Progettazione e analisi economica dei sistemi PV-ESS domestici

I sistemi di accumulazione dell'energia memorizzano l'elettricità per il ridimensionamento dei picchi o le emergenze. Le batterie a ioni di litio, nonostante un'efficienza inferiore, dominano grazie alla scarica rapida e alle lunghe durate. Un sistema tipico include un contatore, un inverter, un controller, una scatola delle batterie e un caricabatterie per gestire il flusso di energia e garantire la compatibilità con la rete.

L'accumulazione fotovoltaica si sta espandendo in Cina, con i sistemi residenziali in crescita grazie alla disponibilità di spazi sui tetti e alla riduzione dei costi (circa 2.000 yuan/kW). L'integrazione del PV con gli elettrodomestici domestici e l'accumulazione della rete consente un consumo efficiente, vantaggioso per un terzo delle famiglie.

Punti Chiave per l'Installazione dei Sistemi Fotovoltaici Domestici

La stabilità è fondamentale nei progetti fotovoltaici domestici. L'instabilità del sistema interrompe l'operatività della stazione elettrica e riduce l'efficienza di generazione, rendendo necessarie procedure di installazione rigorose per garantire un funzionamento continuo.

Selezione del Sito

La maggior parte delle stazioni fotovoltaiche sui tetti richiede angolazioni ottimizzate della struttura di supporto per garantire almeno 30 minuti di sole diretto giornaliero. I pannelli solari dovrebbero essere raggruppati sulla stessa struttura di supporto, con i componenti a terra posizionati strategicamente per minimizzare l'interferenza ambientale.

Analisi dei Costi dei Sistemi Fotovoltaici

Il costo totale di una stazione fotovoltaica include considerazioni sull'utilizzo del terreno. Per i tetti residenziali, le dimensioni tipiche dei pannelli sono di circa 0,74×0,75×0,75 = 0,34 m³ (regolare le unità della formula se necessario). L'area del tetto è direttamente correlata alla scala dei componenti e ai costi di installazione. I progettisti devono bilanciare lo spazio tra i pannelli, l'integrazione nell'edificio e le spese di manutenzione - disposizioni più ravvicinate aumentano le tariffe di installazione, mentre le stazioni a terra comportano costi di costruzione e manutenzione superiori, rendendo le unità sui tetti più economiche.I calcoli degli investimenti si concentrano sui costi di installazione + manutenzione, richiedendo suddivisioni precise dei costi.I sistemi di accumulazione fotovoltaica domestici integrano tre moduli principali: generazione PV, accumulazione delle batterie e controllo del sistema.

Progettazione dei Sistemi di Accumulazione dell'Energia Fotovoltaica

(1) Modulo di Generazione PV

Converte l'energia solare in elettricità per integrare le esigenze energetiche domestiche, fungendo da input energetico primario.

(2) Modulo di Accumulazione delle Batterie

Memorizza l'energia eccedente dall'array PV per un uso successivo. Parametri configurabili (ad esempio, regolazione della potenza, corrente di scarica) consentono soluzioni personalizzate per carichi diversi (spesso abbinato agli elettrodomestici domestici).Questo modulo richiede una comunicazione senza soluzione di continuità con altri dispositivi. I progettisti dovrebbero coordinarsi con gli utenti durante l'installazione; i componenti PV spesso utilizzano protocolli bidirezionali per minimizzare i costi aggiuntivi di hardware.

Analisi dei Benefici Economici

I sistemi fotovoltaici offrono diversi vantaggi:

• Lunghezza di vita superiore a 10 anni, con manutenzione minima, zero emissioni e alta densità energetica;

• Monitoraggio in tempo reale e regolazione automatica per un funzionamento sicuro e affidabile;

• Fornitura diretta di energia agli utenti o integrazione nella rete senza ampie aggiunte di accumulazione.

Queste caratteristiche consentono strategie di accumulazione dell'energia ottimizzate per massimizzare il ROI.

Conclusione

Questo documento presenta un quadro di progettazione completo per i sistemi fotovoltaici e di accumulazione distribuita, coprendo la selezione del tipo di stazione e la logica di controllo per migliorare la flessibilità della rete e ridurre gli interventi di manutenzione.

I contributi chiave includono:

• Quantificazione dei parametri di efficienza attraverso studi di caso di stazioni elettriche tipiche;

• Evidenziazione dei principali vantaggi del PV residenziale (alta efficienza di generazione, forte capacità di accumulazione);

• Analisi delle prestazioni delle unità di accumulazione e delle strategie di controllo nel ciclo di vita del progetto per informare decisioni tecniche ed economiche.

Questa ricerca fornisce indicazioni pratiche per promuovere l'adozione del PV domestico.