뉴스 - 주거용 PV 저장 시스템 설계 및 구성에 대한 종합 가이드

가정용 태양광(PV) 저장 시스템은 주로 PV 모듈, 에너지 저장 배터리, 저장 인버터, 계측 장치, 그리고 모니터링 관리 시스템으로 구성됩니다. 이 시스템의 목표는 에너지 자립을 달성하고, 에너지 비용을 절감하며, 탄소 배출량을 줄이고, 전력 신뢰성을 향상시키는 것입니다. 가정용 PV 저장 시스템을 구성하는 것은 효율적이고 안정적인 운영을 보장하기 위해 다양한 요소를 신중하게 고려해야 하는 포괄적인 과정입니다.

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, 추가적인 접지 또는 절연 조치를 취해야 합니다.

주거용 PV 저장 시스템의 주요 기능은 다음과 같습니다.

자가 소비: 태양열 에너지를 활용하여 가정의 에너지 수요를 충족합니다.
피크 쉐이빙과 밸리 필링: 다양한 시간대에 걸쳐 에너지 사용을 균형 있게 조절하여 에너지 비용을 절감합니다.
백업 전원: 정전 중에도 안정적인 에너지를 공급합니다.
비상 전원 공급: 전력망 장애 시 중요한 부하를 지원합니다.

구성 프로세스에는 사용자 에너지 요구 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 자세한 에너지 수요 분석이 중요합니다.

부하 프로파일링: 다양한 가전제품의 전력 요구 사항을 파악합니다.
일일 소비량: 낮과 밤의 평균 전기 사용량을 결정합니다.
전기 가격: 비용 절감을 위한 시스템 최적화를 위해 관세 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
랜덤 후드	0.2	1	0.2kW
기타 전기	1.2	1	1.2kW
총			8.2kW
표 2 주요 부하 통계(오프그리드 전력 공급)
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
랜덤 후드	0.2	1	0.2kW
조명 전기 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 발전으로 부하 수요를 충족하고, 야간 사용을 위해 잉여 전력을 배터리에 저장하는 PV-저장 하이브리드 시스템을 설치하십시오. PV와 저장 전력이 부족할 때 전력망이 보조 전력원으로 작동합니다.

III. 시스템 구성 및 구성 요소 선택

1. PV 시스템 설계

시스템 크기: 사용자의 8.2kW 부하와 30kWh의 일일 소비량을 기준으로 12kW PV 어레이를 권장합니다. 이 어레이는 수요를 충족하기 위해 하루에 약 36kWh를 생산할 수 있습니다.
PV 모듈: 단결정 580Wp 모듈 21개를 활용하여 12.18kWp의 설치 용량을 달성합니다. 최대 일광 노출을 위한 최적의 배치를 확보하십시오.

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]	13시 15분	13.22	13.29	13시 36분	13시 43분	13.50
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 시험 조건(STC): 조도 1000W/m², 배터리 온도 25℃, 공기 질 1.5

2. 에너지 저장 시스템

배터리 용량: 25.6kWh 리튬철인산(LiFePO4) 배터리 시스템을 구성하십시오. 이 용량은 정전 시 약 7시간 동안 중요 부하(3.6kW)에 충분한 예비 전력을 공급합니다.
배터리 모듈: 실내/실외 설치 시 IP65 등급 외함을 갖춘 모듈식 적층형 설계를 채택하십시오. 각 모듈의 용량은 2.56kWh이며, 10개의 모듈이 전체 시스템을 구성합니다.

3. 인버터 선택

하이브리드 인버터: PV 및 저장 관리 기능이 통합된 10kW 하이브리드 인버터를 사용하세요. 주요 기능은 다음과 같습니다.
- 최대 PV 입력: 15kW
- 출력: 그리드 연결 및 오프그리드 작동 모두 10kW
- 보호: 그리드-오프-그리드 전환 시간 <10ms의 IP65 등급

4. PV 케이블 선택

PV 케이블은 태양광 모듈을 인버터 또는 결합기에 연결합니다. PV 케이블은 고온, 자외선 노출, 그리고 실외 환경을 견뎌내야 합니다.

EN 50618 H1Z2Z2-K:
- 단일 코어, 1.5kV DC 정격, 뛰어난 UV 및 내후성을 갖추고 있습니다.
TÜV PV1-F:
- 유연하고 난연성이 뛰어나며 온도 범위가 넓습니다(-40°C ~ +90°C).
UL 4703 PV 와이어:
- 이중 단열로 옥상과 지면에 설치하는 시스템에 이상적입니다.
AD8 부유형 태양광 케이블:
- 잠수 및 방수 기능이 있어 습한 환경이나 수생 환경에 적합합니다.
알루미늄 코어 태양광 케이블:
- 가볍고 비용 효율적이며 대규모 시설에 사용됩니다.

5. 에너지 저장 케이블 선택

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

UL10269 및 UL11627 케이블:
- 얇은 벽으로 단열성이 뛰어나고 난연성이 뛰어나며 컴팩트합니다.
XLPE 절연 케이블:
- 고전압(최대 1500V DC) 및 열 저항.
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 단열성이 필요한 옥상 설치.
에너지 저장 케이블	UL 10269, UL 11627	컴팩트한 배터리 연결.
차폐형 저장 케이블	EMI 차폐 배터리 케이블	민감한 시스템의 간섭을 줄입니다.
고전압 케이블	XLPE 절연 케이블	배터리 시스템의 고전류 연결.
플로팅 PV 케이블	AD8 부유형 태양광 케이블	물이 많거나 습한 환경.