Fotovoltaický systém výroby elektrické energie mimo síť se používá hlavně k řešení základního problému spotřeby elektřiny obyvatel v oblastech bez elektřiny nebo méně elektřiny. Fotovoltaický systém výroby elektrické energie mimo síť se skládá hlavně z fotovoltaických modulů, držáků, ovladačů, střídačů, baterií a systémů distribuce energie. Ve srovnání s fotovoltaickým systémem připojeným k síti má systém off-grid více ovladačů a baterií a střídač přímo pohání zátěž, takže elektrický systém je komplikovanější. Vzhledem k tomu, že systém off-grid může být jediným zdrojem elektrické energie uživatele a uživatel je na systému vysoce závislý, návrh a provoz systému off-grid by měly být spolehlivější.
Běžné konstrukční problémy pro systémy mimo síť
Pro fotovoltaické off-grid systémy neexistuje jednotná specifikace. Měl by být navržen podle potřeb uživatelů, zejména s ohledem na výběr a výpočet komponentů, měničů, ovladačů, baterií, kabelů, spínačů a dalšího vybavení. Před projektováním je třeba dobře provést předběžné práce. Před vytvořením plánu je nutné nejprve porozumět typu zátěže a výkonu uživatele, klimatickým podmínkám místa instalace, spotřebě elektřiny uživatele a poptávce.
1. Napětí modulu a napětí baterie by měly být v souladu. Solární modul PWM regulátoru a baterie jsou propojeny přes elektronický spínač. Uprostřed není indukčnost a další zařízení. Napětí modulu je mezi 1,2 a 2.0násobkem napětí baterie. Pokud se jedná o 24V baterii, vstupní napětí součástky je mezi 30-50V, ovladač MPPT má trubici vypínače a uprostřed induktor a další obvody, napětí součástky je mezi 1.{101} {8}},5násobek napětí baterie, pokud se jedná o 24V baterii, vstupní napětí komponentu je mezi 30-90V.
2. Výstupní výkon modulu by měl být podobný výkonu regulátoru. Například regulátor 48V30A má výstupní výkon 1440VA a výkon modulu by se měl pohybovat kolem 1500W. Při výběru ovladače se nejprve podívejte na napětí baterie a poté vydělte výkon součástky napětím baterie, což je výstupní proud ovladače.
3. Pokud výkon jednoho měniče nestačí, je třeba paralelně zapojit více měničů. Výstup fotovoltaického off-grid systému je připojen k zátěži. Výstupní napětí a proudová fáze a amplituda každého měniče jsou různé. Pokud jsou svorky zapojeny paralelně, měl by být přidán měnič s paralelní funkcí.
Běžné problémy při ladění systémů mimo síť
1 LCD měniče nezobrazuje 01
Analýza selhání
Není zde žádný bateriový DC vstup, napájení invertorového LCD displeje je napájeno z baterie.
02 Možné důvody
(1) Napětí baterie není dostatečné. Když baterie poprvé opustí továrnu, je obecně plně nabitá, ale pokud se baterie delší dobu nepoužívá, bude se pomalu vybíjet (samovybíjení). Systémová napětí mimo síť jsou 12V, 24V, 48V, 96V atd. V některých aplikacích musí být pro splnění systémového napětí zapojeno více baterií do série. Pokud nejsou propojovací kabely správně připojeny, napětí baterie bude nedostatečné.
(2) Vývody baterie jsou obrácené. Vývody baterie mají kladný a záporný pól, obecně je červená připojena ke kladnému pólu a černá k zápornému pólu.
(3) DC vypínač není sepnutý nebo je vadný.
03
Řešení
(1) Pokud napětí baterie nestačí, systém nemůže fungovat a solární energie nemůže baterii nabít, musíte najít jiné místo, kde baterii nabít na více než 30 procent.
(2) Pokud je problém s linkou, použijte multimetr k měření napětí každé baterie. Když je napětí normální, celkové napětí je součtem napětí baterie. Pokud není žádné napětí, zkontrolujte, zda jsou stejnosměrný vypínač, kabelová svorka, konektor kabelu atd. v pořádku.
(3) Pokud je napětí baterie normální, kabeláž je normální, spínač je zapnutý a měnič se stále nezobrazuje, je možné, že měnič je vadný a výrobce by měl být upozorněn na údržbu.
2 Baterii nelze nabíjet
01 Analýza poruch
Baterie se dobíjí fotovoltaickým modulem a ovladačem, případně sítí a ovladačem.
02 Možné důvody
(1) Důvody komponent: napětí komponentu není dostatečné, sluneční světlo je nízké a připojení komponentu a DC kabelu není dobré.
(2) Zapojení obvodu baterie není dobré.
(3) Baterie je plně nabitá a dosahuje nejvyššího napětí.
03 Řešení
(1) Zkontrolujte, zda jsou stejnosměrné spínače, svorky, kabelové konektory, součásti, baterie atd. postupně normální. Pokud existuje více komponent, měly by být připojeny a testovány samostatně.
(2) Když je baterie plně nabitá, nelze ji dobíjet, ale různé baterie mají při plném nabití různá napětí. Například baterie se jmenovitým napětím 12 V má při plném nabití napětí mezi 12,8 a 13,5 V. S tím souvisí měrná hmotnost elektrolytu při plném nabití baterie. Upravte limit maximálního napětí podle typu baterie.
