Izgara dışı güneş enerjisi kurulumları neden sadece 12, 24, 48 VDC?


24

Şebeke dışı güneş enerjisi projesi için 50kW üretmek istiyorum. İdeal olarak, yüksek güçlü bir akü invertörü ve şarj kontrolörü ile yüksek voltajlı bir DC akü sistemine sahip olmak istiyorum.

Sadece birkaç tane yüksek VDC (384V) invertör ve şarj kontrol cihazı buldum ve bunlar Çinli üreticilerden. Onlardan almak için biraz tereddüt ediyorum.

Tüm büyük şirketler yalnızca 12, 24 ve 48 VDC kullanır. Bunun en yaygın olduğunu ve bir ev için çok fazla güce ihtiyaç duymadığınızı anlıyorum, ancak 48 VDC'de 50kW üretmek istiyorsanız 1000A'dan fazla! Bunu 48V inverterlere paralel olarak çalıştırırsam, 10 veya daha fazla invertere ihtiyacım olur. Bu çok tel ve iş.

Bu ürünleri 48 VDC'de kapatmalarının elektriksel bir nedeni var mı?


9
Daha az elektriksel ve düzenleyici (yasal) düşünüyorum. 48V'nin altında, genellikle düşük voltaj olarak sayılır ve farklı düzenlemeler uygulanır (daha düşük standartlar, elektrikçi olmak zorunda değilsiniz, vb.) Ama bu sadece bir tahmin.
JRE,

1
Kurduğum Pv Paneller İnvertöre 380V DC veriyor, kayıpları azaltıyor ... Oğlum için tasarladığım sistemde 24V akü bankası olacak. DC, AC'den farklı olarak kasları kilitlediğinden bazıları tarafından daha tehlikeli olarak kabul edilebilir. Diğerleri zaten selv işaret etti ...
Solar Mike

5
12V, 24V ve 48V, güneş enerjisi sistemiyle uyumlu bir batarya sistemi (genellikle 12V kurşun-asit bazlı) oluşturmaya çalışıyorsanız, hoş yuvarlak sayılardır. Bu nedenle, özellikle çok katlı 12V'ların bile tipik olarak sunulmasının nedeni budur.
J ...

9
50kW BÜYÜK bir ızgara sistemidir!
pjc50

5
Bu gerçekten çok büyük bir kurulum. Bu ne için? Burada birkaç ev elektrik tüketimi için yeterli güneş enerjisi planlıyorsunuz. Bu ticari bir kurulum için mi? Yani, sadece paneller ve bir invertör için 40-50 bin dolar arıyorsunuz. Evet, hepsini bağlamak için bir sürü kabloya ve kabloya ihtiyacınız var. Rakamlar büyük, evet, ama senin projen de. Artık 50kW'lık bir sistemi artık hoparlör kablosu ve birkaç araç aküsü ile birleştiremezsiniz.
J ...

Yanıtlar:


30

60VDC, UL 60950-1'de belirtildiği gibi Güvenlik Ekstra Düşük Voltaj veya SELV için kesmedir. Düşük voltajlı olmanın yanı sıra, SELV devreleri de elektriksel boşluk ve malzeme gereksinimi olan yeniden yalıtımlı izolasyon ile şebekeden izole edilmiştir .

Genel olarak, SELV voltajları 'dokunma emniyetlidir', yani doğrudan temasta şok riski oluşturmazlar. 48V, bir miktar marjla bu SELV barajının altına düşüyor. Aynı zamanda seri olarak bağlanmış dört adet '12V' kurşun-asit aküdür (tam şamandıra şarjda yaklaşık 58.8V'a kadar.)

SELV seviyesinin üzerindeki voltajlar, hat voltajıyla aynı sınıfta kabul edilir ve tipik olarak takılması için bir elektrik teknisyeni gerektirir. Nedeni? Elektrikçiler, uygun malzemelerin kullanımı, sigortalama, hata koruması, muhafazalar ve kablo tesisatı dahil, potansiyel olarak ölümcül gerilimlerle yanlışlıkla temasa karşı korumaya yönelik kodları ve teknikleri bilirler.

