Tutorial sobre cómo construir un sistema de energía solar

Capítulo 1: Descripción general del diseño del proyecto de sistema de energía solar

De acuerdo con las necesidades reales de los clientes, el proyecto utiliza tecnología de almacenamiento de energía en el lateral de la central fotovoltaica para resolver el problema del "abandono de la luz" de la central, promover la absorción de energía renovable y realizar las funciones de suavización de la fluctuación de potencia, atenuación de picos y suavización de valles, seguimiento de la carga, regulación de la frecuencia y regulación de la tensión, etc.

Por lo tanto, el proyecto tiene previsto diseñar un conjunto de sistemas de almacenamiento de energía en contenedores configurados en el lado de CC de la fuente de alimentación.

Cuando el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica del contenedor del lado de CC se encuentra con el límite de generación de energía de luz abandonado, el exceso de energía se almacena en el paquete de baterías de almacenamiento de energía. Cuando la generación de energía fotovoltaica es inferior al límite o durante el período pico, la energía de la batería se transmite a la red a través del convertidor de almacenamiento de energía para participar en el corte de carga pico y el llenado del valle de la red, y la diferencia de precio pico valle se utiliza para crear mejores beneficios económicos, a fin de mejorar la eficiencia de regulación de la capacidad del sistema.

El sistema fotovoltaico de almacenamiento de energía en el contenedor de CC de este proyecto, que adopta el modo de funcionamiento en paralelo y fuera de la red, se compone principalmente de un sistema de energía solar, un sistema de almacenamiento de energía y un sistema de distribución de baja tensión, y suministra energía a los usuarios a través del sistema de distribución de CA de baja tensión. Como unidad de sistema de energía controlable, el sistema puede suavizar la salida de energía, optimizar el flujo de energía, reducir las pérdidas del alimentador, responder a las necesidades de los usuarios y mejorar en gran medida la fiabilidad y estabilidad del suministro eléctrico.

Capítulo 2: Principios y fundamentos del diseño de sistemas de energía solar

He aquí algunos principios y fundamentos que debe conocer antes de empezar a diseñar.

• Energía solar Principios de diseño de sistemas

(1) Funcionamiento seguro y estable;

(2) mayor eficiencia energética del sistema;

(3) El diseño del sistema se ajusta a las normas nacionales de diseño pertinentes;

(4) funcionamiento económico del sistema.

• Bases para el diseño de sistemas de energía solar

(1) GB 21966-2008 Seguridad de las pilas y baterías de litio primarias y secundarias durante el transporte

(2) GJB 4477-2002 Especificación general para baterías de iones de litio

(3) QC/T 743-2006 Baterías de iones de litio para vehículos eléctricos

(4) GB/T 12325-2008 Calidad de la energía-Desviación de la tensión de alimentación

(5) GB/T 12326-2008 Calidad de la energía - Fluctuación de tensión y flicker

(6) GB/T 14549-1993 Calidad del suministro de energía eléctrica - Armónicos en la red de suministro público

(7) GB/T 15543-2008 Calidad de la energía - Desequilibrio de tensión trifásica

(8) GB/T 2297-1989 Terminología de los sistemas de energía solar fotovoltaica

(9) DL/T 527-2002 Condiciones técnicas para la alimentación eléctrica de los equipos de protección estática

(10) GB/T 13384-2008 Especificaciones generales para el embalaje de productos mecánicos y eléctricos

(11) GB/T 14537-1993 Pruebas de choque y choque en relés de medida y equipos de protección

(12) GB/T 14598.27-2008 Relés de medida y equipos de protección-Parte 27: Requisitos de seguridad del producto.

(13) DL/T 478-2001 Especificaciones generales para equipos de protección estática, de seguridad y automáticos

(14) GB/T 17626 -2006 Compatibilidad electromagnética - Técnicas de ensayo y medición

(15) GB 14048.1-2006 Aparamenta de baja tensión-Parte 1. Reglas generales: Reglas generales

(16) GB 7947-2006 Principios básicos y de seguridad para la interfaz hombre-máquina, marcado e identificación-Identificación de conductores mediante colores o números.

(17) GB 8702-88 Normas de protección contra las radiaciones electromagnéticas

(18) DL/T 5429-2009 Código técnico de diseño para el sistema de energía eléctrica

(19) DL/T 5136-2001 Código técnico para el diseño del cableado eléctrico secundario en centrales eléctricas de combustibles fósiles y subestaciones.

(20) DL/T 620-1997 Protección contra sobretensiones y coordinación de aislamiento para instalaciones eléctricas de corriente alterna.

