Comprehensive Guide sa Residential PV-Storage System Design and Configuration

Pangunahing binubuo ang isang residential photovoltaic (PV)-storage system ng mga PV module, mga baterya ng pag-iimbak ng enerhiya, mga inverter ng storage, mga aparato sa pagsukat, at mga sistema ng pamamahala sa pagsubaybay. Ang layunin nito ay upang makamit ang pagiging sapat ng enerhiya, bawasan ang mga gastos sa enerhiya, babaan ang mga emisyon ng carbon, at pagbutihin ang pagiging maaasahan ng kuryente. Ang pag-configure ng residential PV-storage system ay isang komprehensibong proseso na nangangailangan ng maingat na pagsasaalang-alang sa iba't ibang salik upang matiyak ang mahusay at matatag na operasyon.

I. Pangkalahatang-ideya ng Residential PV-Storage System

Bago simulan ang pag-setup ng system, mahalagang sukatin ang resistensya ng DC insulation sa pagitan ng PV array input terminal at ng lupa. Kung ang resistensya ay mas mababa sa U…/30mA (U… ay kumakatawan sa pinakamataas na output boltahe ng PV array), ang mga karagdagang hakbang sa saligan o pagkakabukod ay dapat gawin.

Ang mga pangunahing pag-andar ng residential PV-storage system ay kinabibilangan ng:

• Pagkonsumo sa sarili: Paggamit ng solar energy upang matugunan ang mga pangangailangan sa enerhiya ng sambahayan.
• Peak-shaving at lambak-pagpuno: Pagbabalanse ng paggamit ng enerhiya sa iba't ibang panahon upang makatipid sa mga gastos sa enerhiya.
• Backup power: Pagbibigay ng maaasahang enerhiya sa panahon ng pagkawala.
• Pang-emergency na supply ng kuryente: Pagsuporta sa mga kritikal na load sa panahon ng grid failure.

Kasama sa proseso ng pagsasaayos ang pagsusuri sa mga pangangailangan ng enerhiya ng gumagamit, pagdidisenyo ng PV at mga sistema ng imbakan, pagpili ng mga bahagi, paghahanda ng mga plano sa pag-install, at pagbalangkas ng mga hakbang sa pagpapatakbo at pagpapanatili.

II. Pagsusuri at Pagpaplano ng Demand

Pagsusuri sa Demand ng Enerhiya

Ang detalyadong pagsusuri sa pangangailangan ng enerhiya ay kritikal, kabilang ang:

• I-load ang profiling: Pagkilala sa mga kinakailangan sa kuryente ng iba't ibang kagamitan.
• Pang-araw-araw na pagkonsumo: Pagtukoy sa karaniwang paggamit ng kuryente sa araw at gabi.
• Pagpepresyo ng kuryente: Pag-unawa sa mga istruktura ng taripa upang ma-optimize ang sistema para sa pagtitipid sa gastos.

Pag-aaral ng Kaso

• Profile ng User:
  • Kabuuang konektadong pagkarga: 8.2 kW
  • Kritikal na pagkarga: 3.6 kW
  • Pagkonsumo ng enerhiya sa araw: 10 kWh
  • Pagkonsumo ng enerhiya sa gabi: 20 kWh
• System Plan:
  • Mag-install ng PV-storage hybrid system na may araw na PV generation na nakakatugon sa mga hinihingi sa pagkarga at nag-iimbak ng labis na enerhiya sa mga baterya para magamit sa gabi. Ang grid ay nagsisilbing pandagdag na pinagmumulan ng kuryente kapag hindi sapat ang PV at storage.

• III. System Configuration at Component Selection

  1. Disenyo ng PV System

  • Laki ng System: Batay sa 8.2 kW load ng user at pang-araw-araw na pagkonsumo ng 30 kWh, inirerekomenda ang 12 kW PV array. Ang array na ito ay maaaring makabuo ng humigit-kumulang 36 kWh bawat araw upang matugunan ang pangangailangan.
  • Mga Module ng PV: Gumamit ng 21 single-crystal 580Wp modules, na nakakakuha ng naka-install na kapasidad na 12.18 kWp. Tiyakin ang pinakamainam na pag-aayos para sa maximum na pagkakalantad sa sikat ng araw.

  Pinakamataas na kapangyarihan Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Pinakamainam na operating boltahe Vmp [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Pinakamainam na operating kasalukuyang Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  Buksan ang circuit boltahe Voc [V]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
  Short circuit kasalukuyang Isc [A]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Episyente ng module [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Output power tolerance	0~+3%
  Temperature coefficient ng maximum power[Pmax]	-0.29%/℃
  Koepisyent ng temperatura ng boltahe ng bukas na circuit [Voc]	-0.25%/℃
  Temperature coefficient ng short circuit current [Isc]	0.045%/℃
  Mga Karaniwang Kundisyon ng Pagsubok (STC): Light intensity 1000W/m², temperatura ng baterya 25℃, kalidad ng hangin 1.5

  2. Sistema ng Imbakan ng Enerhiya

  • Kapasidad ng Baterya: Mag-configure ng 25.6 kWh lithium iron phosphate (LiFePO4) na sistema ng baterya. Tinitiyak ng kapasidad na ito ang sapat na backup para sa mga kritikal na load (3.6 kW) para sa humigit-kumulang 7 oras sa panahon ng mga outage.
  • Mga Module ng Baterya: Gumamit ng modular, stackable na mga disenyo na may mga enclosure na may rating na IP65 para sa panloob/panlabas na mga instalasyon. Ang bawat module ay may kapasidad na 2.56 kWh, na may 10 modules na bumubuo sa kumpletong sistema.

