Beplanningshulpmiddel vir 'n fotovoltaïese stelsel

Leestyd 6 minute

Opgedateer – 30 Julie 2025

Die oprigting van 'n fotovoltaïese stelsel is nie vuurpylwetenskap nie, maar dit vereis wel 'n sekere mate van leiding, wat hierdie beplanningshulpmiddel poog om te verskaf deur middel van 'n voorbeeld van 'n FV-stelsel.

Vir die wetlike regulasies rakende die installering en inbedryfstelling van PV-stelsels, sien hierFV-stelsels wat aan die openbare netwerk gekoppel is en meer as 600 W krag opwek, moet deur 'n goedgekeurde elektriese kontrakteur geïnspekteer word. Hierdie kontrakteur hanteer gewoonlik ook die registrasieproses.

Wenslys

Die stelsel is ontwerp om ongeveer 2 kW krag op te wek, uitbreidingspotensiaal tot 4 kW te bied, uit so min modules as moontlik te bestaan, elektrisiteit te verskaf selfs in die geval van 'n kragonderbreking, andersins faktureerbare elektrisiteitsverbruik op sonnige dae te minimaliseer, en op 'n gewelfdak wat suid wys, gemonteer te word.

Sodra hierdie wenslys gefinaliseer is, is dit tyd om die komponente te kies. 'n Volledige Onderdelelys word aan die einde van hierdie artikel gelys.

PV-modules

Eerstens moet ons die regulatoriese struikelblokke oorweeg: in Duitsland word modules met 'n glasbedekkingsoppervlakte van tot 2 vierkante meter slegs vir dakinstallasie toegelaat. Groter modules word slegs vir oopruimteinstallasie goedgekeur. En nee, dit is nie die werklike "glas"-bedekkingsoppervlakte wat tel nie, maar eerder, hoe kan dit anders wees, die eksterne afmetings van die module, insluitend die raam...

Lees meer in die MVV BT, daar onder B 3.2.1.25 en B 3.2.1.27.

Dit beteken dat 450 W-modules gewoonlik die boonste limiet is. As jy by die 2 kW-kraglimiet wil bly, sal jy 6 x 330 W installeer, wat 1 980 W behaal. Met inagneming van die doeltreffendheid van 19.7 %, val die keuse op 'n module van Heckert Solar, wat NEMO 2.0 60M, met afmetings van 1 670 x 1 006 mm, vir ongeveer 400 euro. Vir ses eenhede is dit 'n totaal van ongeveer 2 400 euro.

Parallelle / seriekring

Toetsvraag: waarom presies 6 x 330 W = 1 980 W en nie 5 x 400 W = presies 2 000 W nie?

Wel, 'n kykie na die spesifikasies van die beplande omsetter toon dat dit ten minste 64 V GS oopkringspanning benodig om betroubaar te werk, en 'n maksimum van 145 V GS.

Die 330 W-modules produseer 'n oopkringspanning van 41.1 V. Drie hiervan, in serie gekoppel, lei tot 41.1 + 41.1 + 41.1 = 123.3 V GS teen 990 W.

As 'n tweede reeks van drie modules parallel gekoppel word, is die resultaat steeds 123.3 V, maar nou 2 x 990 W = 1 980 W.

Parallelle verbindings moet altyd met dieselfde spanning, en dus dieselfde aantal modules, gemaak word. Die limiet hier is die (aanbevole) maksimum nominale krag van die omsetter van 4 800 W. Daarom kan 'n maksimum van 14 modules parallel gekoppel word, maar dan sal die aanvangspanning, die minimum oopkringspanning van 64 V, nie bereik word nie.
Alternatiewelik sou 'n parallelle verbinding van sewe modules en 'n serieverbinding van 'n tweede parallelle verbinding van sewe modules denkbaar wees. Dit sou dan 7 x 330 W = 2 310 W x 2 = 4 620 W teen 2 x 41,1 V = 82,2 V tot gevolg hê, wat dus aan alle omsetterspesifikasies voldoen.

Die serieverbinding, aan die ander kant, het die maksimum oopkringspanning van die omsetter as sy boonste spanningslimiet, in hierdie geval 145 V. Aangesien jy nie die perke moet oorskry nie, maar rofweg by die aanbevole spanningswaarde moet bly, wat hier as 115 V gespesifiseer word, is 123.3 V 'n goeie beginpunt.

Monteringsmateriaal

Vir 'n gegewe modulewydte van 1 006 mm, is die vereiste monteerraillengte 6 x 1 006 = 6 036 mm, plus 5 x 12 mm moduleafstand (= 60 mm) vir die middelste klampe en 2 x 10 mm (= 20 mm) vir die eindklampe, wat 'n totaal van 6 116 mm maak.