(21) DL/T 621-1997 Puesta a tierra para instalaciones eléctricas de corriente alterna

(22) GB 50217-2007 Código para el diseño de cables de ingeniería eléctrica

(23) GB 2900.11-1988 Terminología de pilas o baterías (secundarias)

(24) IEC 61427-2005 Pilas y baterías secundarias para sistemas de energía fotovoltaica - Requisitos generales y métodos de ensayo

(25) Q/GDW 564-2010 Directriz técnica para la interconexión de sistemas de almacenamiento de energía eléctrica a la red de distribución

(26) QC/T 743-2006 Baterías de ión-litio para vehículos eléctricos de carretera

(27) GB/T 18479-2001 Sistemas terrestres de generación de energía fotovoltaica (FV) - Generalidades y guía

(28) GB/T 19939-2005 Requisitos técnicos para la conexión a red de sistemas fotovoltaicos

(29) GB/T 20046-2006 Sistemas fotovoltaicos (FV) - Características de la interfaz con la red eléctrica

(30) GB 2894 Señales de seguridad（ neq ISO 3864 ：1984）

(31) GB 16179 Directrices para el uso de señales de seguridad

(32) GB/T 17883 Contadores estáticos de vatios-hora de corriente alterna para energía activa (clases 0,2S y 0,5S)

(33) DL/T 448 Código técnico administrativo de medición de la energía eléctrica

(34) DL/T 614 Aparato multifunción de medida de la electricidad (C.A.)

(35) DL/T 645 Protocolo de comunicación del contador de vatios-hora multifunción

(36) DL/T 5202 Código técnico para el diseño de sistemas de medición de energía eléctrica

(37) SJ/T 11127 Protección contra sobretensiones para sistemas de generación de energía fotovoltaica (FV) - Guía.

(38) IEC 61000-4-30 Compatibilidad electromagnética - Parte 4-30. Técnicas de ensayo: Métodos de medida de la calidad de la energía.

(39) IEC 60364-7-712 Instalaciones eléctricas de baja tensión - Parte 7-712: Requisitos para instalaciones especiales de emplazamientos - Sistemas de alimentación solar fotovoltaica (FV)

Capítulo 3: Diseño de sistemas de energía solar Ideas

En conjunto, el proyecto está diseñado según cuatro sistemas:

(1) sistema de energía solar (incluyendo módulo fotovoltaico, convertidor DC / DC);

(2) Sistema de almacenamiento de energía (incluye unidad de almacenamiento de energía, convertidor de almacenamiento de energía PCS);

(3) Sistema inteligente de distribución de energía (incluido armario de distribución de baja tensión);

(4) Sistema de gestión de la energía (incluida la gestión de la energía EMS, la gestión de la batería BMS y el armario de comunicaciones).

Se los presentaré uno a uno en el capítulo 5-8, especialmente el sistema de almacenamiento de energía.

Capítulo 4: Modo de funcionamiento de la instalación solar

El proyecto es un sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica (FV) de tamaño medio con contenedor de CC, que se conecta con el suministro eléctrico y forma un conjunto de sistema integral de aplicación complementaria de energía.

El modo de funcionamiento específico es el siguiente:

(1)Cuando el suministro eléctrico es normal, el sistema está en modo de funcionamiento en red.

Cuando la luz solar es suficiente durante el día, el campo fotovoltaico convierte la energía solar en energía eléctrica y carga directamente la batería mediante el controlador de carga MPPT. Cuando el consumo de energía es máximo, se convierte en CA trifásica con un nivel de tensión de 0,4 kV mediante convertidores de almacenamiento de energía PC para suministrar energía a la carga del usuario;

En este momento, la batería depende completamente de la generación de energía fotovoltaica del sistema, y la energía de la red no puede cargar la batería.

(2)Cuando el suministro eléctrico está fuera de servicio o se interrumpe, el sistema está en modo de funcionamiento sin conexión a la red.

Como la energía fotovoltaica es débil a primera hora de la mañana, el sistema fotovoltaico y el sistema de almacenamiento de energía suministran energía a la carga del usuario al mismo tiempo;

Por la mañana y al mediodía, la luz será más intensa, la energía del sistema fotovoltaico satisface primero la carga del usuario y, a continuación, la energía sobrante se almacena en el paquete de baterías;

Tras la puesta de sol, la energía del sistema fotovoltaico desaparecerá, y el almacenamiento de energía asumirá la función de suministrar electricidad a la carga del usuario en ese momento.