  3. Pagpili ng Inverter

  • Hybrid Inverter: Gumamit ng 10 kW hybrid inverter na may pinagsamang PV at mga kakayahan sa pamamahala ng imbakan. Kabilang sa mga pangunahing tampok ang:
    • Pinakamataas na PV input: 15 kW
    • Output: 10 kW para sa parehong grid-tied at off-grid na operasyon
    • Proteksyon: IP65 rating na may grid-off-grid switching time <10 ms

  4. Pagpili ng PV Cable

  Ang mga PV cable ay nagkokonekta ng mga solar module sa inverter o combiner box. Dapat nilang tiisin ang mataas na temperatura, pagkakalantad sa UV, at mga kondisyon sa labas.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Single-core, na-rate para sa 1.5 kV DC, na may mahusay na UV at paglaban sa panahon.
  • TÜV PV1-F:
    • Flexible, flame-retardant, na may malawak na hanay ng temperatura (-40°C hanggang +90°C).
  • UL 4703 PV Wire:
    • Double-insulated, perpekto para sa rooftop at ground-mounted system.
  • AD8 Lumulutang Solar Cable:
    • Submersible at hindi tinatablan ng tubig, angkop para sa mahalumigmig o aquatic na kapaligiran.
  • Aluminum Core Solar Cable:
    • Magaan at cost-effective, ginagamit sa malakihang pag-install.

  5. Pagpili ng Energy Storage Cable

  Ikinonekta ng mga storage cable ang mga baterya sa mga inverter. Dapat nilang hawakan ang matataas na agos, magbigay ng thermal stability, at mapanatili ang electrical integrity.

  • UL10269 at UL11627 Cable:
    • Manipis na pader na insulated, flame-retardant, at compact.
  • XLPE-Insulated Cable:
    • Mataas na boltahe (hanggang sa 1500V DC) at thermal resistance.
  • Mga High-Voltage DC Cable:
    • Idinisenyo para sa magkakabit na mga module ng baterya at mga high-voltage na bus.

  Inirerekomendang Mga Detalye ng Cable

  Uri ng Cable	Inirerekomendang Modelo	Aplikasyon
  PV Cable	EN 50618 H1Z2Z2-K	Pagkonekta ng mga PV module sa inverter.
  PV Cable	UL 4703 PV Wire	Mga instalasyon sa bubong na nangangailangan ng mataas na pagkakabukod.
  Cable ng Imbakan ng Enerhiya	UL 10269, UL 11627	Mga compact na koneksyon sa baterya.
  Shielded Storage Cable	EMI Shielded Battery Cable	Pagbawas ng interference sa mga sensitibong system.
  Mataas na Boltahe Cable	XLPE-Insulated Cable	Mga high-current na koneksyon sa mga system ng baterya.
  Lumulutang na PV Cable	AD8 Lumulutang Solar Cable	Madaling tubig o mahalumigmig na kapaligiran.

IV. Pagsasama ng System

Isama ang PV modules, energy storage, at inverters sa isang kumpletong system:

1. Sistema ng PV: Idisenyo ang layout ng module at tiyakin ang kaligtasan ng istruktura na may naaangkop na mga sistema ng pag-mount.
2. Imbakan ng Enerhiya: Mag-install ng mga modular na baterya na may wastong BMS (Battery Management System) na pagsasama para sa real-time na pagsubaybay.
3. Hybrid Inverter: Ikonekta ang mga PV array at baterya sa inverter para sa tuluy-tuloy na pamamahala ng enerhiya.

V. Pag-install at Pagpapanatili

Pag-install:

• Site Assessment: Suriin ang mga rooftop o ground area para sa pagkakatugma sa istruktura at pagkakalantad sa sikat ng araw.
• Pag-install ng Kagamitan: Ligtas na i-mount ang mga PV module, baterya, at inverter.
• Pagsusuri ng System: I-verify ang mga koneksyon sa kuryente at magsagawa ng mga functional na pagsubok.

Pagpapanatili:

• Mga Karaniwang Inspeksyon: Suriin ang mga cable, module, at inverter kung may pagkasira o pagkasira.
• Paglilinis: Regular na linisin ang mga PV module upang mapanatili ang kahusayan.
• Malayong Pagsubaybay: Gumamit ng mga tool sa software upang subaybayan ang pagganap ng system at i-optimize ang mga setting.

VI. Konklusyon

Ang isang mahusay na disenyo ng residential PV-storage system ay naghahatid ng pagtitipid sa enerhiya, mga benepisyo sa kapaligiran, at pagiging maaasahan ng kuryente. Ang maingat na pagpili ng mga bahagi tulad ng mga PV module, mga baterya ng pag-iimbak ng enerhiya, mga inverter, at mga cable ay nagsisiguro sa kahusayan at mahabang buhay ng system. Sa pamamagitan ng pagsunod sa wastong pagpaplano,

mga protocol sa pag-install, at pagpapanatili, maaaring i-maximize ng mga may-ari ng bahay ang mga benepisyo ng kanilang pamumuhunan.