Vir die installering van die 1 670 mm lange modules moes drie relings, elk 4 400 mm lank, gebruik word, waarvan een tot ongeveer 2 000 mm gesny is.

Jy benodig 10 middelste klampe en 4 eindklampe. Jy benodig 14 monteerskroewe. Jy benodig 2 profielverbindings.

'n Keuse van die verskillende produkte van Schletter, een van die toonaangewende verskaffers van PV-monteringstelsels.

Materiaal vir dakmontering

Die monteerrails word met behulp van dakhake aan die styglat (dié waaraan die daklatte vasgemaak is, d.w.s. dié wat loodreg op die dakrand loop) vasgehou.

Alhoewel dakhake nie noodwendig die kleinste deel van die koste verteenwoordig nie, moet hulle spesiale aandag kry: die hele belegging hang letterlik daarvan af!

Dakhakke is beskikbaar vir 'n wye verskeidenheid dakteëlvorms. Daarom moet jy eers die tipe teël bepaal wat geïnstalleer word en dan die dakhake kies. Een dakhaak moet voorsien word vir elke monteerrail per teëlnivelleringslat. As jy dus drie monteerrails het, moet jy die aantal dakhake verdriedubbel.

Elke dakhaak moet met ten minste twee skroewe aan die styging vasgemaak word. Dit beteken twee keer die aantal skroewe wat benodig word in vergelyking met die aantal dakhake.

Elke teël moet versigtig gesny word met 'n uitsparing vir die steunhaak met behulp van 'n kragsnyer. Daar moet 'n bietjie speling aan die regter- en linkerkant wees. Net so moet die haak nie direk op die onderste teël rus nie om te verhoed dat die (ouer) teël onder winddruk of sneeulas breek. Dit vereis ook 'n bietjie speling bo die haak na die onderkant van die teël.

’n Te ruim uitsparing moet vermy word om te verhoed dat dit ’n effektiewe toegangspunt vir perdebye, ander ongediertes of selfs windvlae bied.

Die installering van die dakhake is hier in detail beskryf.

Omskakelaar

'n Hibriede omsetter word as 'n omsetter benodig, bv. die Steca Solarix PLI 5000-48 vir 899 euro. Steca is nog 'n handelsmerk van KATEC, wat ook die handelsmerk besit Kostal en staan vir lang lewensduur en betroubaarheid.

Dit het 'n nominale krag van 4 800 W, beskerm deur 'n 40 A-stroombreker, 'n nominale batteryspanning van 48 V, met 'n maksimum laaistroom via PV en WS-spanning van 140 A, nominaal 80 A. Die WS-aansluiting is 6 .. 12 mm², GS-kant ten minste 35 mm² (beter 50 mm)²) word vereis.

Die muurbevestiging word gedoen deur middel van drie 5 mm-skroewe, wat nie is ingesluit in aflewering.

By die keuse van die installasieplek moet permanente toeganklikheid en die kortste moontlike kabelroete vir die WS-aansluiting, veral(!) die aansluiting op die batterye, verseker word om onnodige verliese te voorkom.

'n LAN-kabelverbinding na die router of skakelaar vir konfigurasie- en diagnostiese doeleindes moet ook oorweeg word.

Die lê van die drie kabelroetes (WS, GS, LAN) in aparte dele Installasiepype 'n Geskikte deursnee word aanbeveel. Die kabels moet nooit in 'n kabelgoot geïnstalleer word nie.

Batterye

Die keuse van batterytipe hang hoofsaaklik af van die belegging: LiFePo4-batterye kos twee tot drie keer soveel as konvensionele sonkrag-AGM-batterye, maar weeg slegs ongeveer 'n derde, wat weglaatbaar is vir stilstaande installasies. In 'n woonwa tel egter elke kilogram wat bespaar word.

Die hoofverskil tussen LiFePo4 en AGM, afgesien van die energiebron wat gebruik word en gewig, is dat LiFePo4-batterye hul spanning byna konstant handhaaf oor die hele ontlaaityd, terwyl AGM-batterye 'n vinniger spanningsval toon.

Verskille in kwaliteit beïnvloed veral die aantal gewaarborgde ontladingsiklusse en die gewaarborgde kapasiteit wat steeds beskikbaar is nadat hierdie getal bereik is.

Die gehalte van AGM-batterye is soortgelyk, maar die verskille is nogal marginaal as jy betroubare vervaardigers verkies. Ervaring en gehalte is onderling afhanklik, en dus ook die prys.

Terloops: krag word gewoonlik in kW gemeet. Batterydrywing in kWh word bereken deur die batterykapasiteit in Ah te vermenigvuldig met die spanning in V. 'n 250 Ah-battery met 13.6 V lewer dus 250 x 13.6 = 3 600 Wh, of 3.6 kWh.

'n Goeie oorsig van LiFePo4-batterye word hierdeur verskaf webwerf, 'n aanbevole AGM-battery is bv. hierdie.

