Entwurf und wirtschaftliche Analyse von Haushalts-PV-ESS-Systemen

Energiespeichersysteme speichern Elektrizität für Lastspitzenabschneidung oder Notfälle. Lithium-Ionen-Batterien, obwohl weniger effizient, dominieren aufgrund ihrer schnellen Entladung und langen Lebensdauer. Ein typisches System umfasst ein Messgerät, einen Inverter, einen Steuerungseinsatz, eine Batteriebox und einen Ladeschein, um den Energiestrom zu verwalten und die Netzkompatibilität sicherzustellen.

Die PV-Speicherung expandiert in China, wobei Wohnsystems aufgrund der Verfügbarkeit von Dachflächen und Kostensenkungen (~2.000 Yuan/kW) wachsen. Die Integration von PV mit Haushaltsgeräten und Netzspeicherung ermöglicht eine effiziente Selbstverbrauch, was einem Drittel der Haushalte zugutekommt.

Wichtige Installationspunkte für Haushalts-PV-Systeme

Stabilität ist bei Haushalts-PV-Projekten von entscheidender Bedeutung. Systeminstabilität stört den Betrieb der Stromstation und reduziert die Erzeugungseffizienz, weshalb strenge Installationsprotokolle erforderlich sind, um eine kontinuierliche Leistung zu gewährleisten.

Standortauswahl

Die meisten Dach-PV-Anlagen erfordern optimierte Winkel der Tragelemente, um mindestens 30 Minuten direkte Sonneneinstrahlung täglich sicherzustellen. Solarmodule sollten auf demselben Tragelement gruppiert werden, wobei bodengebundene Komponenten strategisch platziert werden, um Umweltbeeinträchtigungen zu minimieren.

Kostenanalyse von PV-Systemen

Die Gesamtkosten einer PV-Stromstation beinhalten Landnutzungskosten. Für Dachflächen von Wohnhäusern betragen die typischen Modulabmessungen ~0,74×0,75×0,75 = 0,34 m³ (Formeleinheiten nach Bedarf anpassen). Die Dachfläche steht in direkter Beziehung zur Komponentengröße und den Installationskosten. Designer müssen zwischen Abstand der Module, Bauintegration und Wartungskosten abwägen – engere Anordnungen erhöhen die Installationskosten, während bodengebundene Stationen höhere Bau- und Wartungskosten verursachen, was Dacheinheiten wirtschaftlicher macht.Investitionsberechnungen konzentrieren sich auf Installation + Wartung, was präzise Kostenzerlegungen erfordert.Inländische PV-Speichersysteme integrieren drei Kernmodule: PV-Erzeugung, Batteriespeicher und Systemsteuerung.

Design von PV-Energiespeichersystemen

(1) PV-Erzeugungsmodul

Konvertiert Sonnenenergie in Elektrizität, um den Haushaltsstrombedarf zu ergänzen und dient als primäre Energiequelle.

(2) Batteriespeichermodul

Speichert überschüssige Energie aus dem PV-Array für spätere Nutzung. Konfigurierbare Parameter (z.B. Leistungsregelung, Entladestrom) ermöglichen maßgeschneiderte Lösungen für unterschiedliche Lasten (häufig mit Haushaltsgeräten kombiniert).Dieses Modul erfordert nahtlose Kommunikation mit anderen Geräten. Designer sollten während der Installation mit Benutzern koordinieren; PV-Komponenten verwenden oft bidirektionale Protokolle, um zusätzliche Hardwarekosten zu minimieren.

Analyse der wirtschaftlichen Vorteile

PV-Systeme bieten mehrere Vorteile:

• Lange Lebensdauer (>10 Jahre, geringe Wartung), null Emissionen und hohe Energiedichte;

• Echtzeitüberwachung und automatische Regulierung für sichere, zuverlässige Betriebsführung;

• Direkte Stromversorgung für Benutzer oder Netzintegration ohne umfangreiche Speichererweiterungen.

Diese Merkmale ermöglichen optimierte Energiespeicherstrategien, um die Rendite zu maximieren.

Fazit

Dieser Artikel präsentiert ein umfassendes Design-Framework für PV- und dezentrale Speichersysteme, einschließlich der Auswahl des Stations-Typs und der Steuerungslogik, um die Netzflexibilität zu erhöhen und Ausfälle zu reduzieren.

Hauptbeiträge sind:

• Quantifizierung von Effizienzmetriken durch Fallstudien typischer Kraftwerke;

• Hervorhebung der wesentlichen Vorteile der Wohnhaus-PV (hohe Erzeugungseffizienz, starke Speicherkapazität);

• Analyse der Leistung und Steuerungsstrategien der Speicherbausteine über den gesamten Projektzyklus hinweg, um technische und wirtschaftliche Entscheidungen zu treffen.

Diese Forschung bietet handlungsorientierte Erkenntnisse zur Förderung der Verbreitung von Haushalts-PV.