Wie entwerfe ich ein netzgebundenes Solarstromsystem für Ihr Zuhause?

Heute stellen wir ein Solarstromsystem für Privathaushalte mit weniger als 10 kW vor, das auf dem Dach des Hauses installiert und an das 220-V- oder 380-V-Netz angeschlossen wird. Die maximale Installationsleistung beträgt 25 % der Leistung des Obertransformators.

Wählen Sie den entsprechenden Installationsort

Da das Dach eines Haushalts im Allgemeinen eine Ziegelstruktur und eine Zementstruktur aufweist, ist es notwendig, vor der Installation zur Inspektion vor Ort zu sein, da nicht jedes Dach für die Installation von Solarmodulen geeignet ist.

Zunächst gilt es festzustellen, ob die Belastbarkeit des Daches den Anforderungen gerecht wird. Die Belastungsanforderungen der Solaranlagenausrüstung für das Dach liegen bei mehr als 30 kg/m ² . Im Allgemeinen können Häuser mit Zementstruktur, die in den letzten 5 Jahren gebaut wurden, die Anforderungen erfüllen, während Häuser mit Ziegelstruktur, die vor 10 Jahren gebaut wurden, sorgfältig untersucht werden sollten.

Zweitens ist zu prüfen, ob es in der Umgebung Schatten gibt. Selbst eine kleine Menge Schatten beeinträchtigt die Stromerzeugungskapazität, z. B. durch Warmwasserbereiter, Strommasten, hohe Bäume usw. Kommt es außerdem zu Staubemissionen in der Nähe von Straßen und Häusern, kann es zu einer Verschmutzung der Module und damit zu einer Beeinträchtigung der Stromerzeugungskapazität kommen.

Zu guter Letzt ist es erforderlich, die Dachausrichtung und den Neigungswinkel zu überprüfen. Wenn das Solarpanel nach Süden ausgerichtet ist und den besten Neigungswinkel aufweist, ist die Stromerzeugungskapazität am höchsten. Wenn es nach Norden ausgerichtet ist, geht ein großer Teil der Stromerzeugungskapazität verloren.

Wählen Sie das passende Solarpanel

Die Solarmodule bestehen aus drei Arten von Polysilizium, monokristallinem Silizium und Dünnschicht. Jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Unter den gleichen Bedingungen hängt der Wirkungsgrad der PV-Anlage nur von der Nennleistung der Solarmodule ab und hat keinen direkten Zusammenhang mit der Effizienz der Solarmodule. Das PV-Panel-Modul verfügt über zwei Arten von 60-teiligen und 72-teiligen Solarzellen. Das netzgebundene Solarstromsystem für Privathaushalte ist im Allgemeinen klein und schwierig zu installieren. Daher wird empfohlen, 60 Stück Solarmodule zu verwenden, die klein, leicht und einfach zu installieren sind.

Wählen Sie die passende Montagehalterung

Je nach Dachbedingungen können Aluminiumhalterungen, C-förmige Stahlhalterungen, Edelstahlhalterungen und andere Halterungen ausgewählt werden. Darüber hinaus sollte unter Berücksichtigung von Faktoren wie der Stärke der Solarpanel-Montagehalterung, den Kosten des Solarstromsystems und der Dachflächennutzung der Neigungswinkel des Solarpanels so gering wie möglich gehalten werden, um die Windaufnahmefläche zu reduzieren. Dadurch wird die Festigkeit der Halterung erhöht und die Kosten der Halterung gesenkt, unter der Voraussetzung, dass die Stromerzeugungskapazität des Systems nicht wesentlich verringert wird (die Verringerung beträgt nicht mehr als 1 %).

