Grid-Bundet Solar Photovoltaic (PV) System

De FLESTE PV-systemer er nettbundne systemer som fungerer sammen med strømmen som leveres av det elektriske selskapet. Et grid-bundet solsystem har en spesiell omformer som kan motta strøm fra nettet eller sende nettkvalitets VEKSELSTRØM til strømnettet når det er overskudd av energi fra solsystemet.

Grid-Bundet Solar PV System

i tillegg kan verktøyet selskapet produsere strøm fra solenergi gårder og sende strøm til nettet direkte.

BOLIG-OG Små Gridbundne PV-Systemer

Gridbundne PV-systemer kan settes opp med eller uten batteribackup. Det enkleste grid-bundet PV-systemet bruker ikke batteribackup, men gir en måte å supplere en brøkdel av strømnettet. Hovedkomponentene i dette systemet er PV-modulene og en omformer.

Residential grid-bundet PV system (Kilde: Wikipedia)

modulene kan kobles i serie til omformeren hvis spenningsgrenser ikke overskrides, eller en separat kombinasjonsboks kan brukes til å kombinere utgangene til ulike moduler parallelt.

omformeren må være en spesiell type som kan kobles direkte til ac-bryteren, så DEN må konvertere DC fra PV-modulene til grid-kompatibel AC og matche fasen av verktøyet sinusbølge.

DET må også kunne koble FRA PV-systemet (ved hjelp av en automatisk overføringsbryter) når rutenettet er nede, så det må være en godkjent omformer som oppfyller UL-standarden 1741. En overføringsbryter er en automatisk bryter som kan bytte laster mellom alternative strømkilder uten å forstyrre strømmen.

et grunnleggende blokkdiagram over et grid-bundet PV-system med serie PV-moduler er vist I Figur 1.

Sammenlignet med et system med batteribackup, er et batterifritt system som dette billigere, enklere å installere og nesten vedlikeholdsfritt. Det har fordelen av ikke å måtte levere all strøm som trengs for hjem eller bedrift; det kan oppveie noen brøkdel av makt og har verktøyet utgjør forskjellen.

hvis nettet er pålitelig, som det er i de fleste urbane områder, gir et batterifritt system den beste ytelsen per dollar brukt.

for mange kommersielle kontorbygg, butikker og industribygg er et batterifritt system fornuftig. Disse typer bygninger er normalt opptatt i dagslys timer, tilsvarende de tider når solenergi ressurs er tilgjengelig.

vanligvis kan modulene installeres på taket av bygningen eller en parkeringsstruktur, slik at land ikke ofres for arrayet. Systemet kan settes opp slik at overflødig strøm selges tilbake til verktøyet, noe som lindrer bekymring for ubrukt kapasitet i helgen eller ferien.

Figur 1 Forenklet Batterifritt Grid-Bundet Solar Pv-System

Ul Standard 1741

garantistene Laboratories® (UL) er en uavhengig organisasjon for produktsikkerhet som skriver standarder for sikkerhet og tester produkter for samsvar.

ul standard 1741 viser krav til omformere, omformere, ladestyringer og samtrafikksystemutstyr for både verktøy-interaktive (grid-bundet) kraftsystemer og for ikke-grid-bundet systemer.

Andre ul-standarder er skrevet for PV-moduler og koblingsbokser, kabler, kontakter, batterier og monteringssystemer. FOR EKSEMPEL angir ul standard 1703 standarder for PV-systemer opptil 1000 V.

Selskaper som mottar ul-sertifisering, kan vise ul-merket på produktet / produktene.

BOLIG-OG Små Grid-Bundet PV-System Med Batteribackup

Grid-bundet PV-systemer med batteribackup kan fortsette å levere strøm når nettet går ned. Systemet kan bytte sømløst til reservestrøm når det oppstår et elektrisk strømbrudd. Samtidig kobler den systemet fra nettet, slik at det ikke sender strøm ut når rutenettet er nede.

Sikkerhetskopierte Laster

et lite system med full batteribackupfunksjon er mye dyrere enn et batterifritt system.

En måte å redusere kostnadene på er å dele systemet i sikkerhetskopierte laster og ikke-sikkerhetskopierte laster, og dermed redusere antall batterier som kreves, spare innledende kostnader og redusere vedlikehold og plassbehov.

