Fallstudie zum netzunabhängigen 10-kW-Solarsystem in Kamerun

Site-Informationen

Bodenmontiert

4m x 25m Fläche

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Tägliche Generation

46 Stück 245 W Solarpanel

56,35 kWh

Projekt: Yaoundé

Land: Kamerun

Konfiguration: 245 W Solarpanel * 46 Stück

306Ah2V Batterie*40Stk

10KW Wechselrichter

70A MMPT-Controller*3Stk

SunMaster Solar erhält fünf Sterne für alle Aspekte des von ihnen erbrachten Service, vom Design bis zum Eintreffen des Materials, die Kommunikation ist klar und präzise. Als lokaler Betreiber erneuerbarer Energien ist die Unterstützung des gesamten Teams von SunMaster für mich von unschätzbarem Wert. Sie stehen mir immer zur Seite und sorgen dafür, dass ich nichts verpasse.'

--------Yaouba, Projekt- und Bauleiter

Solar RenewableSARL, Kamerun

Design

Dieses in Kamerun ansässige 10-kW-Solaranlagenprojekt wurde von SunMaster entworfen und hergestellt.

Das PV-System besteht aus sechs Teilen, darunter Solarmodule, Wechselrichter, Batterien, MPPT-Solarladeregler, PV-Sammelbox und Montagehalterung. Die endgültige Zeichnung wie folgt:

Die Solarmodule sind an den Solarladeregler angeschlossen. Dieser erzeugt zunächst die Energie, um den täglichen Stromverbrauch des Benutzers zu decken. Anschließend wird der überschüssige Strom in den Batterien gespeichert, um ihn nachts sowie an bewölkten und regnerischen Tagen zu nutzen. Wenn die Energie in den Batterien aufgebraucht ist, kann ein Großteil der Wechselrichter die Netzversorgung (oder den Dieselgenerator) als zusätzliche Energiequelle für die Last unterstützen.

Das Design eines netzunabhängigen Solarstromsystems unterscheidet sich vom netzgebundenen Solarstromsystem. Ersteres muss viele Faktoren berücksichtigen, darunter die Last, die tägliche Strommenge und die örtlichen Klimabedingungen usw., um je nach den praktischen Anforderungen der Kunden unterschiedliche Entwurfspläne auszuwählen. Daher ist das netzunabhängige Solarstromsystem vergleichsweise komplex.

Erfahren Sie, wie viel Kraft von Die laden

Um die Zuverlässigkeit der netzunabhängigen PV-Anlage sicherzustellen, hat SunMaster eine gründliche Erhebung der Kundennachfrage nach Strom durchgeführt. Dabei geht es darum, herauszufinden, wie viel Strom benötigt wird, einschließlich der Nennleistungen aller Geräte oder Geräte, der Laufzeit und des täglichen Stromverbrauchs (d. h. wie viele Kilowattstunden es insgesamt sind). Anschließend basiert der Entwurf des netzunabhängigen Solarstromsystems hauptsächlich auf diesen Daten, einschließlich der Auswahl des Solarwechselrichters, der Berechnung der Solarmodulkapazität und der Batteriekapazität.

Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Übersicht zum Stromverbrauch:

1.1 Die Auswahl des Solarwechselrichters

Nennkapazität		10KW
Arbeitsweise und Prinzip		DSP-Präzisionssteuerungstechnologie und doppelter eingebauter Mikroprozessor (PWM (Pulsweitenmodulation), Ausgangsleistung ist vollständig isoliert)
AC-Eingang	Phase	3 Phasen +N+G
	Stromspannung	AC220V/AC380V±20%
	Frequenz	50Hz/60Hz±5%
Gleichstromsystem	Gleichspannung	489 VDC (10 kW/15 kW)
AC-Ausgang	Phase/Frequenz	3 Phasen +N+G,50Hz/60Hz±5%
	Stromspannung	AC220V/AC380V/400V/415V
	Effizienz	≥95 % (Last 100 %)
	Ausgangswellenform	Reine Sinuswelle
	Totale harmonische Verzerrung	Lineare Last <3 % nichtlineare Last <5 %
	Dynamische Lastspannungstransienten	<±5 % (von 0 bis 100 % Saltus)
	Schaltzeit	<10s
	Umschaltzeit von Batterie- und Stadtstrom	3S-5S
	Unsymmetrische Spannung	<±3% <±1% (symmetrische Lastspannung)
	Überlastbarkeit	120 % 20S-Schutz, mehr als 150 %, 100 ms
Systemindex	Arbeitseffizienz	100 % Last ≥ 95 %
	Betriebstemperatur	-20℃-40℃
	Lärm	40-50 dB
Struktur	Größe T×B×H(mm)	580*750*920
	Gewicht kg)	180

