Application of photovoltaic off-grid small system

太陽光発電オフグリッド小型システムの応用

お客様の基本的なニーズを理解した上で、まずシステムの主要機器の選択を決定し、次にシステムのスキームを確認します。太陽光発電オフグリッドシステムは厳しい要件であり、ユーザーは電力需要に大きく依存しています。したがって、システムの信頼性は、設計の最初に考慮する必要があります。次に、顧客のニーズを満たすこと、発電量を増やすこと、およびシステムコストを削減することを前提として、顧客の多様なニーズに応じてさまざまなソリューションを提供する必要があります。
 

低コストの小型オフグリッドシステムソリューション
小規模なオフグリッドシステム、主なユーザーは、主に照明、携帯電話の充電などのニーズを満たすために、電気のない貧困地域、人里離れた山岳地帯、遊牧民、観光客から来ています。システムの消費電力は1日あたり5度未満で、負荷電力は1kW未満です。ユーザー電力需要はそれほど緊急ではなく、製品の必要性は信頼性が高く、率直であり、価格は安いです。そのため、PWMコントローラーとインバーターを使用して波を補正し、コントローラー、インバーター、バッテリーを統合することをお勧めします。この方法は、構造がシンプルで、高効率で、配線が便利で、価格が安いです。また、電球や小型テレビを駆動でき、小型ファンにも問題ありません。
 
中小規模の実用的なオフグリッドシステムソリューション
中小規模のオフグリッドシステムの主なユーザーは、牧畜民、島民、中型の漁船、かなり離れた景勝地、一部の通信および監視基地局など、比較的裕福な電力不足の地域から来ています。主に照明、テレビ、扇風機、エアコンなどの生活の基本的なニーズを解決します。システムの毎日の電力消費量は50kWh未満であり、総負荷電力は20kW未満です。ユーザーには電力消費に対する特定のニーズがあり、製品に対する彼らの要求は実用的で信頼性が高く、安価です。
(1)ユーザーが誘導性負荷が少ない場合は、MPPTコントローラーと軽量で安価な高周波絶縁インバーターを使用することをお勧めします。ユーザーが多くの誘導性負荷を持っている場合は、MPPTコントローラーを使用して周波数分離インバーターを処理することをお勧めします。このソリューションは、電力消費に信頼性が高く、衝撃荷重に耐えることができます。
(2)ユーザーの負荷電力が比較的小さいが、電力消費時間が非常に長い場合は、コントローラーとインバーターの分割方式を選択することをお勧めします、発電量を増やすために、より重要なコントローラーとより小さなインバーターを使用することを選択できます、システムコストを削減します。ユーザーの負荷電力が比較的大きいが、電力消費時間が長くない場合は、コントローラーとインバーターの統合ソリューションを選択することをお勧めします。
 

中規模および大規模の信頼性の高いオフグリッドシステムソリューション
中規模および大規模のオフグリッドシステムは、主に工業および商業地域、風光明媚な地域、および頻繁な停電、高電力価格、山と谷の大幅な価格差、太陽光発電がインターネットに接続できないその他の機会で使用されます。メイン;システム負荷電力は20kWを超え250kW未満であり、毎日の電力消費量は500kWh未満です。中小規模のオフグリッドシステムには、さまざまなソリューションがあります。
20kW以上60kW未満のシステムの場合、複数の単相小型オフグリッドインバーターを並列に接続するスキームを選択できます。このスキームは、配線とデバッグがより複雑ですが、価格は比較的低く、柔軟性は高いです。さらに、インバーターの故障があります。システムは実行を続行できます。また、中型および大型のシングルインバーターを使用して、コントローラーとインバーターの分割方式とコントローラーとインバーターの統合方式を選択することもできます。システムの配線は簡単で、デバッグが便利で、燃料発電機セットとハイブリッド電源システムを形成できます。純粋なオフグリッド太陽光発電と比較して、高価なバッテリーを大幅に節約でき、総発電コストは低く抑えられます。60kW以上のシステムでは、現在、DCカップリングの「DCカップリング」とACカップリングの2つのトポロジーがあり、消費電力に応じて選択することができます。
 

大規模マルチエネルギーオフグリッドシステムソリューション
大規模なマルチエネルギーオフグリッドシステムは、主に遠隔地の山岳地帯、島、観光地、および電力網のない電気料金が高い工業および商業の場所で使用され、電力は250kWを超えます。一般に、双方向エネルギー貯蔵コンバーターが使用され、グリッド接続されたインバーターとバッテリーがマイクログリッドシステムに組み合わされます。太陽光発電やエネルギー貯蔵に加えて、通常、風力タービンや燃料火力発電機などの他の発電装置があります。
ほとんどのマイクログリッドは、集中型インバーターと双方向エネルギー貯蔵コンバーターを使用して、AC結合トポロジーを採用しています。
マイクログリッドは、分散型クリーンエネルギーの可能性を完全かつ効果的に発揮し、小容量、不安定な発電、独立した電源の信頼性の低さなどの不利な要因を減らし、システムの安全な運用を確保できます。マイクログリッドの用途は柔軟で、その規模は数キロワットから数十メガワットの範囲です。マイクログリッドは、工場、鉱山、病院、学校、さらには小さな建物でも開発できます。

