En una solución de energía inteligente para estacionamientos que integra la generación de energía fotovoltaica, el almacenamiento de energía y la carga de EV, el sistema fotovoltaico sirve como la fuente principal de electricidad limpia y renovable. Esta solución cuenta con un sistema de energía solar de 100 kWp diseñado para convertir eficientemente la energía solar en electricidad utilizable para cargadores de vehículos eléctricos y almacenamiento de baterías. Instalados estratégicamente a través de la estructura de estacionamiento, los módulos fotovoltaicos maximizan el espacio en el techo o dosel al tiempo que reducen las emisiones de carbono y los costos operativos. Al generar energía durante las horas diurnas, el sistema fotovoltaico minimiza la dependencia de la red y mejora la autosuficiencia energética. Esta sección proporciona una visión general detallada del diseño del sistema fotovoltaico, la selección de componentes, los métodos de instalación y su papel clave en permitir una solución de energía sostenible y rentable para estacionamientos.
El I. Soluciones fotovoltaicas
1. Visión general del proyecto
1.1. Localización del proyecto
El sitio del proyecto se encuentra en Ganzhou .Ganzhou está situado en los tramos superiores del río Ganjiang, en el sur de la provincia de Jiangxi, y tiene un clima típico de monzón subtropical. Las coordenadas geográficas se encuentran entre 24 °29 'y 27 °09 'de latitud norte y 113 °54 y 116 °38 'de longitud este. La temperatura promedio anual es de 20,6℃La irradiación solar promedio anual es de 3,48 kWh.㎡y la irradiación solar anual es de 1270,7 kWh /㎡. La radiación solar es muy abundante. Adecuado para colocar sistemas fotovoltaicos.
Este proyecto consta de tres partes: fotovoltaica, almacenamiento de energía y pilas de carga. El sitio de instalación está ubicado en Ganzhou. Después de la investigación in situ, no hay edificios altos que bloqueen el sitio de instalación a su alrededor, y las condiciones de iluminación son buenas, lo que es adecuado para la instalación de energía fotovoltaica Cuando hay suficiente luz solar durante el día, si la electricidad generada por el sistema fotovoltaico no se puede consumir a tiempo, el sistema de almacenamiento de energía puede almacenar la electricidad rápidamente y suministrar energía a las pilas de carga por la noche.
1.2. Proyecto ScaFigura 1 - 1 Plan de planta del estacionamiento
El proyecto planea construir carportes fotovoltaicos en espacios de aparcamiento. Habrá un total de 30 plazas de estacionamiento. Panels solares se colocarán en los carros fotovoltaicos, y el Panel Solar is Se planea utilizar paneles solares de 545Wp.
La planta del estacionamiento se muestra en la Figura 1 - 1. El aparcamiento tiene dos filas de plazas de aparcamiento, con un total de 30 plazas de aparcamiento. Entre ellos, hay 16 plazas de aparcamiento en la primera fila y 14 en la segunda fila. Los coches fotovoltaicos se pueden diseñar y personalizar de acuerdo con los requisitos del cliente para la altura, anchura y apariencia del coche. La Figura 1 - 2 muestra el dibujo de diseño de un cierto tipo de carro fotovoltaico como referencia.
Según el plan del sitio del estacionamiento, los paneles solares están colocadas. No se reservan pases de mantenimiento entre los paneles solares. los paneles solares Los paneles solares utilizados son de 545Wp, con cada módulo de medición 2256 * 1133mm. Con un total de 180 paneles solares Se puede colocar, y la capacidad instalada es de 98,1kW. El diagrama de colocación específico se muestra en la Figura 1 - 3.
Figura 1 - 1 Plan de planta del aparcamiento
Figura 1 - 2 Imágenes del sitio del proyecto
Figura 1 - 3 Diagrama esquemático del carro fotovoltaico
Figura 1 - 4 Diagrama esquemático de colocación de paneles solares
Figura 1-5 Diagrama de efectos de la colocación de paneles solares
2. Descripción de la solución del sistema fotovoltaico
2.1 Selección y diseño de sistemas fotovoltaicos
2.1.1 Selección de paneles solares
Teniendo en cuenta la eficiencia de conversión fotoeléctrica y densidad de potencia de los paneles solares Se selecciona un módulo de vidrio monocristalino de 545Wp con un rendimiento de costo relativamente alto. Esta serie de módulos tiene las ventajas de alta generación de energía, larga vida útil y buena fiabilidad. La atenuación en el primer año es inferior al 2%, y disminuye en un 0,55% cada año a partir de entonces. La potencia de salida está garantizada por 25 años. Las dimensiones exteriores se muestran en la Figura 2 - 1. Los parámetros técnicos detallados de este componente se muestran en la Tabla 2.1 a continuación.
