Kluczowe aspekty dotyczące akumulatorów i falowników do systemu solarnego 10 kW

W miarę wzrostu wykorzystania energii odnawialnej na całym świecie, systemy energii słonecznej stają się coraz bardziej atrakcyjnym rozwiązaniem zarówno do zastosowań mieszkaniowych, jak i komercyjnych. Falownik fotowoltaiczny, będący głównym elementem każdego systemu fotowoltaicznego, odgrywa kluczową rolę w efektywności konwersji energii. Dla osób rozważających instalację fotowoltaiczną o mocy 10 kW określenie odpowiedniej konfiguracji akumulatorów i wybór wysokowydajnych falowników to decyzje krytyczne, które wpływają na wydajność systemu i zwrot z inwestycji.

Dokładne określenie pojemności akumulatora zależy od kilku kluczowych czynników:

• Dzienne zużycie energii:Kompleksowa ocena wszystkich obciążeń elektrycznych, w tym oświetlenia, urządzeń i sprzętu
• Pożądany okres autonomii:Czas trwania zasilania rezerwowego wymaganego w okresach bez wytwarzania energii słonecznej
• Technologia baterii:Wybór pomiędzy chemią kwasowo-ołowiową i litowo-jonową o różnych właściwościach
• Sprawność falownika:Straty konwersji podczas transformacji prądu stałego na prąd przemienny
• Napięcie systemowe:Zgodność pomiędzy wymaganiami dotyczącymi zestawu akumulatorów i falownika

Podstawowy wzór na określenie pojemności akumulatora:

Pojemność akumulatora (Ah) = (Dzienne zużycie (Wh) × Dni autonomii) / (Napięcie systemu (V) × Głębokość rozładowania (%) × Wydajność falownika (%))

Przykładowe obliczenia dla systemu o dziennym zużyciu 10 kWh, 1-dniowym czasie pracy, konfiguracji 48 V, głębokości rozładowania 80% (lit) i sprawności falownika 95% dają zapotrzebowanie na pojemność około 274 Ah. Wdrożenie zazwyczaj wymaga trzech akumulatorów 12 V/100 Ah ułożonych szeregowo-równolegle.

Charakteryzujące się niższymi kosztami początkowymi i dojrzałą technologią, akumulatory te charakteryzują się większą wagą, krótszą żywotnością i ograniczoną głębokością rozładowania. Nadaje się do zastosowań oszczędnych, gdzie względy związane z przestrzenią i wagą są drugorzędne.

Oferując doskonałą gęstość energii, dłuższą żywotność i możliwość głębszego rozładowania, rozwiązania oparte na litie charakteryzują się wyższą ceną. Technologia ta zyskała znaczny udział w rynku wraz ze stałym spadkiem kosztów produkcji.

Nowoczesne instalacje fotowoltaiczne wykorzystują trzy podstawowe architektury inwerterów:

• Falowniki stringowe:Najpopularniejsza konfiguracja, w której wiele paneli łączy się szeregowo ze scentralizowanym falownikiem
• Mikroinwertery:Indywidualna konwersja na poziomie panelu dla systemów z wyzwaniami związanymi z cieniowaniem lub orientacją
• Optymalizatory mocy:Podejście hybrydowe łączące optymalizację na poziomie panelu ze scentralizowaną inwersją

Falowniki o dużej mocy 10 kVA przeznaczone do zastosowań komercyjnych zazwyczaj charakteryzują się:

• Napięcie wyjściowe 220-230 V przy częstotliwości 50 Hz
• Obciążalność prądowa przy pełnym obciążeniu około 49A
• Sprawność operacyjna od 75% do 90%
• Czysta fala sinusoidalna z całkowitym zniekształceniem harmonicznym mniejszym niż 5%.
• Płynne czasy przejścia poniżej 10 sekund w przypadku awarii sieci

Zaawansowane modele obejmują cyfrowe przetwarzanie sygnału, kompleksowe mechanizmy zabezpieczające i zintegrowane możliwości monitorowania za pośrednictwem interfejsów LCD. Nowoczesne projekty kładą nacisk na kompaktową obudowę, redukcję hałasu i solidną ochronę przeciwprzepięciową.

Prawidłowa realizacja instalacji fotowoltaicznej wymaga zwrócenia uwagi na:

• Warunki środowiskowe wpływające na wydajność panelu
• Charakterystyka obciążenia elektrycznego i wzorce zapotrzebowania
• Wymagania regulacyjne dotyczące wzajemnych połączeń sieciowych
• Wymagania konserwacyjne zapewniające długoterminową niezawodność

Ponieważ światowe rynki energii stale ewoluują w kierunku rozwiązań odnawialnych, właściwy dobór rozmiaru systemu i dobór komponentów pozostają podstawą osiągnięcia optymalnej wydajności i zysków ekonomicznych z instalacji fotowoltaicznych.