Dette alternativet krever rewiring service panel og plassere ikke-sikkerhetskopierte laster på en separat dedikert panel fra de som er sikkerhetskopiert. I hovedsak tilsvarer dette alternativet å ha to systemer, men rewiring et panel kan være et billigere alternativ enn et fullt sikkerhetskopiert system.

et system med sikkerhetskopiert last og ikke-sikkerhetskopiert last er vist i blokkdiagrammet I Figur 2. Panelene er vist å gå til en kombinasjonsboks, men en seriearrangement er et annet alternativ for tilkobling av modulene.

en kombinasjonsboks er en elektrisk tilkoblingsboks for å kombinere utgangene fra flere solcellepaneler til EN DC-utgang.

Figur 2 Forenklet Batteribackupsystem For Deler Av Ac-Belastningen

når systemet er i grid-interaktiv modus, tar omformeren energi fra kildene og sender den til de sikkerhetskopierte belastningene. Hovedbelastningene drives direkte fra rutenettet.

hvis DET er mer energi fra PV-modulene enn det som trengs av de sikkerhetskopierte belastningene, settes overskuddet på nettet gjennom en intern overføringsbryter, noe som resulterer i en kreditt for huseieren (nettmåling).

når nettet er nede eller ute av spesifikasjon, åpnes overføringsbryteren, og bare de sikkerhetskopierte belastningene mottar strøm fra omformeren. Hovedbelastningen er utelukkende avhengig av rutenettet, så de vil være av til strømmen er gjenopprettet.

PV Inverter Dimensjonering

størrelsen på omformeren og batteribackup som kreves for et delvis sikkerhetskopiert system krever en analyse av belastningene som skal settes på sikkerhetskopieringssystemet.

for å estimere strømbehovet for reservelastene, kan strømmen til hver last oppsummeres i et regneark. Motorer trenger mer strøm under start enn under kjøring, så systemet må være dimensjonert basert på startkraft. Fra resultatene av denne analysen kan omformeren, inkludert ulike alternativer, velges. Ett alternativ er å bruke omformere som kan stables.

begrepet stabling refererer til å koble to omformere for å gi split-fase 120/240 v utganger. Et annet alternativ tilgjengelig på noen omformere er å gi en backup motor generator inngang.

Batteribank For PV-System

batteribanken er dimensjonert i henhold til antall dager med autonomi som kreves. Størrelsen kan være basert på historiske mønstre av tid at rutenettet er nede.

generelt blir et system som sikkerhetskopierer rutenettet bare syklet når rutenettet er nede, så dimensjoneringshensyn er annerledes enn i det rutenettfrie systemet, som sykler daglig.

en utladningsdybde på 80% er egnet for et system som sykles sjelden, og antall dager med autonomi er basert på nettytelse i stedet for værmønstre.

den sjeldne sykling betyr at forseglede batterier kan være et godt valg for en backup system fordi de krever mindre vedlikehold enn oversvømte typer.

ulempen med forseglede batterier er at de er dyrere og har kortere levetid enn oversvømte typer.

batterimålere som kan rapportere ladetilstanden, er nyttige for batteribacked-up-systemer. Disse målerne viser spenning, strøm og prosentandel av full ladning.

Et annet alternativ er en strømmåler som overvåker systemets ytelse og varsler brukeren om feilforhold.

Studier har vist at overvåkingssystemer oppmuntrer til energibesparelse og at mer detaljert informasjon fører til mer bevaring.

Små PV-Systemer med Mikroomformere

systemene som vises tidligere tar DC til en sentral inverter og konverterer DEN til AC på det tidspunktet. Et annet alternativ som vokser i popularitet er å bruke en mikroinverter på hver modul.

en mikroinverter er EN DC TIL AC omformer som er dimensjonert for å operere med en enkelt solmodul. Dermed kan det gi maksimal effektpunktsporing for modulen og større effektivitet, spesielt for situasjoner som en enkelt skyggelagt modul som har redusert utgang. Et grunnleggende system er illustrert i Figur 3.

Hver inverter setter ut grid-kompatibel AC som er synkronisert til andre mikroinvertere i systemet. Mikroinvertere installeres parallelt med hverandre for å danne en grenkrets.

forgreningskretsene kombineres ofte i et underpanel. Resultatet er et mer modulært system; hvis en modul eller mikroinverter mislykkes, fortsetter resten av systemet å fungere (ved redusert utgang) fordi de andre mikroinverterne er koblet parallelt og en åpen kildekode ikke påvirker driften av de andre.

den defekte modulen eller mikroinverteren kan repareres uten å ta resten av systemet frakoblet; den defekte modulen må imidlertid fjernes for service.

noen moduler er utstyrt med en innebygd mikroinverter og kretser for å optimalisere utgangen.

