Mwongozo wa Kina wa Usanifu na Usanidi wa Mfumo wa Uhifadhi wa PV wa Makazi

Mfumo wa uhifadhi wa photovoltaic (PV) wa makazi hujumuisha moduli za PV, betri za uhifadhi wa nishati, vibadilishaji vya kuhifadhia, vifaa vya kupima mita, na mifumo ya usimamizi wa ufuatiliaji. Lengo lake ni kufikia kujitosheleza kwa nishati, kupunguza gharama za nishati, kupunguza utoaji wa kaboni, na kuboresha utegemezi wa nishati. Kusanidi mfumo wa hifadhi ya PV ya makazi ni mchakato wa kina ambao unahitaji kuzingatia kwa makini mambo mbalimbali ili kuhakikisha uendeshaji mzuri na imara.

I. Muhtasari wa Mifumo ya Uhifadhi wa PV ya Makazi

Kabla ya kuanzisha usanidi wa mfumo, ni muhimu kupima upinzani wa insulation ya DC kati ya terminal ya pembejeo ya safu ya PV na ardhi. Ikiwa upinzani ni chini ya U…/30mA (U… inawakilisha kiwango cha juu cha voltage ya pato ya safu ya PV), hatua za ziada za kutuliza au za insulation lazima zichukuliwe.

Kazi kuu za mifumo ya uhifadhi wa PV ya makazi ni pamoja na:

• Kujitumia: Kutumia nishati ya jua kukidhi mahitaji ya nishati ya kaya.
• Kunyoa kilele na kujaza bonde: Kusawazisha matumizi ya nishati katika nyakati tofauti ili kuokoa gharama za nishati.
• Nguvu ya chelezo: Kutoa nishati ya uhakika wakati wa kukatika.
• Ugavi wa umeme wa dharura: Kusaidia mizigo muhimu wakati wa hitilafu ya gridi ya taifa.

Mchakato wa usanidi unajumuisha kuchanganua mahitaji ya nishati ya mtumiaji, kubuni mifumo ya PV na uhifadhi, kuchagua vipengee, kuandaa mipango ya usakinishaji, na kubainisha hatua za uendeshaji na matengenezo.

II. Uchambuzi wa Mahitaji na Mipango

Uchambuzi wa Mahitaji ya Nishati

Uchambuzi wa kina wa mahitaji ya nishati ni muhimu, ikijumuisha:

• Pakia wasifu: Kutambua mahitaji ya nguvu ya vifaa mbalimbali.
• Matumizi ya kila siku: Kuamua wastani wa matumizi ya umeme wakati wa mchana na usiku.
• Bei ya umeme: Kuelewa miundo ya ushuru ili kuboresha mfumo wa kuokoa gharama.

Uchunguzi kifani

• Wasifu wa Mtumiaji:
  • Jumla ya mzigo uliounganishwa: 8.2 kW
  • Mzigo muhimu: 3.6 kW
  • Matumizi ya nishati ya mchana: 10 kWh
  • Matumizi ya nishati wakati wa usiku: 20 kWh
• Mpango wa Mfumo:
  • Sakinisha mfumo mseto wa hifadhi ya PV na mahitaji ya upakiaji wa kizazi cha PV wakati wa mchana na kuhifadhi nishati ya ziada kwenye betri kwa matumizi ya usiku. Gridi ya taifa hufanya kazi kama chanzo cha nishati ya ziada wakati PV na hifadhi haitoshi.

• III. Usanidi wa Mfumo na Uteuzi wa Sehemu

  1. Muundo wa Mfumo wa PV

  • Ukubwa wa Mfumo: Kulingana na mzigo wa 8.2 kW wa mtumiaji na matumizi ya kila siku ya kWh 30, safu ya PV ya kW 12 inapendekezwa. Safu hii inaweza kuzalisha takriban 36 kWh kwa siku ili kukidhi mahitaji.
  • Moduli za PV: Tumia moduli 21 za kioo kimoja za 580Wp, kufikia uwezo uliosakinishwa wa 12.18 kWp. Hakikisha mpangilio mzuri zaidi wa mionzi ya jua ya juu zaidi.

  Nguvu ya juu zaidi Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Voltage bora zaidi ya uendeshaji Vmp [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Imp bora zaidi ya sasa ya uendeshaji [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  Fungua mzunguko wa voltage Voc [V]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
  Mzunguko mfupi wa sasa wa Isc [A]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Ufanisi wa moduli [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Uvumilivu wa nguvu za pato	0~+3%
  Mgawo wa halijoto ya nguvu ya juu zaidi[Pmax]	-0.29%/℃
  Mgawo wa halijoto ya voltage ya mzunguko wazi [Voc]	-0.25%/℃
  Mgawo wa halijoto wa mzunguko mfupi wa sasa [Isc]	0.045%/℃
  Masharti ya Kawaida ya Jaribio (STC): Kiwango cha mwanga 1000W/m², joto la betri 25℃, ubora wa hewa 1.5

  2. Mfumo wa Uhifadhi wa Nishati

  • Uwezo wa Betri: Sanidi mfumo wa betri wa fosfati ya chuma ya lithiamu (LiFePO4) ya 25.6 kWh. Uwezo huu huhakikisha hifadhi ya kutosha kwa mizigo muhimu (3.6 kW) kwa takriban saa 7 wakati wa kukatika.
  • Moduli za Betri: Ajiri miundo ya kawaida, inayoweza kutundikwa na hakikisha zilizokadiriwa IP65 kwa usakinishaji wa ndani/nje. Kila moduli ina uwezo wa 2.56 kWh, na moduli 10 zinazounda mfumo kamili.

