Da die Welt zunehmend auf erneuerbare Energien setzt,Integrierte Solar-, Speicher- und Ladelösungen (oft als „Solarspeicherladung“ bezeichnet) sind unverzichtbar geworden, um sicherzustellen, dass Solarenergie effektiv genutzt, gespeichert und genutzt wird. In diesem Blog untersuchen wir die Prinzipien hinter diesen Lösungen, die beteiligten Komponenten und ihre typischen Anwendungen anhand einer Fallstudie eines integrierten Solar-, Speicher- und Ladesystems von GREEN POWER.
Typische Anwendungen
Eine der häufigsten Anwendungen für ein integriertes Solarspeicher-Ladesystem sind Solarprojekte im kommunalen Maßstab. Bei landesweiten Solarinitiativen ist es beispielsweise üblich, Solar-Carports in Gemeinschaftsbereichen wie Straßen oder Dorfplätzen zu errichten. Diese Carports sind mit Solarpaneelen, Akkumulatoren und Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EVs) ausgestattet.
Stellen Sie sich einen Solar-Carport mit 20 Standard-Stellplätzen auf einer Fläche von ca. 320 Quadratmetern vor. Der Carport selbst wird auf 500 Quadratmeter erweitert, um Solarpaneele unterzubringen. Durch die Installation von rund 200 Einheiten mit 550-W-Modulen (jedes nimmt etwa 2,5 Quadratmeter ein) kann die gesamte Solarstromerzeugungskapazität 110 kW erreichen.
Beim Entwurf eines solchen Systems ist die Konfiguration der Speicherbatterie von entscheidender Bedeutung. Aufgrund von Platzbeschränkungen wird oft ein verteiltes Lagerschrankdesign bevorzugt, um den Platzbedarf zu minimieren. Beispielsweise könnte ein 100-kW-/209-kWh-Speichersystem implementiert werden, das bei 0,5 °C entlädt und bei Volllast etwa 1,8 Stunden lang 100 kW Leistung bereitstellen könnte. Aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte und Sicherheitsmerkmale werden hierfür typischerweise Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) verwendet.
Die Ladestationen können im Split-Body-Design konfiguriert werden, was eine Flexibilität je nach spezifischer Leistungsabgabe der Transformatoren und Speichersysteme ermöglicht. Je nach Projektanforderungen sind sowohl AC- als auch DC-Ladestationen kompatibel.
Prinzipien und Komponenten des Solar-Speicher-Ladesystems
Ein integriertes Solarspeicher-Ladesystem besteht typischerweise aus mehreren Schlüsselkomponenten:
1. **Solarmodule**:Diese aus kristallinem Silizium hergestellten Panels wandeln Sonnenenergie in Strom um. Sie sind so konzipiert, dass sie verschiedenen Wetterbedingungen wie Regen, Hagel und Wind standhalten. Die Panels können in Reihe und parallel geschaltet werden, um die gewünschte Leistungsabgabe zu erreichen.
2. **Netzgekoppelter Wechselrichter**:Dieses Gerät wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, der den Anforderungen des Netzes entspricht.
3. **Energiespeichersystem (ESS)**:Hierzu zählen auch die Akkumulatoren, die den von den Solarpaneelen erzeugten überschüssigen Strom speichern. In unserem Beispiel wird ein 209-kWh-LiFePO4-Batteriesystem verwendet, das für seine Sicherheit und Effizienz bekannt ist.
4. **Leistungsumwandlungssystem (PCS)**:Das PCS steuert das Laden und Entladen der Akkus und verwaltet die Umwandlung zwischen Gleich- und Wechselstrom. Es kommuniziert mit dem Batteriemanagementsystem (BMS), um sicherzustellen, dass die Batterien sicher geladen und entladen werden.
5. **AC-Verteilerschrank**:Dieser Schrank verbindet den Wechselrichter und das PCS mit dem Netz und enthält verschiedene Schutzvorrichtungen wie Leistungsschalter, Überspannungsschutz und Messsysteme.
6. **Ladestationen**:Diese Stationen fungieren als Last für das System und versorgen Elektrofahrzeuge mit Strom. Sie können auf die spezifischen Anforderungen des Projekts zugeschnitten werden und bieten Optionen für AC- und DC-Laden.
7. **Überwachungssystem**:Ein umfassendes Überwachungssystem sammelt Daten von den Solarmodulen, ESS und Ladestationen und lädt sie auf eine cloudbasierte Verwaltungsplattform hoch. Dies ermöglicht eine Echtzeitüberwachung und -steuerung des gesamten Systems.
Systemdesign und -integration
Der Gesamtentwurf eines integrierten Solarspeicher-Ladesystems umfasst mehrere entscheidende Schritte:
1. **Solarstromsystemdesign**:In unserem Beispiel sind die Solarmodule so konfiguriert, dass sie 110 kWp erzeugen, mit der Möglichkeit, sie je nach verfügbarer Carportfläche anzupassen. Der Wechselrichter ist entsprechend dimensioniert, entweder mit einer einzelnen 110-kW-Einheit oder zwei 50-kW-Einheiten.