Innebygde mikroomformere har ikke tilgang TIL DC-kretsene fra PV-modulen, men de eliminerer DC-ledninger, kontakter, kombinasjonsbokser og så videre. Dette forenkler installasjonen, noe som gjør det totale systemet effektivt og kostnadseffektivt. Det eliminerer også HØYSPENTE DC-kretser (så mye som 600 V), slik at mikroomformersystemet er sikrere enn høyspenningssystemer med en sentral omformer.

Figur 3 Grunnleggende Mikro inverter System. DC fra hver modul konverteres til ac hvor den er koblet til andre mikroomformere i systemet.

Kommersielle OG Institusjonelle PV-Systemer

Kommersielle og institusjonelle solar PV-systemer kan tilby stordriftsfordeler og har ofte fordelen av en relativt lavere etterspørsel etter elektrisitet om natten.

De Fleste av disse systemene er designet for å redusere strømforbruket til en større bruker, for eksempel en bedrift, skole eller produksjonsanlegg, slik at systemet er designet for å være et nettbundet PV-system.

Noen få systemer er utformet som off-grid-systemer for eksterne applikasjoner, for eksempel ET PV-system som ble installert for en marine helligdom På Farallones-Øyene.

marine sanctuary hadde tidligere importert diesel for å drive generatorer for elektrisitet. I tillegg til å supplere strøm, er et annet program for kommersielle og institusjonelle virksomheter å gi en solenergi bensinstasjon for sine ansatte eller publikum til å bruke.

solcellepanelene er montert over en parkeringsplass, og de leverer ladestrøm til elbiler, en utmerket match av den tilgjengelige ressursen til behovet (lading av elbiler). Figur 4 viser en solenergi bensinstasjon.

mange lokalsamfunn og offentlige enheter tilbyr disse stasjonene på offentlige parkeringsanlegg for å oppmuntre til bruk av elektriske kjøretøy og for å redusere utslippene.

Figur 4 Solfyllingsstasjon. Solmodulene til denne bensinstasjonen brukes til å lade elektriske biler.

UTILITY Grid-Bundet PV-Systemer

i enkelte områder har verktøy konstruert store PV-arrayer som er utformet for å mate strøm til nettet. Verktøy har mange forskjellige hensyn for å implementere solar PV-systemer fordi de leverer strøm i stedet for å konsumere det.

når et kraftselskap vurderer å legge til solenergi, blir systemet først analysert og modellert for å bestemme effekter, lastbalansering, lasting av utstyr og problemer med strømkvalitet.

den totale kostnaden, for eksempel eventuelle nye overførings-og distribusjonssystemer som kreves, og virkningen på eksisterende anlegg, for eksempel reduserte drivstoffkostnader, vurderes.

i noen tilfeller kan det være mer økonomisk å utvikle distribuerte systemer ved hjelp av mindre solceller utplassert på bestemte matere for å håndtere tilleggsbelastning og redusere kapitalkostnader.

Distribuerte systemer kan også redusere linjerelaterte kostnader på grunn av strømmen som spres i overføringslinjer.

Gjennomgå Spørsmål

1. hva er kravet til grid-bundet PV-omformere?
2. hva er to grunner til å ha et grid-bundet PV-system som ikke er sikkerhetskopiert?
3. hvordan er dimensjonering av et batterioppsett i et GRID-bundet PV-system forskjellig fra dimensjonering av et batterioppsett i et grid-fritt system?
4. hvorfor er konstant systemovervåking nyttig for et grid-bundet PV-system?
5. hvilke kostnadsfaktorer bør verktøy vurdere for å legge solar PV ressurser som et hus ikke trenger å vurdere?

Svar:

1. Grid-bundet PV-omformere må synkronisere sin utgang med verktøyet og kunne koble fra solsystemet hvis rutenettet går ned.
2. (1) et system som er utformet for å supplere strømnettet og ikke erstatte det når som helst, trenger ikke sikkerhetskopiering, så installasjonen er forenklet. (2) Batteribackup er dyrt, tar opp plass og krever regelmessig vedlikehold.
3. i et RUTENETT-bundet PV-system må batteriet bare erstatte nettet under strømbrudd, så sannsynligheten og lengden på strømbrudd er nøkkelfaktoren for å bestemme batteristørrelsen. I et frittstående system er nøkkelfaktoren for å bestemme batteristørrelsen været på stedet og utsiktene for lange perioder med skyer eller regn som vil hindre systemet i å fungere på sitt beste.
4. systemovervåking kan gi grunnleggende ytelsesdata for systemet og bidra til å finne problemer med systemet.
5. noen faktorer som verktøy må vurdere er lastbalansering; lasting av utstyr; problemer med strømkvalitet; totale kostnader, inkludert eventuelle nye overførings-og distribusjonssystemer; samt mange andre faktorer.