(3) Vstupní nadproud: Nabíjecí proud baterie je obecně 0.1C-0.2C a maximum není větší než 0.3C. Například olověná baterie 12V200AH, nabíjecí proud je obecně mezi 20A a 40A a maximum nemůže překročit 60A. Výkon komponentu by měl odpovídat výkonu regulátoru.
(4) Vstupní přepětí: Vstupní napětí modulu je příliš vysoké, zkontrolujte napětí bateriové desky, pokud je opravdu vysoké, možným důvodem je, že počet řetězců bateriové desky je příliš velký, snižte počet řetězců bateriové desky
3 Měnič ukazuje přetížení nebo nelze spustit 01
Analýza selhání
Výkon zátěže je větší než výkon měniče nebo baterie.
02 Možné důvody
(1) Přetížení měniče: Pokud přetížení měniče překročí časový rozsah a výkon zátěže překročí maximální hodnotu, upravte velikost zátěže.
(2) Přetížení baterie: Vybíjecí proud je obecně 0.2C-0.3C, maximum nepřesahuje 0.5C, 1 12V200AH olověná baterie, maximální výstupní výkon nepřesahuje 2400W, různí výrobci, různé modely, konkrétní hodnoty se také liší.
(3) Zátěže, jako jsou výtahy, nemohou být přímo připojeny k výstupní svorce měniče, protože když výtah klesá, motor reverzuje, což vytvoří zpětnou elektromotorickou sílu, která poškodí měnič, když vstoupí do měniče. Pokud je nutné použít systém off-grid, doporučuje se přidat frekvenční měnič mezi měnič a motor výtahu.
(4) Startovací výkon indukční zátěže je příliš velký.
03 Řešení
Jmenovitý výkon zátěže by měl být nižší než výkon střídače a špičkový výkon zátěže by neměl být větší než 1,5násobek jmenovitého výkonu střídače.
Často kladené otázky o bateriích
1 Zkratový jev a příčiny
Zkrat olověného akumulátoru se týká spojení kladných a záporných skupin uvnitř olověného akumulátoru. Zkratový jev olověných akumulátorů se projevuje především v následujících aspektech:
Napětí naprázdno je nízké a napětí v uzavřeném obvodu (výboj) rychle dosáhne koncového napětí. Když se vybije velký proud, svorkové napětí rychle klesne na nulu. Když je obvod otevřený, hustota elektrolytu je velmi nízká a elektrolyt zamrzne v prostředí s nízkou teplotou. Při nabíjení napětí stoupá velmi pomalu, vždy zůstává nízké (někdy klesá až k nule). Během nabíjení velmi rychle stoupá teplota elektrolytu. Během nabíjení hustota elektrolytu stoupá velmi pomalu nebo se téměř nemění. Při nabíjení se pozdě neobjevují žádné bubliny ani plyn.
Hlavní důvody vnitřního zkratu olověných baterií jsou následující:
Kvalita separátoru není dobrá nebo vadná, takže aktivní materiál desky prochází skrz, což má za následek virtuální nebo přímý kontakt mezi kladnými a zápornými deskami. Posunutí separátoru způsobí spojení kladných a záporných desek. Aktivní materiál na elektrodové desce expanduje a odpadává. V důsledku nadměrného usazování spadlého aktivního materiálu je spodní okraj nebo boční okraj pozitivní a negativní desky v kontaktu se sedimentem, což má za následek spojení pozitivní a negativní desky. Vodivý předmět spadne do baterie a způsobí spojení kladných a záporných desek.
Fenomén a příčiny 2-pólové sulfatace
Deskový sulfatační systém je síran olovnatý, který na desce tvoří bílé a tvrdé krystaly síranu olovnatého a při nabíjení se velmi obtížně přeměňuje na účinné látky. Hlavní jevy po sulfataci desek olověných baterií jsou následující:
(1) Napětí olověného akumulátoru během nabíjecího procesu rychle stoupá a jeho počáteční a konečné napětí je příliš vysoké a konečné nabíjecí napětí může dosáhnout přibližně 2,90 V/jeden článek.
(2) Během procesu vybíjení napětí rychle klesá, to znamená, že předčasně klesá na ukončovací napětí, takže jeho kapacita je výrazně nižší než u jiných baterií.
(3) Během nabíjení teplota elektrolytu rychle stoupá a snadno překročí 45 stupňů.
(4) Během nabíjení je hustota elektrolytu nižší než normální hodnota a během nabíjení se předčasně objevují bubliny.
Hlavní důvody pro sulfataci desky jsou následující:
(1) Počáteční nabíjení olověných akumulátorů je nedostatečné nebo je počáteční nabíjení na dlouhou dobu přerušeno.
(2) Olověná baterie není po dlouhou dobu dostatečně nabitá.
(3) Nenabití včas po vybití.
(4) Často nadměrné vybití nebo hluboké vybití malého proudu.
(5) Pokud je hustota elektrolytu příliš vysoká nebo teplota příliš vysoká, síran olovnatý se bude tvořit hluboko a bude obtížné ho získat.
(6) Olověná baterie byla dlouhou dobu pozastavena a bez pravidelného nabíjení se dlouhou dobu nepoužívá.