Guide complet de la conception et de la configuration du système de stockage PV résidentiel

Un système de storage photovoltaïque résidentiel (PV) se compose principalement de modules PV, de batteries de stockage d'énergie, d'onduleurs de stockage, de dispositifs de mesure et de systèmes de gestion de surveillance. Son objectif est d'atteindre l'autosuffisance énergétique, de réduire les coûts énergétiques, de réduire les émissions de carbone et d'améliorer la fiabilité de l'énergie. La configuration d'un système de stockage PV résidentiel est un processus complet qui nécessite un examen attentif de divers facteurs pour assurer un fonctionnement efficace et stable.

I. Aperçu des systèmes de stockage photovoltaïque résidentiels

Avant de lancer la configuration du système, il est essentiel de mesurer la résistance à l'isolation DC entre la borne d'entrée du tableau PV et le sol. Si la résistance est inférieure à U… / 30mA (U… représente la tension de sortie maximale du réseau PV), des mesures supplémentaires de mise à la terre ou d'isolation doivent être prises.

Les fonctions principales des systèmes de stockage PV résidentiel comprennent:

• Auto-cohésion: Utiliser l'énergie solaire pour répondre aux demandes d'énergie des ménages.
• Rasage de pointe et remplissage de la vallée: Équilibrer la consommation d'énergie à différents moments pour économiser sur les coûts énergétiques.
• Puissance de sauvegarde: Fournir une énergie fiable pendant les pannes.
• Alimentation d'urgence: Soutenir les charges critiques pendant la défaillance de la grille.

Le processus de configuration comprend l'analyse des besoins d'énergie des utilisateurs, la conception de systèmes PV et de stockage, la sélection de composants, la préparation des plans d'installation et les mesures de fonctionnement et de maintenance décrites.

Ii Analyse et planification de la demande

Analyse de la demande d'énergie

Une analyse détaillée de la demande d'énergie est essentielle, notamment:

• Profilage de charge: Identification des besoins en puissance de divers appareils.
• Consommation quotidienne: Déterminer la consommation moyenne de l'électricité pendant la journée et la nuit.
• Prix ​​de l'électricité: Comprendre les structures tarifaires pour optimiser le système d'économies de coûts.

Étude de cas

• Profil utilisateur:
  • Charge connectée totale: 8,2 kW
  • Charge critique: 3,6 kW
  • Consommation d'énergie diurne: 10 kWh
  • Consommation d'énergie nocturne: 20 kWh
• Plan système:
  • Installez un système hybride de stockage PV avec une génération de PV de jour en matière de gestion de la génération PV répondant aux demandes de charge et stockant l'énergie excessive dans les batteries pour une utilisation nocturne. Le réseau agit comme une source d'alimentation supplémentaire lorsque le PV et le stockage sont insuffisants.

• Iii. Configuration du système et sélection des composants

  1. Conception du système PV

  • Taille du système: Sur la base de la charge de 8,2 kW de l'utilisateur et de la consommation quotidienne de 30 kWh, un réseau PV de 12 kW est recommandé. Ce tableau peut générer environ 36 kWh par jour pour répondre à la demande.
  • Modules PV: Utilisez 21 modules monocristalliques 580wp, atteignant une capacité installée de 12,18 kWP. Assurer une disposition optimale pour une exposition maximale au soleil.

  Puissance maximale pmax [w]	575	580	585	590	595	600
  Tension de fonctionnement optimale VMP [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Current de fonctionnement optimal imp [a]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  VOLATION DE CIRCUIT OUVERT [V]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
  Courant de court-circuit ISC [A]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Efficacité du module [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Tolérance de puissance de sortie	0 ~ + 3%
  Coefficient de température de puissance maximale [PMAX]	-0,29% / ℃
  Coefficient de température de la tension de circuit ouvert [VOC]	-0,25% / ℃
  Coefficient de température du courant de court-circuit [ISC]	0,045% / ℃
  Conditions de test standard (STC): Intensité lumineuse 1000W / m², température de la batterie 25 ℃, qualité de l'air 1,5

  2. Système de stockage d'énergie

  • Capacité de la batterie: Configurez un système de batterie de phosphate de fer au lithium de 25,6 kWh (LifePO4). Cette capacité assure une sauvegarde suffisante pour les charges critiques (3,6 kW) pendant environ 7 heures pendant les pannes.
  • Modules de batterie: Utilisez des conceptions modulaires et empilables avec des enceintes cotées IP65 pour les installations intérieures / extérieures. Chaque module a une capacité de 2,56 kWh, avec 10 modules formant le système complet.

