¿Cómo diseñar un sistema de energía solar conectado a la red para su hogar?

Hoy presentaremos un diseño de sistema de energía solar doméstico por debajo de 10kW, que se instala en el techo de la casa y se conecta a la red de 220V o 380V. La capacidad máxima de instalación es del 25% de la capacidad del transformador de nivel superior.

Elija el sitio de instalación apropiado

El techo de la casa generalmente adopta la estructura de tejas y la estructura de cemento, por lo que es necesario ir al sitio para una inspección antes de la instalación, ya que no todos los techos son adecuados para la instalación de paneles solares.

En primer lugar, se requiere determinar si la capacidad de carga del techo puede cumplir con los requisitos. Los requisitos de carga del equipo del sistema de energía solar para el techo son superiores a 30 kg/m ² . En general, las casas de estructura de cemento construidas en los últimos 5 años pueden cumplir con los requisitos, mientras que las casas de estructura de ladrillo construidas hace 10 años deben investigarse cuidadosamente.

En segundo lugar, se requiere verificar si hay sombras en el área circundante. Incluso una pequeña cantidad de sombras afectará la capacidad de generación de energía, como calentadores de agua, postes de servicios públicos, árboles altos, etc. Además, si hay emisiones de polvo cerca de la carretera y las casas, los módulos deben estar contaminados, afectando así la capacidad de generación de energía.

Por último, pero no menos importante, es necesario verificar la orientación del techo y el ángulo de inclinación. Cuando el panel solar mira hacia el sur y tiene el mejor ángulo de inclinación, la capacidad de generación de energía es la más alta. Si mira hacia el norte, se perderá una gran cantidad de capacidad de generación de energía.

Elija el panel solar apropiado

Los paneles solares tienen tres tipos de polisilicio, silicio monocristalino y película delgada. Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas. En las mismas condiciones, la eficiencia del sistema fotovoltaico solo está relacionada con la salida nominal de los paneles solares y no tiene una relación directa con la eficiencia de los paneles solares. El módulo de panel fotovoltaico tiene dos tipos de celdas solares de 60 y 72 unidades. El sistema de energía solar conectado a la red para el hogar es generalmente de pequeña escala y difícil de instalar. Por lo tanto, se recomienda utilizar paneles solares de 60 piezas, que tienen un tamaño pequeño, peso ligero y fácil instalación.

Elija el soporte de montaje apropiado

Según las condiciones del techo, se pueden seleccionar soportes de aluminio, soportes de acero en forma de C, soportes de acero inoxidable y otros soportes. Además, después de tener en cuenta factores como la resistencia del soporte de montaje del panel solar, el costo del sistema de energía solar y la utilización del área del techo, el ángulo de inclinación del panel solar debe minimizarse tanto como sea posible para reducir la superficie de recepción del viento. aumentando así la fuerza del soporte, reduciendo el costo del soporte bajo la premisa de no reducir significativamente la capacidad de generación de energía del sistema (la disminución no más del 1%).

Las fugas son un problema al que se debe prestar atención durante la instalación del sistema de energía solar. El sistema fotovoltaico será seguro si tiene un buen rendimiento a prueba de agua. El soporte fotovoltaico se monta en el techo para soportar el conjunto y se conecta al techo. Su diseño adopta el método top-top, que no perforará ni dañará la impermeabilización original de la cubierta. El bloque de presión adopta la estructura prefabricada, que no requiere fundición en el sitio y evita la destrucción de la capa impermeable del techo por la instalación del soporte de montaje del panel solar.

Diseño de conexión serie-paralelo de paneles solares

En este sistema de energía solar conectado a la red, las células solares están conectadas en serie para formar una rama de cadena. La conexión en serie se utiliza para elevar el rango de voltaje de entrada desde el voltaje de CC al inversor. Debe garantizar que las celdas solares no excedan el rango de voltaje de entrada del inversor bajo diversas condiciones de radiación solar y temperatura ambiente.

El voltaje de trabajo está alrededor del voltaje de trabajo nominal del inversor, que tiene la mayor eficiencia. El inversor monofásico de 220V tiene una tensión nominal de entrada de 360V. El inversor trifásico de 380V tiene una tensión nominal de entrada de 650V. En cuanto al inversor de 3000 W, si está equipado con un panel solar de 260 W con un voltaje de trabajo de 30,5 V, el voltaje de trabajo es de 366 V en total para 12 piezas y la potencia es de 3,12 kW, que es la mejor. El inversor de 10kW está equipado con un panel solar de 260W, 40 piezas, 20 cadenas para cada una, el voltaje es de 610V y la potencia total es de 10,4kW, que es la mejor.