1.2 Berechnung der Solarmodulkapazität und Verbindung

Der tagsüber von Solarmodulen erzeugte Strom dient teilweise der Verbrauchernutzung und der Rest dient dem Laden der Speicherbatterie. Wenn die Nacht hereinbricht oder die Sonneneinstrahlung nicht mehr ausreicht, wird der Strom in den Akkus für die Verbrauchernutzung entladen. Daraus lässt sich erkennen, dass der gesamte von der Last verbrauchte Strom aus dem Strom stammt, der tagsüber von Sonnenkollektoren erzeugt wird, wenn kein Stromnetz vorhanden ist oder wenn der Dieselmotor als zusätzliche Energiequelle dient. Unter Berücksichtigung der Unterschiede in der Beleuchtungsintensität zu verschiedenen Jahreszeiten und in unterschiedlichen Regionen sollte die Kapazitätsauslegung des Solarmoduls in der Lage sein, den Bedarf auch in der schlechtesten Jahreszeit mit Sonnenschein zu decken, um den zuverlässigen Betrieb des Solarsystems sicherzustellen. Nachfolgend finden Sie die Formel zur Berechnung der Solarpanelkapazität:

Leistung des Solarmoduls = (täglicher Stromverbrauch * Margenfaktor)/ (Höchste Sonnenstunden des schlechtesten Monats * Effizienz des Systems). Wir haben herausgefunden, dass das benötigte Solarpanel 11045 W betragen sollte. Schließlich verwenden wir 46 Stück x 245 W für dieses Projekt.

Neben der Berechnung der Solarmodulkapazität erstellt SunMaster auch das optimale Design für den Winkel der Solarmontagestruktur und die Verkabelung (2 Reihen + 23 Parallelen). Unten finden Sie die endgültige Zeichnung.

Das 46-teilige Solarpanel-Kabel ist in den 3 Combiner-Boxen zusammengefasst: (1),8 Eingänge + 2 Ausgänge (2,8 Eingänge + 2 Ausgänge) (3,7 Eingänge + 2 Ausgänge).

1.3 Berechnung der Batteriekapazität und Verbindung

Die Batterien des netzunabhängigen Solarstromsystems dienen hauptsächlich der Speicherung von Energie und stellen sicher, dass die Last normal arbeiten kann, wenn die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht. Im Hinblick auf das netzunabhängige Solarstromsystem für wichtige Geräte sollte bei der Auslegung der Batteriekapazität die Anzahl der lokal am längsten bewölkten und regnerischen Tage berücksichtigt werden. Das gewöhnliche netzunabhängige Solarsystem stellt keine so hohen Anforderungen an die Stromversorgung der Last und angesichts der Kosten des Systems kann die Anzahl der bewölkten und regnerischen Tage unberücksichtigt bleiben und die Lastnutzung entsprechend der tatsächlichen Situation angepasst werden Beleuchtungsintensität.

Darüber hinaus verwenden die meisten netzunabhängigen Solar-PV-Systeme Gelbatterien, deren Entladetiefe im Allgemeinen zwischen 0,5 und 0,7 liegt. Die zu wählende Kapazität der Batterien kann sich nach folgender Formel richten:

Kapazität der Batterien = (Täglicher Stromverbrauch × Anzahl aufeinanderfolgender regnerischer und bewölkter Tage) / Entladetiefe der Batterien. Wir haben herausgefunden, dass die benötigte Batteriekapazität 1515 Ah und 48 V betragen sollte. Schließlich verwenden wir für dieses Projekt 40 Stück * 6 V 306 Ah Gel-Batterien.

Um möglichen Schäden vorzubeugen und eine optimale Zyklenlebensdauer zu gewährleisten, müssen Industriebatterien stets sicher gelagert werden.

Batterie kann nicht direkt auf einen Betonboden gestellt werden. Bei diesem Projekt bereitete der Benutzer einen kühlen, trockenen, belüfteten Raum für die Ausrüstung vor.

SunMaster stellen Sie ein wärmeisolierendes Material her: Kiefernbodenbrett zum Verlegen der Batterie.

1.4 Auswahl des Solarladereglers

Der Solarladeregler ist ein Gerät, das das Laden und Entladen der Energie von den Solarmodulen zu den Batterien verwaltet. Die beiden Schlüsselfaktoren für die Auswahl eines geeigneten Ladereglers sind die Nennspannung und der Nennstrom. Die Nennspannung des Ladereglers entspricht der Betriebsspannung der Batterien im Solarsystem. Der Nennstrom lässt sich grob berechnen, indem man die Leistung des Solarpanels durch die Spannung der Batterien dividiert, wobei aus Sicherheitsgründen ein Spielraum von 25 % vorgesehen ist. In diesem Projekt wählte SunMaster einen 70-A-MPPT-Controller und 3 Stück parallel dazu aus. Im Vergleich zum PWM-Typ ist der MPPT-Solarladeregler aufgrund seiner einzigartigen Vorteile gegenüber den anderen kostengünstiger.

VORTEILE DER UMGESETZTEN LÖSUNG

1. Stromausfälle vermeiden

Wenn Sie vom Stromnetz trennen, kommt es zu keinen unvorhersehbaren Stromausfällen zu Hause. Dies liegt daran, dass Sie nicht an die Stromquelle der Stadt gebunden sind, in der es aufgrund von Eisregen, Graupelstürmen oder starkem Wind zu Stromausfällen kommen kann, die Stromleitungen und Geräte beschädigen können.

