뉴스 - 주거용 PV 저장 시스템 설계 및 구성에 대한 종합 가이드

주거용 태양광(PV) 저장 시스템은 주로 PV 모듈, 에너지 저장 배터리, 저장 인버터, 계량 장치 및 모니터링 관리 시스템으로 구성됩니다. 목표는 에너지 자급자족을 달성하고, 에너지 비용을 절감하고, 탄소 배출을 낮추고, 전력 신뢰성을 향상시키는 것입니다. 주거용 PV 저장 시스템을 구성하는 것은 효율적이고 안정적인 운영을 보장하기 위해 다양한 요소를 신중하게 고려해야 하는 포괄적인 프로세스입니다.

I. 주거용 PV 저장 시스템 개요

시스템 설정을 시작하기 전에 PV 어레이 입력 단자와 접지 사이의 DC 절연 저항을 측정하는 것이 필수적입니다. 저항이 U…/30mA(U…는 PV 어레이의 최대 출력 전압을 나타냄) 미만인 경우 추가 접지 또는 절연 조치를 취해야 합니다.

주거용 PV 저장 시스템의 주요 기능은 다음과 같습니다.

자체 소비: 태양에너지를 활용하여 가정의 에너지 수요를 충족시킵니다.
피크 저감 및 밸리 채우기: 시간대별로 에너지 사용량을 균형 있게 조정하여 에너지 비용을 절감합니다.
백업 전원: 정전 시에도 안정적인 에너지를 제공합니다.
비상 전원 공급 장치: 계통 장애 시 임계 부하를 지원합니다.

구성 프로세스에는 사용자 에너지 요구 사항 분석, PV 및 저장 시스템 설계, 구성 요소 선택, 설치 계획 준비, 운영 및 유지 관리 조치 개요가 포함됩니다.

II. 수요 분석 및 계획

에너지 수요 분석

다음을 포함한 상세한 에너지 수요 분석이 중요합니다.

로드 프로파일링: 다양한 기기의 전력 요구 사항을 식별합니다.
일일 소비: 주야간의 평균 전기사용량을 구합니다.
전기 가격: 비용 절감을 위한 시스템 최적화를 위한 요금 구조를 이해합니다.

사례 연구

표 1 총 부하 통계
장비	힘	수량	총 전력(kW)
인버터 에어컨	1.3	3	3.9kW
세탁기	1.1	1	1.1kW
냉장고	0.6	1	0.6kW
TV	0.2	1	0.2kW
온수기	1.0	1	1.0kW
무작위 후드	0.2	1	0.2kW
기타 전기	1.2	1	1.2kW
총			8.2kW
표 2 중요 부하 통계(오프그리드 전원 공급 장치)
장비	힘	수량	총 전력(kW)
인버터 에어컨	1.3	1	1.3kW
냉장고	0.6	1	0.6kW
온수기	1.0	1	1.0kW
무작위 후드	0.2	1	0.2kW
조명전기 등	0.5	1	0.5kW
총			3.6kW

사용자 프로필:
- 총 연결 부하: 8.2kW
- 임계 부하: 3.6kW
- 주간 에너지 소비량: 10kWh
- 야간 에너지 소비량: 20kWh
시스템 계획:
- 주간 PV 발전을 통해 부하 수요를 충족하고 야간 사용을 위해 초과 에너지를 배터리에 저장하는 PV-저장 하이브리드 시스템을 설치합니다. 그리드는 PV와 저장용량이 부족할 때 보조전원 역할을 한다.

III. 시스템 구성 및 구성 요소 선택

1. PV 시스템 설계

시스템 크기: 사용자 부하 8.2kW, 일일 소비량 30kWh 기준으로 12kW PV 어레이를 권장합니다. 이 어레이는 수요를 충족시키기 위해 하루에 약 36kWh를 생성할 수 있습니다.
PV 모듈: 단결정 580Wp 모듈 21개를 활용하여 설치용량 12.18kWp를 달성합니다. 최대 햇빛 노출을 위한 최적의 배열을 보장합니다.