2. **Design des Energiespeichersystems**:Das Speichersystem nutzt ein verteiltes „All-in-One“-Design, das flexibler ist und eine Vielzahl von Kapazitätsoptionen bietet. Beispielsweise integriert der intelligente Speicherschrank ENSE 209KWH-2H1 eine 209-kWh-Batterie und ein 100-kW-PCS in einem einzigen Gehäuse.
3. **Ladestationskonfiguration**:Ladestationen gelten innerhalb des Systems als elektrische Verbraucher. Ihre Konfiguration hängt von der verfügbaren Kapazität des Transformators ab. Wenn das Speichersystem vollständig für die Stromversorgung der Ladestationen verantwortlich ist, müssen die PCS entsprechend dimensioniert werden. Eine skalierbare Lösung könnte mehrere parallel arbeitende 100-kW-PCS-Einheiten umfassen.
4. **Kontroll- und Überwachungssysteme**:Das System wird über eine zentrale Steuerung verwaltet, die die BMS-, Brandschutz-, HVAC-, Überwachungs- und Energiemanagementsysteme (EMS) integriert. Das Überwachungssystem stellt sicher, dass alle Komponenten, einschließlich Solarpanels, Speichereinheiten und Ladestationen, optimal funktionieren.
Systembetriebslogik
Der Betrieb eines integrierten Solarspeicher-Ladesystems wird durch das Verhältnis zwischen Solarstromerzeugung und Ladestationslast bestimmt:
- **Wenn Solarleistung ≤ Ladelast**:Der gesamte aus Solarenergie erzeugte Strom wird zum Laden der Fahrzeuge genutzt, eventuelle Defizite werden durch das Netz ergänzt.
- **Wenn Solarleistung > Ladelast**:Der überschüssige Strom wird in den Batterien gespeichert, die während der Strompreisspitzenzeiten entladen werden können, um die Kosten zu optimieren.
Detaillierte Komponentenaufschlüsselung
Lassen Sie uns tiefer in die im System verwendeten Komponenten eintauchen:
Sonnenkollektoren
Bei den Solarmodulen handelt es sich bei diesem Projekt um herkömmliche monokristalline Module mit einer Fläche von jeweils 2,5 Quadratmetern und einer Leistung von 550 W. Auf einer Fläche von 520 Quadratmetern sind insgesamt 200 Panels installiert, die eine Gesamtleistung von 110 kW erbringen. Bei einer durchschnittlichen täglichen Erzeugung von 3,2 Stunden voller Leistung wird erwartet, dass das System jährlich etwa 120.000 kWh erzeugt.
Netzgekoppelter Wechselrichter
Der Wechselrichter ist ein entscheidendes Element im Solarstromsystem und wandelt Gleichstrom von den Solarmodulen in Wechselstrom um. Das ausgewählte Modell ist ein 110-kW-Wechselrichter, der auf die spezifischen Anforderungen dieses Projekts zugeschnitten ist.
Energiespeichersystem
Das ESS ist eine Schlüsselkomponente, die dafür sorgt, dass überschüssiger Solarstrom für die spätere Nutzung gespeichert wird. Der intelligente Speicherschrank ENSE 209KWH-2H1 integriert eine 209-kWh-LiFePO4-Batterie und ein 100-kW-PCS und ermöglicht so ein effizientes Energiemanagement.
Batteriemanagementsystem (BMS)
Das BMS überwacht Spannung, Strom und Temperatur der Batterie und sorgt so für einen sicheren und effizienten Betrieb. Außerdem verwaltet es die Lade- und Entladevorgänge, wodurch die Lebensdauer der Batterie verlängert und die Systemstabilität aufrechterhalten wird.
Ladestationen
Für dieses Projekt umfassen die Ladestationen eine Kombination aus 7-kW-Wechselstromeinheiten und 60-kW-Gleichstromeinheiten und bieten so Flexibilität bei den Ladeoptionen. Die Stationen sind mit verschiedenen Schnittstellen zur Benutzerinteraktion ausgestattet, darunter Kartendurchzug und mobiles Bezahlen.
Überwachungssystem
Der Smart Energy Manager (SEM) von GREEN POWER dient als lokalisierter Energiemanagement-Hub und ermöglicht eine Echtzeit-Datenüberwachung und Integration mit übergeordneten EMS-Einheiten. Das System unterstützt die Fernüberwachung und -steuerung und liefert wertvolle Einblicke in die Systemleistung.
Abschluss
Die integrierten Solarspeicher-Ladelösungen von GREEN POWER bieten einen umfassenden Ansatz für das Management erneuerbarer Energien. Durch die Kombination von Solarstromerzeugung, Energiespeicherung und Laden von Elektrofahrzeugen in einem einzigen, zusammenhängenden System bieten diese Lösungen eine flexible und skalierbare Möglichkeit, den wachsenden Bedarf an sauberer Energie zu decken. Ganz gleich, ob es sich um ein Gemeinschaftsprojekt oder eine größere Anlage handelt, die Systeme von GREEN POWER sind darauf ausgelegt, den Energieverbrauch zu optimieren, Kosten zu senken und Nachhaltigkeit zu fördern.
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Webseite:www.fgreenpv.com
Email:Info@fgreenpv.com
WhatsApp:+86 17311228539
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.09.2024
