cliente nel nord della Cina deve costruire una centrale elettrica off-grid, il carico principale è un ventilatore da 3500 W, il consumo energetico è di 3 ore al giorno e l'alimentazione di backup richiede solo 1 giorno. Da queste informazioni, la potenza del carico è di 3,5 kW e il consumo energetico giornaliero è di 10,5 kWh.
(2) Selezione della macchina off-grid La parte iniziale di controllo del sistema off-grid viene eseguita dal controller MPPT + convertitore CC/CA. Con lo sviluppo della tecnologia, i produttori tradizionali attualmente sostengono l'uso di macchine integrate di controllo e inverter e un dispositivo può essere utilizzato contemporaneamente. Implementare funzioni come la serie SPF ES di Growatt di inverter ad isola.
Dopo aver confermato le esigenze, è il momento di scegliere l'inverter di rete ad isola appropriato. L'uscita della macchina ad isola selezionata deve essere in grado di coprire la potenza nominale del carico e cercare di lasciare un margine per rendere il sistema più affidabile. Prendi il carico nella figura sopra come esempio, la potenza nominale è 3,5kW e la macchina ad isola SPF 5000 ES può essere selezionata e la potenza di uscita è 5kW, che può soddisfare l'alimentazione di questo carico.
Con il presupposto di coprire la potenza del carico, quanti inverter sono necessari dipende dalla richiesta di alimentazione di backup, che è la cosiddetta "giornata di pioggia continua". Poiché l'elettricità nel sistema ad isola è generata dai componenti e dalla macchina ad isola, se la richiesta di alimentazione di riserva è elevata, una macchina ad isola e i suoi componenti abbinati potrebbero non essere in grado di generarla, quindi è necessario da raddoppiare.
(3) La scelta dei moduli fotovoltaici Finché si tratta di un impianto fotovoltaico, la fonte di energia sono i moduli fotovoltaici (ovviamente il sistema off-grid ha in ingresso anche l'alimentazione commerciale). La macchina ad isola selezionata ha la sua capacità di componenti accettabile impostata e i componenti possono essere configurati direttamente in base alle specifiche della macchina ad isola. Utilizzando gli attuali 182 componenti tradizionali da 550 Wp*8, la potenza nominale è di 4,4 kWp e la produzione media giornaliera di energia è di circa 16 kWh. Può anche essere abbinato al top o anche un po' sovrapposto, e deve essere abbinato in base alle esigenze specifiche.
La modalità serie-parallelo dei componenti è in realtà la stessa del principio dell'inverter connesso alla rete. La stringa della macchina ad isola ha il valore di tensione di accesso massimo consentito, collegabile in serie secondo i parametri dei componenti selezionati. La tensione di ingresso FV massima della macchina ad isola SPF 5000ES è 450 V e l'intervallo di tensione MPPT è 120 V~430 V. Se vengono selezionati componenti da 550 Wp, la tensione generale a circuito aperto è di circa 49 V ed è possibile premere direttamente 8 pezzi e 1 stringa per collegarsi alla porta di ingresso FV della macchina ad isola. .
(4) Selezione della batteria La batteria è una caratteristica importante del sistema ad isola che è diversa dal sistema connesso alla rete. È la zona di regolazione del buffer del sistema, altrimenti il sistema diventerà un'isola.
Quando si sceglie una batteria, è ancora basata sulla richiesta di elettricità dell'utente. A giudicare dall'esempio sopra, il cliente ha una richiesta di alimentazione di backup di 10,5 kWh, vale a dire, se non c'è luce, la batteria deve rilasciare 10,5 kWh di elettricità attraverso la macchina ad isola per soddisfare l'alimentazione del carico.
Tuttavia, indipendentemente dalle batterie al piombo o agli ioni di litio, esiste un concetto o una caratteristica di profondità di scarica (DoD=Depth of Discharge), che deve essere presa in considerazione. Vale a dire, l'elettricità immagazzinata nella batteria non può essere rilasciata completamente ogni volta, solo una parte di essa può essere rilasciata, altrimenti danneggerà la batteria e causerà un guasto prematuro della batteria.
La profondità di scarica delle batterie generali al piombo è di circa il 60%, mentre quella delle batterie al litio può raggiungere il 90%. Quando si sceglie la capacità del pacco batteria, la profondità di scarica influisce anche sulla capacità totale del pacco batteria. Sempre prendendo l'esempio sopra, si sceglie una batteria al piombo, si calcolano 10,5 kWh in base alla profondità di scarica del 60%, e occorre configurare un totale di pacchi batteria da 10,5kWh ÷ 0,6=17,5kWh. Queste batterie sono come un contenitore per immagazzinare l'elettricità emessa dal sistema. verso l'alto e rilasciarlo quando il carico lo richiede.
Non è necessario calcolare la capacità o le specifiche di una singola batteria in modo così complicato. La macchina off-grid da 5 kW richiede che la batteria sia configurata con una specifica di 200 Ah o più. Sapendo questo, devi solo regolare il numero per allocare lo stesso o vicino alla capacità totale della batteria.
Attualmente, le principali specifiche delle batterie al piombo sul mercato sono 2V/6V/12V. In genere, se si seleziona la specifica 12V, la capacità di una batteria è 12V*200Ah=2400VAh=2,4kWh e la capacità totale di 17,5kWh è divisa per 1 batteria. La capacità è il numero di blocchi batteria da configurare, 17.5kWh÷2.4kWh=7.2916..., la batteria è indivisibile, arrotondare e configurare 8 blocchi. Puoi tornare e verificare, 8 blocchi*12V*200Ah=19200VAh=19.2kWh, che soddisfano i requisiti di alimentazione di backup del carico.
(5) Elenco delle apparecchiature principali L'elenco dei sistemi off-grid generalmente configurati è il seguente:
(6) Quando sono necessarie più macchine parallele
Esistono due situazioni in cui sono necessarie più macchine parallele:
(1) Sebbene il carico non sia elevato, è disponibile una macchina ad isola, ma la richiesta di alimentazione di riserva è elevata.
(2) La potenza del carico supera la potenza di uscita nominale di una macchina ad isola.
La macchina off-grid SPF 5000ES supporta 2~6 macchine parallele e il sistema può raggiungere una potenza di 10kW~30kW. Dopo che il numero di macchine off-grid è aumentato, anche i componenti devono essere aumentati di conseguenza, soprattutto per sistemi con grandi requisiti di alimentazione di backup, non è sufficiente configurare solo un pacco batteria con una capacità adeguata e solo un numero sufficiente di componenti può generare elettricità e accumulare elettricità.