최대 전력 Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
최적 작동 전압 Vmp [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
최적 작동 전류 Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13시 50분
개방 회로 전압 Voc [V]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
단락 전류 Isc [A]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
모듈 효율 [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
출력 전력 허용 오차	0~+3%
최대 전력의 온도 계수[Pmax]	-0.29%/℃
개방 회로 전압의 온도 계수 [Voc]	-0.25%/℃
단락 전류의 온도 계수 [Isc]	0.045%/℃
표준 테스트 조건(STC): 광도 1000W/m², 배터리 온도 25℃, 공기 품질 1.5

2. 에너지 저장 시스템

배터리 용량: 25.6kWh 리튬인산철(LiFePO4) 배터리 시스템을 구성합니다. 이 용량은 정전 시 약 7시간 동안 중요 부하(3.6kW)에 대한 충분한 백업을 보장합니다.
배터리 모듈: 실내/실외 설치를 위해 IP65 등급 인클로저를 갖춘 모듈식 스택형 디자인을 사용합니다. 각 모듈의 용량은 2.56kWh이며, 10개의 모듈이 전체 시스템을 구성합니다.

3. 인버터 선택

하이브리드 인버터: PV 및 스토리지 관리 기능이 통합된 10kW 하이브리드 인버터를 사용합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다:
- 최대 PV 입력: 15kW
- 출력: 계통 연결 및 독립형 작동 모두 10kW
- 보호: 그리드 오프 그리드 전환 시간이 <10ms인 IP65 등급

4. PV 케이블 선택

PV 케이블은 태양광 모듈을 인버터 또는 결합기 박스에 연결합니다. 고온, UV 노출, 실외 조건을 견뎌야 합니다.

EN 50618 H1Z2Z2-K:
- 1.5kV DC 정격의 단일 코어로 자외선 및 내후성이 뛰어납니다.
TÜV PV1-F:
- 유연성, 난연성, 넓은 온도 범위(-40°C ~ +90°C)를 제공합니다.
UL 4703 PV 와이어:
- 이중 절연으로 옥상 및 지상 장착 시스템에 이상적입니다.
AD8 플로팅 태양광 케이블:
- 잠수정 및 방수 기능이 있어 습하거나 수중 환경에 적합합니다.
알루미늄 코어 태양광 케이블:
- 가볍고 비용 효율적이며 대규모 설치에 사용됩니다.

5. 에너지 저장 케이블 선택

저장 케이블은 배터리를 인버터에 연결합니다. 높은 전류를 처리하고 열 안정성을 제공하며 전기적 무결성을 유지해야 합니다.

UL10269 및 UL11627 케이블:
- 벽이 얇은 절연, 난연성, 소형입니다.
XLPE 절연 케이블:
- 고전압(최대 1500V DC) 및 내열성.
고전압 DC 케이블:
- 배터리 모듈과 고전압 버스를 상호 연결하도록 설계되었습니다.

권장 케이블 사양

케이블 유형	추천 모델	애플리케이션
PV 케이블	EN 50618 H1Z2Z2-K	PV 모듈을 인버터에 연결합니다.
PV 케이블	UL 4703 PV 와이어	높은 단열이 요구되는 옥상 설치.
에너지 저장 케이블	UL 10269, UL 11627	컴팩트한 배터리 연결.
차폐된 저장 케이블	EMI 차폐 배터리 케이블	민감한 시스템의 간섭을 줄입니다.
고전압 케이블	XLPE 절연 케이블	배터리 시스템의 고전류 연결.
플로팅 PV 케이블	AD8 플로팅 태양광 케이블	물에 취약하거나 습한 환경.

IV. 시스템 통합

PV 모듈, 에너지 저장 장치 및 인버터를 완전한 시스템에 통합합니다.

PV 시스템: 모듈 레이아웃을 설계하고 적절한 장착 시스템을 통해 구조적 안전성을 보장합니다.
에너지 저장: 실시간 모니터링을 위해 적절한 BMS(Battery Management System) 통합을 갖춘 모듈형 배터리를 설치합니다.
하이브리드 인버터: PV 어레이와 배터리를 인버터에 연결하여 원활한 에너지 관리를 구현합니다.