Stromausfälle sind problematisch, da sie die Produktivität beeinträchtigen und die Lebensbedingungen unbequem machen.

Während Unterbrechungen, die einige Minuten bis einige Stunden dauern, lästig sind, sind solche, die Tage oder Wochen andauern, unglaublich stressig, da Hausbesitzer die Beschwerden in diesen Zeiten voll zu spüren bekommen. Ohne Beleuchtung zu leben ist unbequem und es ist frustrierend, darauf warten zu müssen, dass der Strom wieder verfügbar ist.

Durch die Installation einer netzunabhängigen Solaranlage in Ihrem Haus ist es hinsichtlich der Energiegewinnung autark.

Mit Solarenergie aufgeladene Batterien ermöglichen den Betrieb Ihres Zuhauses, ohne dass Sie sich Sorgen über Stürme, Regen, Winde, Kälteeinbrüche und Hitzewellen machen müssen, die die Stromversorgung durch Schäden an Stromleitungen oder einen erhöhten Energiebedarf unterbrechen können.

Die Ausrüstung eines netzunabhängigen Systems ist eigenständig und Sie müssen sich nur um Ihren Strombedarf kümmern, um Stromausfälle zu vermeiden.

Für Menschen, die sich auf Katastrophen vorbereiten, die zu langfristigen Stromausfällen führen können, eignet sich die Trennung vom Stromnetz hervorragend, sodass sie einigermaßen komfortabel überleben können.

2. Reduzierung der Stromkosten

Durch die Nutzung netzunabhängiger erneuerbarer Energien sind Sie nicht mehr auf endliche Ressourcen wie fossile Brennstoffe angewiesen, deren Preise mit zunehmender Erschöpfung steigen, und Sie müssen auch keine Stromrechnungen bezahlen.

Obwohl die Anschaffungskosten für eine netzunabhängige Solaranlage hoch sind, machen die niedrigen monatlichen Raten und die geringen Wartungskosten dies auf lange Sicht wieder wett.

Netzunabhängige Solarsysteme sind ausschließlich auf die Sonne angewiesen, um Energie für einen Haushalt zu erzeugen, was bedeutet, dass keine monatlichen Stromrechnungen anfallen. Auch die Wartungskosten sind niedriger als beim Standard und erfordern nur einen Batteriewechsel nach 8–10 Jahren.

3. Einfachere Installation

Da die mit netzunabhängigen Solarsystemen verbundenen Geräte nicht vom Stromnetz abhängig sind, ist der Installationsprozess viel einfacher, als wenn man sich für den Betrieb auf eine komplexe Infrastruktur verlassen müsste.

Beispielsweise erfordert die Installation netzgekoppelter Systeme den Einsatz von Fachleuten, die diese an das Stromnetz der Stadt anschließen.

Andererseits erfordert die Installation einer netzunabhängigen Solaranlage nur, dass ein Hausbesitzer mit den gängigen Werkzeugen vertraut ist. Der Prozess ist nicht so kompliziert, sodass die Beauftragung eines Fachmanns möglicherweise überflüssig wird.

Auch der kostspielige Grabenaushub zur Einspeisung der gesammelten Solarenergie in das Netz, der bei netzgekoppelten Systemen erforderlich ist, wird nicht berücksichtigt.

4. Bereitstellung einer alternativen Energiequelle für ländliche Gebiete

Die Bewohner ländlicher und abgelegener Gebiete stehen vor einem erheblichen Elektrizitätsproblem; Sie verfügen über eine geringere (und weniger fortschrittliche) Infrastruktur als urbanisierte Orte, was den Anschluss an das primäre Stromnetz erschwert.

In abgelegenen Gebieten ist die Gefahr eines Stromausfalls höher, was die Lebensbedingungen unangenehm macht. Da der Zugang zum Stromnetz ohnehin so begrenzt ist, wäre eine netzunabhängige Solaranlage perfekt für ländliche Haushalte.

Wenn Sie in einer ländlichen Gegend leben, kann eine netzunabhängige Solaranlage Ihr Zuhause autark und unabhängiger von der inkonsistenten Stadtstromversorgung machen. Es ist in der Regel auch günstiger und bietet Ihnen mehr Möglichkeiten, dorthin zu ziehen, wo es keine städtischen Stromleitungen gibt.

5. Hält die Umwelt sauber und grün

Wie jede Art erneuerbarer Energie ist Solarenergie umweltfreundlicher und umweltfreundlicher als Energie aus fossilen Brennstoffen.

Unabhängig davon, ob Sie netzunabhängige oder netzgebundene Solarsysteme nutzen, sind diese immer noch umweltfreundlicher als Strom aus fossilen Brennstoffen.

Erneuerbare Energien ermöglichen es jedem, Strom zu erzeugen, ohne fossile Brennstoffe verbrennen zu müssen, und verringern so den CO2-Fußabdruck, der durch die Nutzung von Strom entsteht.

Der Ausstieg aus dem Netz kommt der Natur zugute, da dadurch die schädlichen Auswirkungen der Elektrizität auf die Umwelt minimiert werden, da man nicht auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe angewiesen ist, die letztendlich die Luft verschmutzen.