Пособие по проектированию фотоэлектрической системы

Время чтения 6 минут

Обновлено - 2 июня 2024 г.

Установка фотоэлектрической системы - это не ракетостроение, но она требует определенной ориентации, которую данное пособие по планированию призвано обеспечить в контексте образцовой фотоэлектрической системы.

Законодательные нормы, регулирующие установку и ввод в эксплуатацию фотоэлектрических систем, см. здесь. Фотоэлектрические системы, работающие от общественной сети и вырабатывающие более 600 Вт мощности, должны быть одобрены уполномоченной электротехнической компанией. Как правило, эта компания также занимается процедурой регистрации.

Список желаний

Система должна генерировать около 2 кВт мощности, иметь резерв для расширения до 4 кВт, состоять из как можно меньшего количества модулей, обеспечивать подачу электроэнергии даже в случае сбоя в сети, минимизировать потребление электроэнергии в солнечные дни и устанавливаться на скатной крыше, ориентированной на юг.

После того как список пожеланий составлен, наступает время выбора компонентов. Полный Список деталей указаны в конце этой статьи.

фотоэлектрические модули

Прежде всего, необходимо учитывать официальные правила: в Германии модули разрешены только для установки на крыше с площадью стеклянного покрытия до 2 квадратных метров. Более крупные модули разрешены только для отдельно стоящей установки. И нет, важна не фактическая площадь "стеклянного" покрытия, а, как может быть иначе, внешние размеры модуля, то есть включая рамку...

Для чтения в MVV BT, в соответствии с B 3.2.1.25 и B 3.2.1.27.

Это означает, что модули мощностью 450 Вт обычно являются верхним пределом. Если вы хотите уложиться в предел мощности в 2 кВт, то установите 6 x 330 Вт и получите таким образом 1 980 Вт. Учитывая эффективность 19,7 %, выбор падает на модуль от Heckert Solar, который NEMO 2.0 60Mс размерами 1 670 x 1 006 мм по цене около 400 евро. При покупке 6 штук общая стоимость составит около 2 400 евро.

Параллельное / последовательное подключение

Контрольный вопрос: почему 6 x 330 Вт = 1 980 Вт, а не 5 x 400 Вт = ровно 2 000 Вт?

Если взглянуть на технические характеристики планируемого инвертора, то окажется, что для надежной работы ему требуется напряжение открытого тока не менее 64 В постоянного тока, а максимальное значение составляет 145 В постоянного тока.

Модули мощностью 330 Вт генерируют напряжение разомкнутой цепи 41,1 В. Три таких модуля, соединенные последовательно, дают 41,1 + 41,1 + 41,1 = 123,3 В постоянного тока при мощности 990 Вт.

Если параллельно подключить вторую серию из трех модулей, то результат будет все тот же - 123,3 В, но теперь 2 x 990 Вт = 1 980 Вт.

Параллельные соединения всегда должны выполняться с одинаковым напряжением и, следовательно, с одинаковым количеством модулей. Предельным значением здесь является (рекомендуемая) максимальная номинальная мощность инвертора 4 800 Вт. Поэтому параллельно можно подключить максимум 14 модулей, но тогда не будет достигнуто пусковое напряжение, минимальное напряжение разомкнутой цепи 64 В.
В качестве альтернативы можно использовать параллельное соединение 7 модулей и последовательное соединение второго параллельного соединения, состоящего из 7 модулей. В результате получится 7 x 330 Вт = 2 310 Вт x 2 = 4 620 Вт при 2 x 41,1 В = 82,2 В, что соответствует всем техническим характеристикам инвертора.

Последовательная цепь, с другой стороны, имеет максимальное напряжение разомкнутой цепи инвертора в качестве верхнего предела напряжения, в данном случае 145 В. Поскольку вы не должны выходить за пределы, а придерживаться рекомендуемого значения напряжения, которое здесь указано как 115 В, вы вполне можете рассчитывать на 123,3 В.

Материал крепления

При заданной ширине модуля 1 006 мм требуемая длина монтажной шины составляет 6 x 1 006 = 6 036 мм, плюс 5 x 12 мм расстояния между модулями (= 60 мм) для центральных зажимов и 2 x 10 мм (= 20 мм) для концевых зажимов, т.е. всего 6 116 мм.

