光伏储能系统

光伏系统

系统组成

  • 光伏板（PV Panels）：将太阳能转化为直流电（DC）。
  • 逆变器（Inverter）：将直流电转换为交流电（AC），供家庭使用。
  • 储能电池（Battery Storage）：存储多余的电力，以备夜间或阴天使用。
  • 电缆及配件（Cables and Accessories）：连接各个组件，确保系统正常运行。
  • 能量管理系统（EMS）：监控和优化整个系统的运行。

为什么需要光伏系统

  • 省电：通过使用太阳能，可以显著降低电费。
  • 低碳：减少对化石燃料的依赖，降低碳排放，保护环境。
  • 应急：在停电时，储能系统可以提供备用电源。
  • 经济收益：在一些地区，可以将多余的太阳能电力卖回电网，从而获得额外收入。

光伏系统的选购顺序

  1. 确定需求：了解家庭的日均用电量和用电习惯。
  2. 选择光伏板：根据屋顶面积和日照情况选择合适的光伏板。
  3. 选择逆变器：确保逆变器与光伏板匹配，并考虑未来扩展的需求。
  4. 配置储能电池：根据用电需求和备用电源的需要配置电池容量。
  5. 其他配件：选择合适的电缆、支架和能量管理系统。

光伏板的选择

关键参数：

  • Voc（开路电压）：用于系统设计，确定最大光伏板数量。
  • Vmp（最大功率点电压）：功率最大时的电压，Vmp越高，系统效率越高。
  • Imp（最大功率点电流）：在最大功率点时的电流，影响系统的实际输出功率。
  • Isc（短路电流）：短路时的电流，用于设计保护装置。

计算配板数量及连接方式

需要的参数：

  • 家庭日均用电量
  • 屋顶面积和朝向
  • 逆变器的最大输入电压和电流

并联和串联的区别：

  • 串联：将多个光伏板的电压叠加，适合需要高电压的系统。
  • 并联：将多个光伏板的电流叠加，适合需要高电流的系统。

选择方式：

  • 系统设计：根据逆变器的输入参数和系统需求，选择合适的串联和并联组合，以优化系统性能。
  • 效率考虑：串联的光伏板如果受到阴影遮挡，整体效率可能会降低；并联可以减少这种影响，但需要考虑电缆和安装成本。

举例计算

假设：

  • 每块光伏板的功率为300W
  • 每块光伏板的Vmp为36V，Voc为45V
  • 家庭日均用电量为30kWh
  • 日照时间为5小时

计算光伏板数量：

  • 每块光伏板每日发电量 = 300W × 5小时 = 1.5kWh
  • 所需光伏板数量 = 30kWh / 1.5kWh ≈ 20块

串联与并联配置：

  • 假设逆变器最大输入电压为600V：
    • 每串最大光伏板数量 = 600V / 45V ≈ 13块
    • 需要至少两串串联，每串13块，多余7块并入下一串或调整配置。

逆变器

是否选择高功率逆变器

  • 选择高功率逆变器可以方便未来系统扩展，但初期成本较高。
  • 需要平衡当前需求和未来扩展的可能性。

逆变器的基本参数

  • 支持的开路电压范围（Voc）：更宽的范围适应更多样的太阳能电池板配置。
  • 切换时间：越低越好，保证电力设备的连续运行。
  • 功率因数（PF）：理想为1，表示高效利用输入功率。
  • 并机功能：提高系统的可靠性和灵活性。
  • 市电充电电流：影响电池的充电速度。
  • PV充电电流和最大输入电流：决定系统的充电能力和安全性。
  • 感性负载能力：处理感性负载的能力，如电动机。
  • 通讯种类：包括RS232/RS485、Modbus、CAN总线、以太网、Wi-Fi等，选择适合的通讯方式。

储能电池

配置储能电池

所需信息：

  • 家庭日均用电量
  • 需要的备用天数
  • 电池的放电深度和效率
  • 当地气候条件（极端温度）

最佳配置：

  • 根据用电需求和备用时间，计算出所需的电池容量，确保在没有光照的情况下也能满足用电需求。

举例：

  • 家庭日均用电量为30kWh，电池放电深度为80%，效率为95%，需要备用天数为2天。
    • 备用电量 = 30kWh × 2 = 60kWh
    • 电池容量 = 60kWh / (0.8 × 0.95) ≈ 79kWh
    • 如果当地冬季温度较低，需要考虑加热系统的耗电量。
    • 总电池容量 ≈ 85kWh

提问环节

有关光伏板、逆变器和储能系统的任何问题，欢迎提问。

EPS、ESS、BAT 的联系与区别

EPS（Emergency Power Supply）应急电源系统

  • 定义：EPS是指应急电源系统，通常用于在市电中断时提供临时电力，以保证重要负载的连续运行。
  • 用途：在市电断电时，为关键设备（如照明、计算机、安防系统等）提供短时间的应急电力。
  • 特点：切换速度快，通常在毫秒级别，确保设备运行不受影响。容量相对较小，主要用于短时间内的应急供电。

ESS（Energy Storage System）储能系统

  • 定义：ESS是指能源储能系统，主要用于存储电能，以在需求高峰期或市电中断时提供电力。
  • 用途：平衡电力供需，削峰填谷，提高电力系统稳定性。在光伏系统中存储白天多余的太阳能电力，供夜间或阴天使用。作为备用电源，在市电中断时提供长时间的电力支持。
  • 特点：容量较大，可以提供较长时间的电力供应。多种储能技术，如锂电池、铅酸电池、飞轮储能等。通常包含智能能量管理系统（EMS），优化电力使用和储能效率。

BAT（Battery）电池

  • 定义：BAT是指电池，是储能系统的核心组成部分，负责实际的电能存储和释放。
  • 用途：作为ESS的一部分，用于存储电能，供日后使用。直接用于小型设备和应急电源（如EPS）中提供电力。
  • 特点：不同种类的电池，如锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池等，具有不同的容量、效率和寿命。电池的选择和配置影响整个储能系统的性能和寿命。

联系与区别

  • 联系：BAT是ESS的核心组成部分，ESS通常包含多个电池单元（BAT）以及管理控制系统。EPS也可以包含电池（BAT）作为其储能单元。EPS和ESS都用于提供备用电源，但应用场景和持续时间不同。ESS的储能容量更大，应用范围更广，而EPS主要用于短时间的应急供电。
  • 区别：EPS主要用于应急供电，提供短时间内的电力支持；ESS用于长期储能和平衡电力供需，提供更长时间的电力供应。ESS的容量通常远大于EPS，可以应对更长时间的电力中断或需求高峰；EPS的容量相对较小，主要用于紧急情况下的短时供电。ESS包括电池（BAT）、能量管理系统（EMS）等多种组件；EPS则主要依靠电池（BAT）和快速切换机制。