  3. Sélection de l'onduleur

  • Onduleur hybride: Utilisez un onduleur hybride de 10 kW avec des capacités intégrées de gestion PV et de stockage. Les caractéristiques clés comprennent:
    • Entrée PV maximale: 15 kW
    • Sortie: 10 kW pour une opération liée à la grille et hors réseau
    • Protection: cote IP65 avec temps de commutation de grille de grille <10 ms

  4. Sélection du câble PV

  Les câbles PV connectent les modules solaires à l'onduleur ou à la boîte de combinaison. Ils doivent supporter des températures élevées, une exposition aux UV et des conditions de plein air.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Simple, évalué sur 1,5 kV DC, avec une excellente résistance aux UV et aux intempéries.
  • Tüv pv1-f:
    • Flexible, ignifuge, avec une large plage de températures (-40 ° C à + 90 ° C).
  • Nire PV UL 4703:
    • Idéal à double isolation, idéal pour les systèmes sur le toit et le sol.
  • Câble solaire flottant AD8:
    • Submersible et étanche, adapté aux environnements humides ou aquatiques.
  • Câble solaire au noyau en aluminium:
    • Léger et rentable, utilisé dans les installations à grande échelle.

  5. Sélection du câble de stockage d'énergie

  Les câbles de stockage connectent les batteries aux onduleurs. Ils doivent gérer des courants élevés, assurer une stabilité thermique et maintenir l'intégrité électrique.

  • Câbles UL10269 et UL11627:
    • Isulé à paroi mince, ignifuge et compacte.
  • Câbles isolés XLPE:
    • Haute tension (jusqu'à 1500 V CC) et résistance thermique.
  • Câbles CC haute tension:
    • Conçu pour l'interconnexion des modules de batterie et des bus haute tension.

  Spécifications de câble recommandées

  Type de câble	Modèle recommandé	Application
  Câble PV	EN 50618 H1Z2Z2-K	Connexion des modules PV à l'onduleur.
  Câble PV	Nire PV UL 4703	Installations sur le toit nécessitant une isolation élevée.
  Câble de stockage d'énergie	UL 10269, UL 11627	Connexions compactes de la batterie.
  Câble de stockage blindé	Câble de la batterie à blindage EMI	Réduire les interférences dans les systèmes sensibles.
  Câble haute tension	Câble isolé XLPE	Connexions à courant élevé dans les systèmes de batterie.
  Câble PV flottant	Câble solaire flottant AD8	Environnements sujets à l'eau ou humides.

Iv. Intégration du système

Intégrez les modules PV, le stockage d'énergie et les onduleurs dans un système complet:

1. Système photovoltaïque: Concevoir la disposition du module et assurer la sécurité structurelle avec des systèmes de montage appropriés.
2. Stockage d'énergie: Installez des batteries modulaires avec une intégration appropriée BMS (Système de gestion de la batterie) pour une surveillance en temps réel.
3. Onduleur hybride: Connectez les tableaux et batteries PV à l'onduleur pour la gestion de l'énergie transparente.

V. Installation et maintenance

Installation:

• Évaluation du site: Inspectez les toits ou les zones au sol pour la compatibilité structurelle et l'exposition au soleil.
• Installation d'équipement: Modules, batteries et onduleurs à montage en toute sécurité.
• Tests système: Vérifiez les connexions électriques et effectuez des tests fonctionnels.

Entretien:

• Inspections de routine: Vérifiez les câbles, les modules et les onduleurs pour l'usure ou les dommages.
• Nettoyage: Nettoyez régulièrement les modules PV pour maintenir l'efficacité.
• Surveillance à distance: Utilisez des outils logiciels pour suivre les performances du système et optimiser les paramètres.

Vi. Conclusion

Un système de stockage PV résidentiel bien conçu offre des économies d'énergie, des avantages environnementaux et une fiabilité de l'énergie. La sélection minutieuse de composants tels que les modules PV, les batteries de stockage d'énergie, les onduleurs et les câbles assure l'efficacité et la longévité du système. En suivant la bonne planification,

Les protocoles d'installation et de maintenance, les propriétaires peuvent maximiser les avantages de leur investissement.