Для установки модулей длиной 1 670 мм использовались три направляющие, каждая длиной 4 400 мм, одна из которых отрезалась на длину около 2 000 мм.

Требуется 10 центральных зажимов, 4 концевых. Винты для крепления 14 шт. Соединитель профилей 2 шт.

Выбор различных продуктов из Шлеттеродин из ведущих поставщиков фотоэлектрических монтажных систем.

Материал для монтажа на крыше

Монтажные рейки крепятся к обрешетке (к тем, к которым крепится обрешетка крыши, т.е. к тем, которые идут перпендикулярно карнизу) с помощью кровельных крюков.

Хотя кровельные крюки - не самая маленькая часть расходов, им стоит уделить особое внимание: от них в буквальном смысле зависит вся инвестиция!

Кровельные крюки выпускаются для самых разных форм черепицы. Поэтому важно сначала определить используемую черепицу, а затем выбрать кровельные крюки. Для каждой обрешетки следует предусмотреть по одному кровельному крюку на монтажную рейку. При трех монтажных рейках следует рассчитать в три раза большее количество кровельных крюков.

Для крепления каждого кровельного крюка в обрешетке следует использовать не менее двух шурупов. Таким образом, количество шурупов удваивается по отношению к количеству кровельных крюков.

В каждом поддоне необходимо сделать углубление для опорного крюка с помощью шлифовальной машинки. Крюк также не должен опираться непосредственно на нижний поддон, чтобы предотвратить поломку (старого) поддона под давлением ветра или снеговой нагрузки, поэтому над крюком должен оставаться некоторый зазор на нижней стороне поддона.

Следует избегать слишком больших углублений, чтобы предотвратить доступ ос, других вредителей или порывов ветра.

Установка кровельных крюков здесь подробно описаны.

Инвертор

Необходим гибридный инвертор, напр. Steca Solarix PLI 5000-48 по цене 899,- евро. Стека это еще одна торговая марка компании KATEC, которая также владеет Костал и означает долговечность и надежность.

Его номинальная мощность составляет 4800 Вт, предохранитель на 40 А, номинальное напряжение батареи 48 В, максимальный ток зарядки через фотоэлектрические батареи и переменное напряжение 140 А, номинально 80 А. Подключение к сети переменного тока - 6 ... 12 мм²Сторона постоянного тока не менее 35 мм² (лучше 50 мм²) предписано.

Крепление к стене осуществляется с помощью трех винтов диаметром 5 мм, которые не входят в комплект поставки.

При выборе места установки необходимо обеспечить постоянную доступность и кратчайший кабельный путь для подключения к сети переменного тока и, в особенности(!), для подключения к батареям, чтобы избежать ненужных потерь.

Для настройки и диагностики следует также предусмотреть подключение кабеля LAN к маршрутизатору или коммутатору.

Прокладка трех кабельных трасс (AC, DC, LAN) в отдельных Монтажные трубы желательно подходящего диаметра. Запрещается прокладывать кабели в кабельном канале.

Батареи

Выбор типа батареи зависит в первую очередь от желания вложить деньги: Батареи LiFePo4 стоят в два-три раза дороже обычных солнечных AGM-батарей, но весят всего на треть больше, что несущественно для стационарных установок. В автодоме, напротив, каждый сэкономленный килограмм на счету.

Основное различие между LiFePo4 и AGM, помимо источника энергии и используемого веса, заключается в том, что батареи LiFePo4 сохраняют напряжение практически неизменным в течение всего периода разряда, в то время как у батарей AGM напряжение падает быстрее.

Различия в качестве отражаются, в частности, в количестве гарантированных циклов разрядки и гарантированной емкости, которая остается доступной после их завершения.

Качество AGM-аккумуляторов схоже, но различия здесь незначительны, если вы отдаете предпочтение известным производителям. Опыт и качество взаимозависимы, а значит, и цена.

Кстати: когда речь идет о мощности, обычно рассчитывают в кВт. Мощность батареи в кВт/ч рассчитывается из емкости батареи в Ач, умноженной на напряжение в В. Батарея емкостью 250 Ач и напряжением 13,6 В, таким образом, выдает 250 x 13,6 = 3600 Вт-ч, или 3,6 кВт-ч.

Хороший обзор аккумуляторов LiFePo4 можно найти здесь СайтРекомендуемая батарея AGM - это, например. эти.