太陽光発電オフグリッドシステムの構成:
太陽光発電モジュール、オフグリッドインバーター(太陽光発電充電器/インバーターを含む)、エネルギー貯蔵バッテリー(鉛蓄電池/コロイド/鉛炭素/三元リチウム/リン酸鉄リチウムなど)、太陽光発電ブラケット、ケーブル、およびアクセサリ電気ボックスなどはすべて、太陽光発電オフグリッドシステムの重要なコンポーネントです。
オフグリッドシステムとグリッド接続システムの最も大きな違いは、投資収益に基づいています。対照的に、オフグリッドシステムは必要な電源に基づいているため、コンポーネントを選択する際の焦点は異なります。






山に植えたり繁殖したりするための主電源にアクセスできないことがよくあります。このとき、電力網から遠く離れた地域に電力網を支える施設がない場合に、太陽光発電エネルギー貯蔵システムを設置して、合理的な太陽光発電エネルギー貯蔵システムを設計できます。システムは毎日の電力需要を置き換えることができますか?
小型のオフグリッド太陽光発電エネルギー貯蔵システムとグリッド接続システムの違いは、オフグリッドシステムは発電してグリッド自体を通じて使用する必要がないことです。対照的に、グリッド接続システムは、通常、グリッドと組み合わせて機能させる必要があります。その結果、オフグリッドシステムはグリッド接続システムほど単純ではありません。たとえば、インバーターと太陽光発電モジュールの電力は似ていますが、オフグリッドシステムはそうではありません。

オフグリッドシステムを設計する際には、どのようなパラメータを提供する必要がありますか?
1.電気負荷機器の電力
2.負荷の作業時間=実際の総ワット数
3. 雨日数(連続電力供給)を考慮する必要があるかどうか
4.設置場所の光条件と設置の傾き
これらのパラメータを知ることによってのみ、最適な太陽光発電オフグリッドシステムのセットを合理的に設計できます。エネルギー貯蔵バッテリーは、オフグリッドシステムのエネルギー貯蔵方法を貯蔵し、オフグリッドインバーターは使用のための電力を出力することができます。電圧マッチング オフグリッドシステムとグリッド接続システムの電圧 (220V/380V) は、グリッド接続システムの電圧に合理的に対応する必要があります。一般に、オフグリッドシステムの電圧は主に昇圧タイプであり、DC低電圧によって反転されます。ソーラーモジュールとオフグリッドシステムのインバーターの電力が同じであることはめったにありません。各電力需要サイトは、実際の電力消費量に応じて設計する必要がありますが、これはグリッド接続システムとはかなり異なります。一般的なグリッド接続システムでは、通常、xx(キロワット)KWと直接言います。オフグリッドシステムは、現在、DCインバーターACを介して使用されています。オフグリッドシステムの設計が不合理である場合、電力需要が満たされず、システムコンポーネントのハードウェアが損傷します。


太陽光発電+エネルギー貯蔵オフグリッドシステムにはどのようなコンポーネントが必要ですか?
1.太陽電池モジュール
初期の太陽光発電モジュールは、一部のオフグリッドおよび小型太陽光発電システムでのみ使用されていました。その後、太陽光発電グリッド接続アプリケーションの大規模な開発と太陽光発電モジュール技術の年次更新により、モジュールの変換効率は劇的に向上しました。特に、系統連系発電所の中には、敷地資源をフルに活用することで投資収益率を向上させるため、より効率的な部品が必要となるものがあります。もちろん、一般的なオフグリッドシステムは、比較的広い敷地にあるため、コンポーネントの変換効率に高い要件がないため、システム設計でコンポーネントを選択する際に最初に考慮すべきことは、従来のコンポーネントであることがよくあります。

2.太陽光発電ブラケット
太陽光発電ブラケットに不慣れでなければ助かります。また、グリッド接続システムでも使用されます。太陽光発電ブラケット市場には、アルミニウム合金と溶融亜鉛めっきC形鋼の2つの標準的な太陽光発電ラックがあります。溶融亜鉛めっきの亜鉛メッキ層が亜鉛メッキされたC字型スチールブラケットが基準を満たしているかどうかは、耐用年数が20年の基準を満たしているかどうかを意味します。