Daha fazlası için: https://www.edn.com/electronics-blogs/power-supply-notes/4414411/What-does-SELV-mean-for-power-supplies


7
ABD'de dijital telefonlar -48vdc kullanır. PoE (Ethernet üzerinden Güç) 48 DC ile sınırlıdır. Bu SELV standardı ve daha eski versiyonlar, on yıllardır kullanılmaktadır. Otomobillerde ve kamyonlarda açık terminaller SELV değerlerini aşamaz.
Sparky256

1
@ Sparky256 Yanlış, POE 802.3af ve bt, 57VDC ile sınırlıdır.
Jack

11
@JackCreasey Tamam, düzeltilmiş durumdayım çünkü onu bir başka özel standartla birlikte ekleyemedim.
Sparky256

Güzel araştırma. Not: DC kesintileri bana biraz saçma geliyor. 120V @ 100kHZ, dokunmaya karşı 50VDC'den çok daha güvenlidir. Birincisi çok sayıda standart ekipman çalıştırır, ancak üreticiler fişe (çok ucuz) bir redresör koymadıkça sertifika vermeyebilir.
personal_cloud

Avustralya’da, bu tür kurulumları yasal olarak kurmak için hala bir elektrik teknisyeni olmanız gerektiğine dikkat çekiyor - duvardan geçen kablolama ile temelde her şeyi yapmak için bir elektrikçi olmanız gerekiyor; Bir ampulü değiştirmek için elektrikçi olmanız gereken kısa bir süre bile vardı.
nick012000

29

Sahaya monte edilmiş akü donanımı, SELV'nin dışına yardım olmadan giremez.

Şebeke dışı sistemlerin çoğunun DC bara gerilimi üzerindeki birincil sınırlama, aslında dokunma güvenliği sınırlarından (60VDC / 42.4VAC SELV limiti) kaynaklanmaktadır, ancak bunun nedeni bunu kimlerin kurması nedeniyle değildir . Bunun yerine, sorun parça kullanılabilirliğidir: kurşun-asit tekli hücreler ve şebeke dışı sistemlerde kullanılan boyutlardaki monobloklar genellikle üretilebilirlik ve uygulama çeşitliliği sorunları nedeniyle dokunmatik terminallerde mevcut değildir. Ortama bağlı olarak, dokunma güvenliği sınırı olarak bir batarya dolabı veya batarya odası kullanarak veya fabrikada monte edilmiş ve listelenmiş bir enerji depolama sistemi kullanarak, bunun bir sonraki sorunumuza yol açmasıyla bir miktar üstesinden gelinebilir.

DC şalt zordur

Hafif hizmet tipi LV AC şebeke şalt sistemi (MCB'ler ve ilgili montaj / yayın sistemleri, ayrıca eritilebilir anahtarlar / ayırıcılar, bahçe tipi şebeke sigortaları vb.) Elbette tipik kullanım voltajları için hazırdır. Bununla birlikte, bu donanımın yalnızca sınırlı bir alt seti DC servisi için derecelendirilmiştir ve eğer öyleyse, derecelendirmeleri yaklaşık 48-60VDC ile sınırlı olacaktır. Ayrıca, yüksek DC gerilimler için derecelendirilmiş olmasına rağmen, güneş enerjisi hizmetine yönelik ayırıcılar ve bunlar, büyük şemada çok düşük kısa devre / kesme derecelerine sahiptir. Bunun nedeni güneş panellerinin doğal olarak olmasıdır.mevcut sınırlı kaynaklar: dizginiz ne kadar uzun olursa olsun, ne yaptığınız önemli değil, derecelendirilmiş Isc değerinden çok fazla çıkmayacak ve güneş paneli Isc değerleri de kilo amper değil amper cinsindendir.