Figura 2.1 Diagrama de las dimensiones externas del panel solar
| Tipo de módulo PV | Silicio monocristalino |
| Disposición de las celdas de batería | 144 (6 × 24) |
| Caja de unión | IP68, caja de unión dividida |
| Línea de salida | 4 mm2 , +400 y 200 mm |
| Glass | Vidrio único, vidrio templado de 3,2 mm |
| Peso | 27.2kg |
| Tamaño del módulo | 2278 x 1134 × 35mm |
| Potencia máxima (Pmax) | 545W |
| Voltaje de circuito abierto (Voc) | 49.65V |
| Corriente de cortocircuito (ISC) | 13.92A |
| Voltaje máximo de potencia (Vmp) | 41.8V |
Corriente de potencia pico (Imp) | 13.04A |
| Module efficiency | 21.3% |
| Working temperature range | -40~+85℃ |
| Temperatura de funcionamiento de la batería | 45±2℃ |
| Carga estática máxima en el frente | 5400Pa |
| Carga estática máxima en la espalda | 2400Pa |
| Coeficiente de temperatura corriente de cortocircuito | +0.05%/℃ |
| Coeficiente de temperatura de voltaje de circuito abierto | -0.265%/℃ |
| Coeficiente de temperatura de potencia pico | -0.34%/℃ |
Tabla 2 - 1 Parámetros técnicos del panel solar de 545W
2.1.2 Selección del inversor de cadena
According to the power demand of the photovoltaic system of the project, considering the daily variation in irradiance and the photoelectric conversion efficiency of photovoltaic modules, a 100kW photovoltaic inverter is selected. This inverter can operate at 1.1 times the rated power for a long time at 45℃, run at
full load at 50℃, and integrate PID night repair to increase the system's power generation. The specific parameters are shown in Table 2-2.
| DC side | |
| Máximo voltaje de entrada | 1100V |
| Voltaje mínimo de salida / Voltaje de arranque | 195 V |
| MPPT Rango de voltaje | 180 - 1000V |
| Número de MPPT | 10 |
| Entrada actual máxima | 260A (10 * 26A) |
| Corriente máxima de cortocircuito DC | 400A (10 * 40A) |
| AC lado | |
| Potencia de salida nominal | 100kW |
| Potencia máxima de salida | 110kW |
| Máxima salida actual | 132.3A |
| Voltage nominal | 380 V |
| Factor de potencia | 0.8 Líderes: 0.8 lagging |
| El THDI | |
| Maximum efficiency | 98.8% |
| protección | |
| Protección de conexión inversa | Yes |
| Protección de cortocircuito AC | Yes |
| Protección corriente | Yes |
| Monitoreo de la red eléctrica | Yes |
| DC switch | Yes |
| Protección de la isla | Yes |
| Ride-through de bajo voltaje | Yes |
| Detección de String | Yes |
| Protección y reparación PID | Yes |
| Protección de surge | Yes |
| Tamaño | 1014 * 567 * 314.5mm |
| Peso | 82 kg |
| Método de aislamiento | Sin transformador |
| Grado de protección | IP66 |
| Autoconsumo de energía por la noche | |
| Working temperature | -25～+60℃(＞50℃derating) |
| Humedad relativa | 0～100% |
| Método de refrigeración | Refrigeración de aire inteligente |
| Display | LCD |
| DC terminal | MC4 |
| AC Terminal | OT terminal |
| Altitud | 4000 m |
2.2 Diseño de Tipos de Instalación de Arrays Fotovoltaicos
El sistema fotovoltaico en el área de Ganzhou fue modelado, analizado y diseñado utilizando el software
de diseño de sistemas fotovoltaicos común internacionalmente PVSYST, y se obtuvieron los siguientes resultados:
The installation method of photovoltaic modules is flat laying, that is, the installation inclination Angle is 0°,
and each photovoltaic array is densely arranged without any maintenance channels. According to
the simulation results, it can be concluded that the total annual solar irradiation can reach 1270.7kWh/㎡
year under this circumstance. The simulation demonstration is shown in the following figure.
Figura 2 - 2 Diagrama esquemático de simulación de la instalación del módulo fotovoltaico
2.3 Diseño de cuerda de un sistema fotovoltaico
Based on the technical parameters of the selected photovoltaic modules and the historical temperature
conditions in Jingzhou (with the highest daytime temperature not exceeding 39.7℃ and the lowest
temperature not lower than -8℃), the number of photovoltaic modules connected in series can be
calculated according to the following formula:
Kv - coeficiente de temperatura de voltaje de circuito abierto de módulos fotovoltaicos
t - La temperatura extremadamente baja en las condiciones de trabajo de los módulos fotovoltaicos;
t '- La temperatura extrema en las condiciones de trabajo de los módulos fotovoltaicos;
Vdcmax - El voltaje máximo de entrada de CC permitido por el inversor;
Vmppt max - Voltaje máximo MPPT del inversor
Vmppt min - Tensión mínima MPPT del inversor;
VOC - Voltaje de circuito abierto de los módulos fotovoltaicos
Vpm - Voltaje de trabajo de los módulos fotovoltaicos
N: Número de módulos de batería conectados en serie;
Basado en las condiciones climáticas del sitio del proyecto, la situación real del techo, y en combinación con el coeficiente de corrección de temperatura de los módulos de batería y el voltaje de entrada óptimo del inversor, etc., Después de la corrección y el cálculo, el número de paneles solares conectados en serie se toma como: N = 18.