3.オフグリッドスイッチギア
回路スイッチ全体と雷保護機能を制御します。


4.エネルギー貯蔵バッテリー
(1)鉛蓄電池/ゲル電池:エネルギー貯蔵システムは、通常、メンテナンスフリーの密閉型鉛蓄電池を選択して、後のメンテナンスを減らします。150年の開発を経て、鉛蓄電池は安定性、安全性、価格面で大きな優位性を発揮しています。これらは、現在、エネルギー貯蔵バッテリーアプリケーションの割合が最も高いバッテリータイプであるだけでなく、太陽光発電オフグリッドシステム用の最初のエネルギー貯蔵バッテリータイプでもあります。
(2)鉛炭素電池:従来の鉛蓄電池から進化した技術で、鉛蓄電池の負極に活性炭を添加することで鉛蓄電池の寿命を大幅に延ばすことができます。しかし、鉛蓄電池の技術的な更新として、そのコストはわずかに高くなります。
(3)三元リチウム/リン酸鉄リチウム電池:上記の2種類のエネルギー貯蔵電池と比較して、リチウムイオン電池は、電力密度が高く、充電と放電のサイクルが多く、放電深度が優れているという特徴があります。ただし、追加のバッテリー管理技術(BMS)が必要なため、三元リチウム/リン酸鉄リチウムバッテリーのシステムコストは、通常、鉛蓄電池の2〜3倍です。また、鉛蓄電池/鉛炭素電池と比較すると、熱安定性もわずかに不十分であるため、太陽光発電オフグリッドシステムへの適用比率は高くありません。しかし、技術的な進歩により、三元リチウム/リン酸鉄リチウム電池の市場シェアも徐々に増加しており、これは新しいアプリケーションのトレンドであることは言及する価値があります。



5.ソーラーコントローラー
コントローラーの主な機能は、太陽エネルギーとエネルギー貯蔵バッテリーのオーバーシュートと過放電を制御して、嵐の耐用年数を保護することです。一般的に、コントローラーには光制御の機能があります。日中は充電状態は自動的に放電を停止し、暗くなると放電が始まります。これが、私たちが通常ソーラー街路灯を見る理由です、なぜ誰も日中の自動シャットダウンと夜間の自動照明を制御しないのか。コントローラーの最大充電電流は、コントローラーに装備されたソーラーモジュールによって異なります。たとえば、48V30Aコントローラーの場合、ソーラーモジュールの充電電流は30A未満である必要があります。そうしないと、コントローラーが損傷します。


6.太陽光発電ケーブル
太陽光発電ケーブルには、高温耐性(通常は120°C)、老化防止、紫外線防止、腐食防止などの利点があり、過酷な気象環境や機械的衝撃に耐えることができます。屋外環境では、太陽光発電ケーブルの耐用年数は通常のラインの8倍、PVCケーブルの32倍です。




7.オフグリッドインバーター
(1)交流負荷を考慮ポイントとして取ります。一般負荷は、グループ負荷(照明、ヒーターなど)、誘導負荷(エアコン、モーターなど)、容量性負荷(コンピュータホスト電源など)の3つに分類されます。誘導性負荷が始動するために必要な電流は定格時間の3~5倍であり、一般的なオフグリッドインバーターの150%〜200%の短時間過負荷容量は要件を満たすことができないため、誘導性負荷はインバーターの特別な考慮が必要です。(オフグリッドインバータを誘導負荷に接続する場合、少なくとも2倍の誘導負荷のシステム設計が必要です)。たとえば、オフグリッドインバーターが2P(2 * 750W)のエアコンを駆動するプロジェクトでは、定格電力が3KVA以上のインバーターが標準構成です。もちろん、3種類の利用可能な負荷が同時に存在しますが、最も大きな割合の負荷はインバーターに大きな影響を与えます。
(2)DC側を検討ポイントとして取り上げます。オフグリッドインバーターには太陽光発電充電器が組み込まれており、一般的にMPPTとPWMの2種類があります。技術がアップデートされるにつれて、PWM充電器は段階的に廃止され、MPPT充電器はオフグリッドインバーターの最初の選択肢になります。
(3)その他のオプション。上記の2つの選択方法に加えて、市場には多くの計算式がありますが、ここでは繰り返しません。しかし、一般的な方向性は次のとおりです:1)負荷のサイズとタイプに応じて、オフグリッドインバーターの定格電力を決定します。2)負荷に必要なエネルギー貯蔵バッテリーの放電時間に応じて、エネルギー貯蔵バッテリーパックのkWh値を決定します。3)地域の日照条件と充電時間の要件(たとえば、平均して1日以内に完全に充電する必要がある)に応じて、エネルギー貯蔵バッテリーパックのkWh値を決定し、充電器の電力などを決定します。

(画像はあくまでも参考です)

次に、上記の材料を使用して、完全にオフグリッドのシステムを装備する必要があります。もちろん、インバーター制御も一体化

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