Leckagen sind ein Problem, auf das bei der Installation einer Solarstromanlage geachtet werden muss. Die PV-Anlage ist sicher, wenn sie über eine gute Wasserdichtigkeit verfügt. Die Photovoltaikhalterung wird zur Unterstützung der Anlage auf dem Dach montiert und mit dem Dach verbunden. Das Design basiert auf der Top-Top-Methode, die die ursprüngliche Dachabdichtung nicht perforiert und beschädigt. Der Pressblock übernimmt die vorgefertigte Struktur, erfordert kein Gießen vor Ort und vermeidet die harte Zerstörung der wasserdichten Schicht des Daches durch die Installation der Solarpanel-Montagehalterung.

Reihen-Parallel-Verbindungsdesign für Solarmodule

Bei diesem netzgekoppelten Solarstromsystem werden Solarzellen in Reihe geschaltet, um einen Strangzweig zu bilden. Die Reihenschaltung dient der Anhebung des Eingangsspannungsbereichs von der Gleichspannung zum Wechselrichter. Es soll sicherstellen, dass die Solarzellen unter verschiedenen Sonneneinstrahlungs- und Umgebungstemperaturbedingungen den Eingangsspannungsbereich des Wechselrichters nicht überschreiten.

Die Arbeitsspannung liegt in etwa bei der Nennarbeitsspannung des Wechselrichters, der den höchsten Wirkungsgrad aufweist. Der einphasige 220-V-Wechselrichter hat eine Nenneingangsspannung von 360 V. Der dreiphasige 380-V-Wechselrichter hat eine Nenneingangsspannung von 650 V. Wenn der 3000-W-Wechselrichter mit einem 260-W-Solarpanel mit 30,5 V Arbeitsspannung ausgestattet ist, beträgt die Arbeitsspannung insgesamt 366 V für 12 Teile und die Leistung beträgt 3,12 kW, was das Beste ist. Der 10-kW-Wechselrichter ist mit einem 260-W-Solarpanel ausgestattet, 40 Stück, jeweils 20 Strings, die Spannung beträgt 610 V und die Gesamtleistung beträgt 10,4 kW, was das Beste ist.

Kabelauswahl

Bei der heimischen Solarstromanlage wird die Verwendung von Kupferkabeln empfohlen. Da die MC4-Verbindung des Solarpanels, die Ausgangsverkabelungsklemme des Solarwechselrichters und die Verkabelungsklemme des Netzkopplungsschalters aus Kupferkern bestehen. Wenn der Aluminiumdraht verwendet wird und der Kupferdraht direkt mit dem Aluminiumdraht verbunden wird, entsteht eine Art chemische Batterie, das heißt elektrochemische Korrosion. Dies führt zu einem schlechten Kontakt zwischen Kupfer und Aluminium und erhöht somit den Kontaktwiderstand. Bei einem Stromdurchfluss kommt es zu einem Temperaturanstieg im Kontaktteil, der die Kontaktkorrosion beschleunigt und den Kontaktwiderstand erhöht, wodurch ein Teufelskreis bis zum Durchbrennen entsteht. Die Ausgangsklemmen des Solarwechselrichter bestehen ebenfalls aus Kupfer. Wenn Aluminiumdraht verwendet wird, sollte der Durchmesser größer sein. Beispielsweise ist für den 30-kW-Wechselrichter die Verwendung von 10 m ² Kupferdraht oder 16 m ² Aluminiumdraht vorgesehen. Wenn die Kabelfläche zunimmt und die wasserdichte Verkabelungsklemme nur eine begrenzte Fläche hat, ist dies möglicherweise nicht der Fall. Außerdem ist es immer noch erforderlich, die flexiblen BVR-Kupferdrähte aus mehreren Litzen anstelle des BV-Hartkupferdrahts auszuwählen, da der Hartkupferdraht leicht zu schlechtem Kontakt mit dem Verdrahtungsanschluss kommt und die Wendestelle immer noch einer Belastung ausgesetzt ist kann leicht zu lockeren Schrauben und schlechtem Kontakt führen.