Bu , akü dizileri kiloamp sınıfı hata akımlarını (bu bağlamdaki bir şebeke kaynağına kolayca eşdeğer olabilir) ve DC yayları süresiz olduğu için, şebeke gerilimi eşdeğeri DC gerilimlerinde DC servisi için daha ağır bir şalt cihazına ihtiyaç duyduğunuz anlamına gelir bir kez kendi kendini sürdüren, sıfır geçişlerde kendi kendini söndürecek olan AC yaylarına karşı vurdu. Ayrıca, DC dereceli endüstriyel tip MCCB'ler ve ağır hizmet tipi eritilebilir anahtarlar gibi daha ağır hizmet dişlileri bile, tek kutuplu kırıcılar için 125VDC ve çok kutuplu cihazlarda çok kutuplu anahtarlama için 250VDC ile sınırlandırılmıştır. 600VDC'ye kadar dereceleri olan bir kaç kaynaştırıcı anahtar varken, bunlar yalnızca birkaç istisna dışında, 300VDC'nin üzerindeki voltajlarda şebeke OCPD servisi için sigorta değerlerinin alınamamasıyla da sınırlıdır .

Kesinti derecelendirmeleri başka bir konudur; 10kA üzerindeki DC sistem kısa devre değerlerini elde etmek için dikkatli bileşen seçimi gerekir ve mevcut olan en sağlam kırıcı ve sigorta tasarımları bile sadece 100kA veya daha az DC kesme derecesine sahiptir.


20

TLDR: Sektörler endüstriyel dişli kullanın ve evler yok 50kw talep var. Gerçekten mi.

Bu yeterince vurgulanamaz:

DC, iğrenç bir müşteridir.

Sık sık sıfır geçişi nedeniyle, doktora, zararsız 5-24 volt DC veya iyi davranışlı 100 - 240 V AC voltajla çalışan bir gençlik ve bir kariyer geçirdikten sonra şikayet etmek kolaydır.

Aynı aralıktaki DC, ortalama bir sarhoşluktur. Açıldığında veya kapatıldığında kesin bir SNAP'si olan çok eski evlerde ve keçe anahtarlarında bulunmuş olabilirsiniz . Bunlar ev gücünün DC olduğu zamanlar ve bir yayın kesilmesini sağlamak için temasları oldukça geniş tutuyorlar. Bunun üzerinde, yayı kesmek için yayı bir yay oluğuna çekmek için tasarlanmış manyetik veya pnömatik "patlamalara" ihtiyacınız vardır. ,

Çünkü DC arkı devam ederse, hemen hemen her şeyi yakar. ( Bu tramvay ateş videosunda arkın ne kadar sürede başlayacağını ve ardından tramvayı parçalara ayıracağını unutmayın. İzlemeye devam edin, birkaç kez daha rahatlatır.)

Kontaktörler ve röleler için DC değerlerine bakın. DC için AC'den çok farklı voltaj değerleri göreceksiniz .

Sonuç olarak, çeşitli düzenlemeler yüksek gerilimi DC'ye alçak gerilimden farklı şekilde davranır ve izin verilen maksimum değerler tipik olarak 30-50 volt aralığındadır.

Hızlı Kapatma

Güneş paneli montajcılarına (çatılarda çalışan) özellikle ilgi çekici iki eşik 2017 Hızlı Kapatma kurallarıdır. Artık itfaiyecilerin çatıya ulaşması için güneş paneli grupları arasında “koridorlar” bırakmalısınız. Bu, hala bitişik olan panel gruplarının olduğu anlamına gelir.

Çatı montajlarında itfaiyeciler için iki şey yapacak bir anahtar bulunmalıdır. a) Bir grup panel içindeki voltajı 80 volt DC veya altına düşürün. b) Gruplar arasındaki voltajı düşürüp 30 volt daha az.

Sistem voltajı 30 volttan azsa, özel bir hüküm gerekmez.

Bu, yüksek voltaj tehlikelerinin doğrudan bir yansımasıdır.

Çatı dışı bir kurulum için bu bir sorun değildir; düşünce için yiyecek.