  3. Uteuzi wa Inverter

  • Inverter ya mseto: Tumia kibadilishaji kibadilishaji cha mseto cha kW 10 chenye PV iliyojumuishwa na uwezo wa usimamizi wa uhifadhi. Vipengele muhimu ni pamoja na:
    • Upeo wa pembejeo wa PV: 15 kW
    • Pato: 10 kW kwa uendeshaji wa gridi ya taifa na nje ya gridi ya taifa
    • Ulinzi: Ukadiriaji wa IP65 na muda wa kubadili gridi-off-gridi <10 ms

  4. Uteuzi wa Cable ya PV

  Kebo za PV huunganisha moduli za jua kwenye kibadilishaji kibadilishaji au kisanduku cha kiunganishi. Lazima zistahimili joto la juu, mfiduo wa UV, na hali ya nje.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Msingi mmoja, uliokadiriwa kwa 1.5 kV DC, na UV bora na upinzani wa hali ya hewa.
  • TÜV PV1-F:
    • Inayonyumbulika, isiyozuia moto, na anuwai ya joto (-40 ° C hadi +90 ° C).
  • Waya wa UL 4703 PV:
    • Imewekwa maboksi mara mbili, bora kwa mifumo ya paa na iliyowekwa chini.
  • AD8 Kebo ya jua Inayoelea:
    • Inayozama na isiyo na maji, inafaa kwa mazingira ya unyevu au majini.
  • Cable ya Aluminium Core Solar:
    • Nyepesi na ya gharama nafuu, inayotumiwa katika mitambo ya kiasi kikubwa.

  5. Uteuzi wa Cable ya Kuhifadhi Nishati

  Cables za kuhifadhi huunganisha betri kwa inverters. Wanapaswa kushughulikia mikondo ya juu, kutoa utulivu wa joto, na kudumisha uadilifu wa umeme.

  • UL10269 na UL11627 Cables:
    • Ukuta mwembamba umewekewa maboksi, isiyoweza kuwaka moto, na kompakt.
  • XLPE-Maboksi Cables:
    • Voltage ya juu (hadi 1500V DC) na upinzani wa joto.
  • Kebo za DC zenye Nguvu ya Juu:
    • Imeundwa kwa ajili ya kuunganisha moduli za betri na mabasi yenye voltage ya juu.

  Vipimo vya Kebo Vilivyopendekezwa

  Aina ya Cable	Muundo Unaopendekezwa	Maombi
  Cable ya PV	EN 50618 H1Z2Z2-K	Kuunganisha moduli za PV kwa inverter.
  Cable ya PV	Waya wa UL 4703 PV	Ufungaji wa paa unaohitaji insulation ya juu.
  Cable ya Kuhifadhi Nishati	UL 10269, UL 11627	Viunganisho vya betri thabiti.
  Kebo ya Kuhifadhi Iliyolindwa	EMI Shielded Bettery Cable	Kupunguza kuingiliwa katika mifumo nyeti.
  Cable ya High Voltage	Kebo ya XLPE-Maboksi	Viunganisho vya hali ya juu katika mifumo ya betri.
  Kebo ya PV inayoelea	AD8 Kebo ya jua Inayoelea	Mazingira yanayokabiliwa na maji au unyevu.

IV. Ujumuishaji wa Mfumo

Unganisha moduli za PV, uhifadhi wa nishati, na vibadilishaji umeme kwenye mfumo kamili:

1. Mfumo wa PV: Tengeneza mpangilio wa moduli na uhakikishe usalama wa muundo na mifumo inayofaa ya kuweka.
2. Hifadhi ya Nishati: Sakinisha betri za kawaida zilizo na muunganisho sahihi wa BMS (Mfumo wa Kudhibiti Betri) kwa ufuatiliaji wa wakati halisi.
3. Inverter ya mseto: Unganisha safu za PV na betri kwa kibadilishaji umeme kwa usimamizi wa nishati bila mshono.

V. Ufungaji na Matengenezo

Ufungaji:

• Tathmini ya tovuti: Kagua paa za paa au maeneo ya chini kwa ajili ya upatanifu wa muundo na mionzi ya jua.
• Ufungaji wa Vifaa: Weka kwa usalama moduli za PV, betri na vibadilishaji umeme.
• Mtihani wa Mfumo: Thibitisha miunganisho ya umeme na ufanye vipimo vya kazi.

Matengenezo:

• Ukaguzi wa Kawaida: Angalia nyaya, moduli, na vibadilishaji umeme kwa kuvaa au kuharibika.
• Kusafisha: Safisha moduli za PV mara kwa mara ili kudumisha ufanisi.
• Ufuatiliaji wa Mbali: Tumia zana za programu kufuatilia utendaji wa mfumo na kuboresha mipangilio.

VI. Hitimisho

Mfumo wa uhifadhi wa PV ulioundwa vizuri wa makazi hutoa uokoaji wa nishati, faida za mazingira, na kutegemewa kwa nguvu. Uteuzi makini wa vipengee kama vile moduli za PV, betri za kuhifadhi nishati, vibadilishaji umeme na nyaya huhakikisha ufanisi na maisha marefu ya mfumo. Kwa kufuata mipango sahihi,

ufungaji, na itifaki za matengenezo, wamiliki wa nyumba wanaweza kuongeza faida za uwekezaji wao.