Was ist ein Photovoltaik-Energiespeichersystem?
Ein Photovoltaik-Energiespeichersystem ist eine Kombination aus Geräten und Technologien, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln, um Haushaltsgeräte zu versorgen, während der Überschuss für die Nutzung in der Nacht oder bei Ausfall der öffentlichen Stromversorgung gespeichert wird.
Was ist es und was sind die Hauptbestandteile?
1. Photovoltaikmodul: Besteht aus mehreren Photovoltaikmodulen (auch Solarzellen genannt), die Sonnenlicht einfangen und in Gleichstrom umwandeln.
2. Gestelle, Zubehör und Kabel: dienen zur Befestigung der Solarmodule und zum Transport des erzeugten Gleichstroms zum Wechselrichter.
3. Wechselrichter (netzgekoppelte und netzunabhängige Wechselrichter): Durch die Umwandlung des von Solarmodulen erzeugten Gleichstroms wird Wechselstrom (AC) erzeugt. Der überschüssige Strom wird in einem Energiespeichersystem gespeichert, das auch an das städtische Stromnetz angeschlossen werden kann.
4. Energiespeichergeräte: Gemeint sind üblicherweise Batterien, wie z. B. Lithiumbatterien und andere Batterietypen, die durch Solarenergie erzeugte Elektrizität speichern, die nicht sofort über einen Wechselrichter verbraucht wird, um sie später zu nutzen.
5. EMS und BMS: Das EMS überwacht und steuert den Betrieb des gesamten Systems, um den effizienten und sicheren Betrieb aller Komponenten zu gewährleisten. Das BMS ist das Managementsystem der Speicherbatterie und optimiert und steuert deren Lade- und Entladevorgang.
6. Konvergenzkasten: einschließlich aller Arten von Schutzeinrichtungen und Schaltern, wie z. B. Überspannungsschutz (Blitzschutz) in der Mitte des Solarwechselrichters, Sicherungen, Gleichstrom-Leistungsschalter, Netzeingangs-Leistungsschalter, unterbrechungsfreie Stromversorgungs-Ausgangs-Leistungsschalter usw.
Photovoltaischer Effekt: Wie man aus Sonnenenergie Strom gewinnt
1. Absorption von Photonen: Wenn Sonnenlicht (einschließlich anderer Lichtquellen) auf das Material (Silizium) des Solarpanels trifft, wird die Energie der Photonen vom Halbleitermaterial absorbiert.
2. Anregung von Elektronen: Die absorbierte Photonenenergie bewirkt, dass die Elektronen im Halbleiter vom Valenzband in das Leitungsband springen und sich dadurch vom gebundenen in den freien Zustand verändern.
3. Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren: Wenn ein Elektron in das Leitungsband angeregt wird, hinterlässt es ein Loch im Valenzband. Dieses Elektron und das Loch bilden ein Elektron-Loch-Paar.
4. Erzeugung eines elektrischen Feldes: In Photovoltaikmaterialien sind üblicherweise p- und n-leitende Bereiche vorhanden, und am Übergang zwischen diesen beiden Bereichen (d. h. dem PN-Übergang) bildet sich ein internes elektrisches Feld.
5. Antrieb des Elektronenflusses: Dieses interne elektrische Feld treibt die freien Elektronen in Richtung der N-dotierten Region und die Löcher in Richtung der P-dotierten Region, und diese Bewegung erzeugt einen Strom.
6. Stromgewinnung: Mittels eines Wechselrichters wird dieser Strom in Wechsel- oder Gleichstrom umgewandelt und im Energiespeichersystem zur späteren Verwendung gespeichert.
Funktionsweise und Betriebsweise von netzgekoppelten und netzunabhängigen Wechselrichtern
1. Der netzgekoppelte Wechselrichter wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom mittels eines MPPT-Moduls in eine geeignete Busspannung für den Wechselrichter um und wandelt ihn dann mittels elektronischer Bauteile in Wechselstrom um, um Haushaltsgeräte zu versorgen. Bei Überschussstrom wird dieser auf die gleiche Spannung wie das Speichersystem umgewandelt und zur Sicherung in das Speichersystem eingespeist. Überschüssiger Strom wird zurückgespeist und in das Stromnetz integriert.
2. PV-Energiespeichersysteme verfügen über Eigenerzeugungs- und Eigenverbrauchsmodi, Spitzenlastabdeckungs- und Talfüllungsmodi sowie Batterieprioritätsmodi.
Eigenerzeugungs- und Eigenverbrauchsmodus: Der von den Solarmodulen erzeugte Strom wird in Wechselstrom (AC) umgewandelt und direkt an Haushaltsgeräte geliefert, während der Überschuss im Speichersystem gespeichert wird; falls der von den Solarmodulen erzeugte Strom nicht ausreicht, um von den Haushaltsgeräten verbraucht zu werden, wird er über das städtische Stromnetz ergänzt.
Modus zur Spitzenlastkappung und Talfüllung: Zum eingestellten Talzeitpunkt wird der Wechselstrom aus dem Stadtnetz in Gleichstrom umgewandelt und in das Energiespeichersystem geladen; zum eingestellten Spitzenzeitpunkt wird der Gleichstrom im Energiespeichersystem in Wechselstrom umgewandelt, um Haushaltsgeräte zu versorgen; falls die Batterieleistung nicht ausreicht, wird sie durch das Stadtnetz ergänzt.
Batterieprioritätsmodus: Unabhängig von der Situation wird zunächst sichergestellt, dass der Energiespeicher voll aufgeladen ist. Wenn die Solarenergie mehr Strom erzeugt, wird dieser direkt in Wechselstrom für den Gebrauch im Hausspeicher umgewandelt. Wenn die Netzanschlussfunktion eingeschaltet ist, wird der Überschuss dem Stadtnetz hinzugefügt.
Wie man die benötigte Wattzahl an Solarmodulen berechnet und wie man sie installiert
Solarmodul: LESSO 550W
Größe: L 2278 x 1134 mm ca. 2,6 Quadratfuß.
Gewicht: 28 kg
Leistung: 550 W
Formel zur Flächenberechnung:
Hinweis: Unterstützt Solarmodule unter 7 kW
Gesamtleistung der Solarmodule: 550 W * 12 = 6,6 kW
Erforderliche Dachfläche: 12 x 2,6 Quadratfuß = 31,2 Quadratfuß.
Berechnung der täglichen Stromerzeugung:
Nehmen wir Wenzhou in China als Beispiel: Spitzensonnendauer 3,77 Stunden, Stromerzeugung pro Watt und Jahr 1,088 kWh, jährliche effektive Nutzungsdauer 1087,08 Stunden, Installationswinkel: 18 Grad
Maximale tägliche Stromerzeugung = 6,6 kW x 3,77 h = 24,88 kWh
Jährliche Stromerzeugung = 6,6 kW x 1087,08 h = 7174,728 kWh