Uzun pil yığınları daha az güvenilirdir

Piller, hücre başına 1,2 ila 3 voltluk bir dizi hücre dizisidir. Bu nedenle, yüksek voltajlı bir yığında çok fazla hücre vardır. Daha fazla hücre, tüm yığının sınırlanması veya azaltılmasıyla hücre başarısızlığı riski artar. EV'ler bunu exotica pillerle büyük ölçüde fethetmişlerdir, ancak düz eski kurşun asitlerle aynı şansa sahip olamazsınız.

Akü voltajının güneş voltajıyla eşleşmesi gerekmez

Güneş panellerinde yüksek gerilimde (doğal olarak akımın sınırlı olduğuna dikkat ederek) ve pil takımında düşük gerilimde (hiçbir şekilde akım limiti olmayan ve neşeyle patlayacak) yanlış bir şey yoktur. Solar şarj kontrol cihazının bujanı dönüştürmesi gerekebilir , ancak yine de yapıyor.

Gerçekten 50 kW'a ihtiyacınız var mı?

Evet, bunu ticari olarak yapıyor olsaydınız, örneğin bir sunucu çiftliği işletmek ya da ışıklar büyütmek için, o zaman evet - projeyi mevcut invertör donanımına uyan daha küçük parçalara bölerdiniz. Birden fazla invertörün çıkışlarının paralel olamayacağını, çünkü senkronize edemediklerini unutmayın. Birbirleri ile birlikte faz dışı kalırlarsa, bu aralarında ölü bir kısa tutar . Eviricilerin birbirleriyle veya ızgarayla otomatik olarak senkronize olmalarını bekliyorsanız, bu beklentiyi sıfırlayın.

Eğer bu ticari bir girişimse, örneğin uzaktaki bir madende vantilatör ve pompa çalıştırıyorsanız, o zaman endüstriyel seviye ekipmanlarına girersiniz ve bunun için burun kanaması fiyatlarını ödersiniz. Ucuz Peynir'i düşündüğün gerçeği, bunu ev sahibi meselesi olarak gösteriyor.

Evler yok yapmak bu

"Eko" hareketindeki en büyük hatalardan biri de ünite değişimidir, böylece işlemlerinizi tamamen aynı tutabilirsiniz. Nitrat gübresini çıkarın ve yarasa guano yerleştirin, Roundup'ı çıkarın ve X markıyla değiştirin, ancak yine de aynı şekilde tarlayın . Y markasının yerine X markalı bir bina inşa edin ve LEED sertifikası talep edin (çünkü parçalar LEED'dir), dünyadaki barınma, pasif güneş tasarımı ve sahadaki diğer gerçek kazananları tamamen görmezden gelin . Bu yaklaşım yanlış. Trajik olarak yaygın, ama yanlış kafalı.

Ve dürüst olmak gerekirse, bunu naysayers'tan daha fazla alıyoruz: 200A'lık ana panel kırıcılarına bakmak, 240 ile çarpmak ve 48KW güneş sistemine ihtiyaç duyduklarını ilan etmek ve naysayer, 48kw güneş sisteminin tamamen pratik olmadığını kanıtlamak için derhal bazı rakamları atıyor. Kaka yok Sherlock . Bu durumda naysayer, özellikle uygulamalı bile olsa yaşam dışı yaşam fikrini suikast etmek için ünitenin yerine geçiyor .

Tabii ki, şimdi, 50kw'lık bir güneş sistemi aslında hayal edilebiliyor, ama yine de naysayer'ın "önerdiği" kadar saçma .

Koruma önlemleri alınmayan rastgele bir ev, ortalama olarak 1000 watt çekiyor. Bu, elektrik santrallerini hizmet verilen ev sayısı bakımından değerleyen elektrik şirketlerine göre. Oldukça büyük bir sistem (100KWH pil 100 saat fırtınayı sürecek), bu nedenle yükleri ve bunları en aza indirmeyi, özellikle de 24x7 olan vampir yüklerini düşünmeyi düşünüyorsunuz.