Gemeinsames Designschema für Solarstromanlagen für Privathaushalte

Bei den gängigen PV-Anlagen für Privathaushalte beträgt die einphasige Anlage im Allgemeinen 3 bis 8 kW und die dreiphasige Anlage im Allgemeinen 4 bis 10 kW. Sofern zulässig, wird die Verwendung eines dreiphasigen netzgekoppelten Solarstromsystems empfohlen, da unter den gleichen Bedingungen ein dreiphasiges netzgekoppeltes PV-System geringere Investitionen und eine höhere Erzeugungskapazität erfordert als ein einphasiges netzgekoppeltes Solarstromsystem . Wenn Sie beispielsweise ein netzgekoppeltes 10-kW-Solarstromsystem an das einphasige Netz anschließen, benötigen Sie zwei netzgekoppelte Wechselrichter, 4 Solarmodulstränge für den Gleichstromeingang, 8 Gleichstromkabel und 2 Schalter für Wechselstrom Ausgang. Wenn es jedoch an das dreiphasige Stromnetz angeschlossen ist, benötigt es nur 1 On-Grid-Wechselrichter , 2 Solarpanelstränge für den Gleichstromeingang, 4 Gleichstromkabel und 1 Schalter für den Wechselstromausgang. Das Solarsystem mit dreiphasigem Netzanschluss hat einen geringeren Strom, geringere Verluste und einen höheren Wirkungsgrad als das mit einphasigem Netzanschluss. Das 3-phasige netzgebundene Solarsystem hat weniger Einfluss auf das Stromnetz und wird aufgrund der Förderung der Netzanschlussspannung nicht unterbrochen.

Hier ist zum Beispiel ein kurzer Entwurfsplan für ein netzgebundenes 3000-W-Solarstromsystem für Privathaushalte.

Das Design erfordert eine Dachfläche von etwa 30 ^m² und umfasst 12 265-W-Solarmodule mit einer Gesamtleistung von 3,18 kW. Das PV-System verfügt über einen Satz 3000-W-Solarwechselrichter, greift über den ursprünglichen Innenstromverteilerkasten auf das 220-V-Stromnetz zu und verbindet sich dann über den 220-V-Stromkreis mit dem Niederspannungs-Stromverteilungsnetz des Eigentümers im Innenbereich, bevor es an das Stromnetz angeschlossen wird.

Die maximale Gleichspannung des Wechselrichters (maximale Array-Leerlaufspannung) beträgt 550 V, der maximale Leistungsspannungsverfolgungsbereich beträgt 70–550 V und die Anzahl der MPPT-Kanäle beträgt 1 Kanal/1 Netz. Die Nennbetriebsspannung jedes Solarzellenmoduls beträgt 30,8 V und die Leerlaufspannung beträgt 38,3 V. Unter den Nennarbeitsbedingungen mit einer Umgebungstemperatur von 25 ± 2 °C und einer Sonneneinstrahlung von 1000 W/m2 beträgt die Nennarbeitsspannung des Reihenzweigs der 12 Solarbatterien 369,6 V und die Leerlaufspannung 459,6 V liegen beide innerhalb des zulässigen Eingangsbereichs des Wechselrichters. Daher kann der normale Betrieb aufrechterhalten werden.

Bei Variation der Arbeitsbedingungen und unter Berücksichtigung einer mittleren extremen Umgebungstemperatur von -10 °C beträgt die Arbeitsspannung der Solarzellen am maximalen Leistungspunkt 12 × 30,8 × (0,35 % × 35 + 1) = 415 V, was den Anforderungen entspricht Eingangsspannungsbedarf des MPPT-Punkts mit maximaler Volllast von 550 V. Wenn die mittlere extreme Umgebungstemperatur 42 °C beträgt, beträgt die Arbeitsspannung der Solarzellen am maximalen Leistungspunkt 12 × 31,2 × (-0,35 % × 17 + 1) = 352,1 V und erfüllt damit die Eingangsspannungsanforderung von mindestens 70 V Laden des MPPT-Punkts.

Die Grundkonfiguration dieser Heim-Solarstromanlage finden Sie in der folgenden Tabelle.