При подключении батарей всегда учитывайте возможные очень высокие токи (140 А и более - не редкость) с учетом сечения используемого кабеля (50 мм² и многое другое)! Токи переменного и постоянного тока указаны в таблице по ссылке, так как нагрузка на кабель отличается для переменного и постоянного тока.

Расчет сечения кабеля

Здесь можно рассчитать требуемое сечение медных кабелей для постоянного тока, а также падение напряжения. Желтые поля можно редактировать:

Список деталей

Электромонтаж

• Гибридный инвертор Steca Solarix PLI 5000-48
• ? x Аккумуляторы 12 В 260 ... 280 Ач (AGM / LiFePo4)

• ? м Кабель переменного тока 3 x 6 мм²
• 3 x трубчатый кабельный наконечник 6 мм²
• Кабель постоянного тока (красный / черный) 35 мм²
• 2 x кольцевой кабельный наконечник 35 мм² M6
• Автоматический выключатель 40A (например, ABB S201B40 S201-B40)
• Дополнительно: УЗО 40A (ABB F202A-40/0.03 2-полюсное тип A)
• 3x монтажные трубы (плюс количество штук в зависимости от общей требуемой длины)
• Держатель для монтажных труб
• ? x винты Torx 4 x 40 мм / заглушки для установки держателей труб
• 3 x винта Torx 5 x 60 мм / дюбели для преобразователей
• ? м Кабель постоянного тока 35 мм² или больше
• ? x Кольцевые кабельные наконечники / разъемы для полюсов аккумулятора
• ? x Держатель предохранителя для сильноточных предохранителей ANL
• Одинаковое количество высокотоковых предохранителей ANL
• Дополнительно: выключатель для развязки аккумулятора (обратите внимание на максимальную коммутационную способность)

Фотоэлектрические модули и кабели

• 6 x 330 Вт NEMO 2.0 60M
• 2 x Y-коннектора для параллельного подключения 3 последовательно соединенных модулей
• 1 x необходимая длина кабеля от плюсового соединения первого модуля до Y-коннектора (например, красный +)
• 1 x необходимая длина кабеля от минусового разъема третьего модуля до Y-коннектора (например, черный -) - последовательное соединение между плюсом и минусом модулей 1, 2 и 3 осуществляется через кабельные разъемы, расположенные на модулях
• 1 x необходимая длина кабеля от плюсового соединения шестого модуля до Y-коннектора (например, красный +)
• 1 x необходимая длина кабеля от минусового соединения четвертого модуля до Y-коннектора (например, черный -) - последовательные соединения между плюсом и минусом модулей 4, 5 и 6 устанавливаются через кабельные разъемы, расположенные на модулях
• 1 x необходимая длина кабеля от центрального Y-коннектора до инвертора (например, красный +)
• 1 x необходимая длина кабеля от центрального Y-разъема до инвертора (например, черный -)

Материал для крепления на крыше

• 3 x монтажная шина Schletter Eco05 4 400 мм
• ? x Крюки для крыши - в соответствии с существующей обрешеткой и дизайном черепицы
• 2 x количество кровельных крюков - Шурупы для крепления в установочной обрешетке

Инструмент

• Обжимные клещи для трубчатых кабельных наконечников до 10 мм²
• Обжимные клещи (с длинным рычагом или гидравлические) для кольцевых клемм до 50 мм²
• Крестовая отвертка
• Дрель / аккумуляторный шуруповерт
• (Каменная кладка) сверла / насадки для шуруповерта
• Набор трещоток / динамометрический ключ 1 ... 3 Нм
• Отрезная шлифовальная машина / отрезной диск для бетона
• Кабельный барабан с кабелем подходящей длины

Примечания

Список деталей не претендует на полноту и является лишь руководством по необходимым материалам и инструментам. В зависимости от реальных требований все компоненты могут быть адаптированы или дополнены дополнительными элементами.

Все электромонтажные работы должны выполняться квалифицированным персоналом в соответствии с действующими нормами. При работе с электроустановками они всегда должны быть надежно обесточены!
Для информирования посторонних лиц на время проведения работ на отключающие устройства должны быть прикреплены соответствующие знаки.

p.s. Если вам нужна личная поддержка в реализации против оплаты, вы можете прислать Бронирование делайте!