Capítulo 5: Diseño del sistema de alimentación fotovoltaica (FV)

El proyecto está situado en una fábrica con abundantes recursos solares, por lo que debe tener en cuenta el consumo diario de energía de los usuarios, la eficiencia de conversión del sistema, la eficiencia del inversor y la hora de máxima insolación.

Como los recursos solares locales son abundantes, el diseño del sistema de suministro de energía fotovoltaica puede aprovechar al máximo los abundantes recursos solares y almacenar el excedente de energía eléctrica con el sistema de almacenamiento de energía.

Cuando la generación de energía fotovoltaica es inferior a la amplitud límite o durante el periodo de mayor consumo de electricidad, la energía de la batería se transmite a la red a través del convertidor de almacenamiento de energía para participar en la reducción de picos y el relleno de valles de la red eléctrica, con el fin de crear mejores beneficios económicos mediante el uso de la diferencia entre los precios de pico y valle, contribuyendo a mejorar la capacidad de regulación de todo el sistema.

Capítulo 6: Diseño del sistema de almacenamiento de energía

El sistema de almacenamiento de energía, que debe basarse en la potencia total de la carga y en las características de funcionamiento de la carga de los usuarios, se compone principalmente de una batería de fosfato de iones de litio y un convertidor de almacenamiento de energía PCS.

Después de un examen exhaustivo de este sistema, el proyecto se basa en la tecnología de almacenamiento de energía de baterías de litio hierro fosfato, que el consumo real de energía y el sistema de almacenamiento de energía, así como la eficiencia global del sistema de almacenamiento de energía debe ser considerado, con el objetivo de facilitar el transporte y la instalación y reducir el espacio.

El sistema de almacenamiento de energía se compone principalmente de la unidad de batería de litio hierro fosfato, la unidad BUS de CC, el sistema de gestión de baterías (BMS), el convertidor de almacenamiento de energía (incluido el transformador de aislamiento) (PCS), el cuerpo del contenedor (incluida la distribución de energía), el sistema de gestión de energía (EMS), el sistema de monitorización, el sistema de control automático de incendios y el sistema de control de temperatura, etc.

Las funciones específicas de cada una de las partes anteriores se presentarán en el sistema de almacenamiento de energía(), he aquí una breve introducción.

Capítulo 7: Diseño de un sistema inteligente de distribución de energía

El sistema de distribución inteligente es un conjunto de sistemas de gestión de energía que se desarrolla de forma secundaria de acuerdo con las necesidades de los usuarios y siguiendo las normas y especificaciones del sistema de distribución. Tiene las características de fuerte especialidad, alta automatización, fácil de usar, alto rendimiento y alta fiabilidad, que es adecuado para el sistema de distribución de baja tensión.

A través de la telemetría y el control remoto, la carga puede asignarse razonablemente, el funcionamiento óptimo puede realizarse y la energía eléctrica puede ahorrarse eficazmente, y existen registros de consumo de energía de pico y valle, proporcionando así las condiciones necesarias para la gestión de la energía.

El sistema inteligente de distribución de energía del proyecto conecta y controla principalmente la energía distribuida, la unidad de almacenamiento de energía, la gran red eléctrica y la carga del usuario, e incluye generalmente disyuntores inteligentes, contadores inteligentes, etc.

Capítulo 8: Diseño del sistema de gestión de la energía

El sistema de gestión de la energía se compone principalmente de EMS (sistema de gestión de la energía), línea de comunicación, armario de comunicación, módulos de comunicación de cada subsistema, interfaz de control del interruptor inteligente, etc.

Mediante la recogida y lectura de los parámetros de rendimiento eléctrico, como la energía distribuida (potencia, tensión, corriente), la unidad de almacenamiento de energía (SOC de la batería, tensión, corriente), la carga (tensión de carga, corriente, potencia activa, potencia reactiva, potencia aparente), la red eléctrica (estado de conmutación de la red, corriente de la red, tensión, potencia activa, potencia reactiva, frecuencia, factor de potencia), y el control del funcionamiento óptimo de cada subsistema de acuerdo con el modo de trabajo preestablecido, con el fin de lograr una alta eficiencia de utilización de la nueva energía máxima.

Sobre la base de los principios pertinentes, no puedo decirle cómo diseñar un sistema de energía solar a través de datos específicos, sin embargo, espero mostrar la profesionalidad de nuestro equipo a través de las ideas de diseño que se describen en este artículo. Siempre que tenga necesidades y se ponga en contacto con nosotros, crea que podemos ofrecerle un esquema de diseño satisfactorio.