Evinizdeki en büyük vampir yükü invertördür. Yükü olmasa bile, derecelendirmesinin% 1'ini sadece "bükülerek" yakar. Öyleyse 50kw'da, bu 500 watt bir güçtür - ortalama olarak güçlendirilmemiş bir evin ne aldığını hatırlıyor musunuz? Yani zaten oradasın - bu ne kadar israf edici! Bu nedenle inverterleri güvenli bir şekilde boyutlandırmak önemlidir.

Ve bunu dikkatlice yükleri düşünerek ve invertör boyutlandırmasını kontrol eden dev bir müşteriye sahip olmadan yapıyorsunuz .

Dikkatli yük tasarımı

İşte yapmadıklarınız: Eskinizi koruyarak 600 dolarlık yeni bir buzdolabından kaçının, verimsiz olanı güçlendirmek için 3000 dolarlık bir PV kapasitesi sağlamanız gerekir.

Örneğin, elektrik süpürgelik ısısı Right Out'dur. Elektrikli fırın, hayır; gaz kullanın. Bina ısısı pasif güneş enerjisi tasarımından sonra aktif güneş enerjisi sistemi olmalıdır. Sıcak su, depolama tankları ile güneş ısısı.

Adil bir istisna var: Isı pompalaması tamamen mantıklı, çünkü güneş panelinin% 20'nci verimliliği x ısı pompasının% 300-1000'lik verimliliği> muhtemelen güneş ısıllarından elde edebileceğiniz şeyi.

Sonuçta, şebekeden uzak bir evden beklediğiniz tek büyük elektrik yükü klima. Evirici buna göre boyutlandırılır .

Gibi, 48V bol miktarda pil.

İsteğe bağlı sıcak su

Beynimi kısa sürede tam olarak 50kw gerektiren yüke beynimi kırıyorum ve sonucum "talep üzerine sıcak su ısısı". Onları seviyorum ama evet. Hayır sadece hayır.

Bu, iki prensibi ihlal ediyor: PV ile ısı elde etmek ve AC ile ilgilenmeyen bir yük için bir invertör çalıştırmak.

En azından, doğrudan DC'den çekiyorsunuz, belki de her kanal için yalnızca ısıtıcı bu kanalda ısı çağırırken dönen basit güçlendirici çeviricileri kullanarak çekiyorsunuz. Ancak yine de büyük bir ısıtıcıda 3-4 kanal yapmakta olduğunuz için, sadece 3 küçük ısıtıcı yaparsınız - tam tıkaçta bulunur, böylece sıcak suyun tıkaçlara ulaşması için çok uzun, çok pahalı bir bekleme süresi alırsınız (şimdi doldurulmuş borunun sıcak suyu terk edildiğinde).

Bunu yapmanın doğru yolu, muhtemelen bir ısı pompası ile güçlendirilmiş, büyük bir depolama tankı ile güneş ısısını kullanmaktır. Depolama tankı alabildiğin kadar sıcaktır (mümkünse 90C), daha sonra kullanım sıcak suyu elde etmek için ısı alışverişi yapılır veya bir ısı pompası (tanklı) su ısıtıcısı için ısı emici olarak kullanılır. Isı pompaları "yokuş aşağı" pompalanırken daha verimlidir, böylece büyük güneş enerjili sıcak su tankı doğrudan kullanılmasa bile çok fazla PV enerjisi tasarrufu sağlar.


50kWp muazzam - bu yeterince abartılamıyor. Önemli elektrik kullanımıyla bile, şebekeden bağımsız 3-4 hanelere hizmet verecek kadar büyük. Bu, ticari boyutlu bir kurulumda sınır.
J ...