Wanneer u die batterye koppel, moet u altyd die potensieel baie hoë strome (140 A en meer is nie ongewoon nie) in ag neem met betrekking tot die kabeldeursnee wat gebruik moet word (50 mm² en meer)! Die gekoppelde tabel lys WS- en GS-strome, aangesien die kabellas vir WS en GS verskil.

Berekening van kabeldeursnee GS

Hier kan jy die vereiste deursnee van koperkabels vir GS-toepassings bereken, sowel as die spanningsval. Die geel velde is wysigbaar:

Berekening van kabeldeursnee AC

Verskillende voorwaardes geld vir die berekening van kabeldeursnitte in 'n WS-omgewing, en daarom is die volgende berekeningsopsie beskikbaar:

Onderdelelys

Elektriese installasie

• Hibriede omskakelaar Steca Solarix PLI 5000-48
• ? x Batterye 12 V 260 .. 280 Ah (AGM / LiFePo4)

• ? m WS-kabel 3 x 6 mm²
• 3 x buisvormige kabelskoen 6 mm²
• GS-kabel (rooi / swart) 35 mm²
• 2 x ringklemme 35 mm² M6
• Stroombreker 40A (bv. ABB S201B40 S201-B40)
• opsioneel: lekstroomtoestel 40A (ABB F202A-40/0.03 2-polige tipe A)
• 3x installasiepype (plus hoeveelheid volgens totale vereiste lengte)
• Houer vir installasiepype
• ? x Torx-skroewe 4 x 40 mm / deuwels vir die installasiepyphouer
• 3 x Torx-skroewe 5 x 60 mm / deuwels vir omsetter
• ? m GS-kabel 35 mm² of groter
• ? x Ringterminale / poolkonnektors vir batterypole
• ? x Sekeringhouer vir ANL-hoëstroomsekerings
• identiese aantal ANL-hoëstroom-sekerings
• opsioneel: battery-ontkoppelskakelaar (let op maksimum skakelkapasiteit)

PV-modules en kabels

• 6 x 330 W NEMO 2.0 60M
• 2 x Y-verbindings vir parallelle verbinding van die 3 modules wat in serie gekoppel is
• 1 x vereiste kabellengte vanaf die plusaansluiting van die eerste module na die Y-aansluiting (bv. rooi +)
• 1 x vereiste kabellengte vanaf die negatiewe terminaal van die derde module na die Y-konnektor (bv. swart -) – die serieverbinding tussen die positiewe en negatiewe terminale van modules 1, 2 en 3 word tot stand gebring via die kabelkonnektors wat op die modules geleë is.
• 1 x vereiste kabellengte vanaf die plusaansluiting van die sesde module na die Y-aansluiting (bv. rooi +)
• 1 x vereiste kabellengte vanaf die minusaansluiting van die vierde module na die Y-aansluiting (bv. swart -) – die serieverbindings tussen plus en minus van modules 4, 5 en 6 word gemaak via die kabelverbindings wat op die modules geleë is.
• 1 x vereiste kabellengte vanaf die sentrale Y-aansluitingsaansluiting na die omsetter (bv. rooi +)
• 1 x vereiste kabellengte vanaf die sentrale Y-aansluitingsaansluiting na die omsetter (bv. swart -)

Dakmonteringsmateriaal

• 3 x Schletter-monteerrail Eco05 4,400 mm
• ? x Dakhakke – volgens bestaande latte en dakteëlontwerp
• 2 x aantal dakhake – skroewe vir bevestiging in die stellat

Gereedskap

• Krimptang vir buisvormige kabelskoene tot 10 mm²
• Krimptang (met lang hefboom of hidroulies) vir ringklemme tot 50 mm²
• Phillips-skroewedraaier
• Boor / koordlose skroewedraaier
• (Steen) boor- / skroewedraaierpunte
• Ratelstel / momentsleutel 1 .. 3 Nm
• Snyslyper / snyskyf vir beton
• Kabeltrommel met geskikte kabellengte

Notas

Die onderdelelys is nie volledig nie en verskaf slegs leiding rakende die benodigde materiale en gereedskap. Afhangende van die werklike vereistes, moet alle komponente moontlik aangepas word of bykomende items bygevoeg word.

Alle elektriese installasiewerk moet deur gekwalifiseerde personeel uitgevoer word in ooreenstemming met toepaslike regulasies. Wanneer daar aan elektriese installasies gewerk word, moet die kragtoevoer altyd veilig afgeskakel word!
Om onbetrokke derde partye in te lig, moet toepaslike waarskuwingstekens vir die duur van die werk aan die afsluittoestelle aangebring word.

ps Indien u persoonlike ondersteuning met die implementering teen 'n fooi benodig, is u welkom om bespreking maak!