Selección de cables

En el sistema de energía solar doméstico, se recomienda utilizar el cable de cobre. Debido a que la unión del panel solar MC4, el terminal de cableado de salida del inversor solar y el terminal de cableado del interruptor de conexión a red están hechos de núcleo de cobre. Si adopta el alambre de aluminio, y el alambre de cobre está conectado directamente al alambre de aluminio, se formará una especie de batería química, que es la corrosión electroquímica. Provocará el mal contacto entre el cobre y el aluminio, aumentando así la resistencia de contacto. En caso de paso de corriente, la parte de contacto tiene un aumento de temperatura, lo que acelera la corrosión de contacto y aumenta la resistencia de contacto, provocando así un círculo vicioso hasta quemarse. Los terminales de salida del El inversor solar también está hecho de cobre. Si se utiliza el alambre de aluminio, el diámetro debe ser mayor. Por ejemplo, para el inversor de 30kW, está diseñado para usar el cable de cobre de 10 m ² o el cable de aluminio de 16 m ² . Si el área del cable aumenta y el terminal de cableado a prueba de agua tiene un área limitada, es posible que no pueda tolerarlo. Además, todavía es necesario seleccionar los cables de cobre flexibles BVR de varios hilos en lugar del cable de cobre duro BV, ya que es fácil que el cable de cobre duro tenga un mal contacto con el terminal del cableado, y el sitio de giro todavía tiene tensión, causará fácilmente aflojamiento de pernos y mal contacto.

Esquema de diseño de sistema de energía solar común para el hogar

En cuanto a los sistemas fotovoltaicos domésticos comunes, el monofásico es generalmente de 3kW a 8kW, y el trifásico es generalmente de 4kW a 10kW. Si está permitido, se recomienda utilizar un sistema de energía solar trifásico conectado a la red, porque en las mismas condiciones, el sistema fotovoltaico trifásico conectado a la red tiene menos inversión y mayor capacidad de generación que el sistema de energía solar monofásico conectado a la red. . Por ejemplo, en cuanto al sistema de energía solar conectado a la red de 10kW, si está conectado a la red monofásica, necesitará 2 inversores conectados a la red, 4 cadenas de paneles solares para entrada de CC, 8 cables de CC y 2 interruptores para CA. producción. Sin embargo, si está conectado a la red eléctrica trifásica, sólo necesitará 1 Inversor en red , 2 cadenas de paneles solares para entrada de CC, 4 cables de CC y 1 interruptor para salida de CA. El sistema solar con conexión a red trifásica tiene menor corriente, menores pérdidas y mayor eficiencia que el que tiene conexión a red monofásica. El sistema solar trifásico conectado a la red tiene menos influencia en la red eléctrica y no se detendrá debido a la promoción del voltaje de conexión a la red.

Por ejemplo, aquí hay un breve plan de diseño de un sistema de energía solar conectado a la red de 3000 W para el hogar.

El diseño requiere una superficie de techo de unos 30 m ² y adopta 12 piezas de paneles solares de 265 W y la potencia total es de 3,18 KW. El sistema fotovoltaico adopta 1 juego de inversor solar de 3000 W, accede a la red eléctrica de 220 V en la caja de distribución de energía interior original y luego se conecta con la red de distribución de energía de bajo voltaje interior del propietario a través del circuito de 220 V antes de ser enviado a la red eléctrica.

El voltaje de CC máximo del inversor (voltaje de circuito abierto de matriz máximo) es de 550 V, el rango de seguimiento de voltaje de potencia máxima es de 70 ~ 550 V y la cantidad de canales MPPT es de 1 canal/1 red. El voltaje operativo nominal de cada módulo de celda solar es de 30,8 V y el voltaje de circuito abierto es de 38,3 V. En las condiciones de trabajo nominales con una temperatura ambiente de 25±2 ℃ y una irradiancia solar de 1000 W/m2, el voltaje de trabajo nominal de la rama en serie de las 12 baterías solares es de 369,6 V y su voltaje de circuito abierto es de 459,6 V, que están dentro del rango de entrada permitido del inversor. Por lo tanto, puede mantener un funcionamiento normal.

En la variación de las condiciones de trabajo, considerando que la temperatura ambiente extrema media es -10℃, la tensión de trabajo de las celdas solares en el punto de máxima potencia es de 12 × 30,8 × (0,35% × 35 + 1) = 415V, satisfaciendo el requisito de voltaje de entrada del punto MPPT de carga completa máxima de 550 V. Cuando la temperatura ambiental extrema media es de 42 ℃, el voltaje de trabajo de las celdas solares en el punto de máxima potencia es de 12 × 31,2 × (-0,35 % × 17 + 1) = 352,1 V, lo que cumple con el requisito de voltaje de entrada de 70 V como mínimo. cargando el punto MPPT.

Consulte la siguiente tabla para conocer la configuración básica de este sistema de energía solar doméstico.