2
@J ... Verimli olmaya çalışmayan ya da oldukça geniş ve lüks olan 3-4 ev.
Harper - Monica'yı yeniden kurun

Gerçekten verimli olmaya çalışmamakla birlikte, mutlaka büyük olmaya da katılıyorum. 50kWp, yaklaşık 50kWh civarında bir yıllık ortalama enerji üretmelidir (standart İngiltere verim ~ 1kWh / kWp / yıllık - muhafazakar). Ortalama ABD'deki hanehalkı yaklaşık 10kWh / yıl tüketmektedir; bu nedenle, şebekeye bağlı bir eve kıyasla atipik bir şey yapmama ihtimalinin 5 ortalama haneye daha yakın olduğunu söyleyebiliriz. Güneşli ABD'de herhangi bir yer muhtemelen verime% 50-70 eklerdi, bu yüzden evet, bu durumda elektriğe 7-8 haneye daha yakın.
J ...

@J ... İnvertörün, genellikle ortalama gücün 10 katı kadar olan gücü arttırması gerektiğini unutmayınız. Büyük cihazlarınızdaki devre değerlerine bakın. Bir 50kW invertör 4 büyük haneye servis vermez. Muhtemelen bir klima bile değil. (Son kez doğal gazla çalışan bir iklimlendirme sistemine baktığımda, kWH başına 35 sent ödememe rağmen ekonomik değildi. Her neyse, hiç kimse her zaman evlerinin yakınında çalışan bir motor istemiyor).
personal_cloud

1
@personal_cloud Açıkçası, 50kW güneş enerjisi kurulumunun tek bir evin kullanabileceğinden daha fazla enerji üreteceği açıktır. OP, şebeke dışı bir konut uygulaması için bunu düşünüyorsa, ihtiyaç duyduklarından yaklaşık% 80 daha fazla elektrik üreteceklerdir. Ve şebekeden ayrıldıkları için, tüm projenin finanse edilmesine yardımcı olmak için fazlalığı şebekeye bağlayıp satmayacaklar ... ki bu da onu bir tür aptal veya ticari olmayan bir ticari girişim için tasarladı.
J ...

3

En uygun DC gerilimi, takacağınız pil türüne de bağlıdır. Kurşun asit daha ekonomiktir ancak ~ 1000 şarj boşalma döngüsünden sonra yıpranır ve yüksek voltajlı bir sistem için çok sayıda seri kablo bağlamanız gerekir. Li-Ion piller, yüksek voltaj konfigürasyonlarında (ca 500 V DC) bulunur; bu, akımlar orantılı olarak daha düşük olduğundan ve daha uzun ömürlü olduklarından kablolama kayıplarını büyük ölçüde azaltır.

Geçen yıl fotovoltaik tarafta 200 ila 900 V DC aralığında ve bir 500 V DC Li-İyon batarya ile "blueplanet hibrid 10.0 TL3" invertör, 10KW kurdum. Akü aslında Çin'den (Byd-HV), inverter Almanya'da üretiliyor. Dezavantajı, ada modunu etkinleştirmek için bellenimin, sertifikasyon gecikmeleri nedeniyle sadece Eylül 2019'un sonunda gelmesi ... Bunun dışında, şebeke etkileşimli modda bir yıldan beri kusursuz çalışıyor ve kablolama ile yapılabilir. 10mm2 güneş kabloları (10 KW kurulumum için).


Güzel araştırma! Hem şebeke hem de şebeke dışı modunu destekleyen bir invertör bulun Zaten bunun için para ödüyorsun. Sisteminizde iyi iş.
personal_cloud

1

Kesinlikle şebekeden bağımsız AC inverterler elde edebilirsiniz. Örneğin, SMA Sunny Island 100kW'a kadar çıkıyor.

https://www.sma-america.com/products/battery-inverters/sunny-island-4548-us-6048-us.html

Ve evet, alternatifleriniz varsa, Çin yapımı eviriciler konusunda da tereddütüm olur. Neyse ki, bu durumda, sanırım yaparsınız.


Yanıt için teşekkürler! Fakat 100kW'a ulaşmak için 12 Sunny Island birimine ihtiyacım olacak. Çok fazla sayıda invertörden kaçınmaya çalışıyorum çünkü daha fazla başarısızlık noktası ve daha fazla kablolama ve çaba var.
Kayıp Köpek
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.