Sobre la base de los resultados del cálculo anterior, el número de paneles solares conectados en serie
está diseñado para ser 18. Es decir, los paneles solares de este proyecto están diseñados a 18 por serie
para garantizar el funcionamiento estable del sistema, y la eficiencia de funcionamiento del sistema es relativamente alta en condiciones de trabajo normales. Como un total de 180 paneles solares se han colocado en este proyecto, se pueden combinar en 10 cadenas en total.
2.4 Photovoltaic and Electrical Access Design
Un total de 180 paneles solares de 545W Se puede instalar en el carport fotovoltaico del aparcamiento, con una capacidad total instalada de 98,1kW. Por lo tanto, se selecciona un inversor de cadena de 100kW. El número de paneles solares conectado en serie es 18, con cada módulo teniendo una capacidad de 545W, lo que significa que cada cadena tiene una capacidad de 9,81 kW. Como la potencia máxima de salida del inversor es de 110kW, el inversor se puede conectar en paralelo con hasta 11 cadenas de paneles solares. En este proyecto, el número de cuerdas paralelas del panel solar Es 10.
Se planea agregar un gabinete de conexión a la red de CA dentro del área del sitio. El gabinete de conexión a la red está equipado con un interruptor para controlar la corriente del inversor. El diagrama esquemático de la conexión fotovoltaica se muestra en la figura 2-3. Además, al elegir los cables, teniendo en cuenta que la temperatura en los estacionamientos al aire libre es relativamente alta en verano, los cables deben seleccionarse en función de la condición de 40 ° C. ° C.
La base para la selección de cables se muestra en la Tabla 2-3.
Tabla 2 - 3 Base para la selección de cable
Figura 2 - 3 Diagrama esquemático del acceso fotovoltaico
2.5 Verificación de Seguridad
2.5.1 Verificación de la estabilidad térmica
Los cables de baja tensión solo deben cumplir con la capacidad de carga de corriente y no requieren
verificación de estabilidad térmica.
2.5.2 Verificación de la estabilidad dinámica
No se realiza ninguna verificación de estabilidad de acción.
2.6 Instrucciones de seguridad eléctrica
2.6.1 Calidad energética
Debido a la salida fluctuante e intermitente de los sistemas de generación de energía fotovoltaica,
y el hecho de que los sistemas de generación de energía fotovoltaica convierten la salida de CC de las
matrices de células solares en CA a través de inversores para el uso de carga, que contiene un gran
número de dispositivos electrónicos de potencia, su conexión a la red de distribución tendrá un cierto
impacto en la calidad de la energía de la red eléctrica local. Esto incluye aspectos como armónicos,
desviaciones de voltaje, fluctuaciones de voltaje, grados de desequilibrio de voltaje y componentes de CC.
Con el fin de proporcionar una energía segura y confiable a la carga, todos los indicadores de calidad de la
energía causados por los sistemas de generación de energía fotovoltaica deben cumplir con las
disposiciones de las normas pertinentes.
(1)Después de que la central eléctrica fotovoltaica armónica está conectada a la red eléctrica, el voltaje
armónico en el punto de conexión común debe cumplir con las disposiciones de GB / T 14549-1993 "Calidad
de la energía - Armónicos en redes eléctricas públicas". Después de que la central de energía fotovoltaica es
tá conectada a la red eléctrica, el componente de corriente armónica total (raíz media cuadrada) en el
punto de conexión común debe cumplir con las disposiciones de GB / T 14549 - 1993 "Calidad de la
energía - Armónicos en redes eléctricas públicas", y no debe exceder el valor permitido prescrito. El valor
permitido de la corriente armónica inyectada en la red eléctrica por las centrales fotovoltaicas debe
asignarse de acuerdo con la relación entre la capacidad instalada de energía fotovoltaica y la capacidad
total de los equipos de generación / suministro de energía con fuentes armónicas en los puntos de
conexión comunes.
(2)Desviación de voltaje
Después de que la central eléctrica fotovoltaica se conecta a la red eléctrica, la desviación de voltaje en el
punto de conexión común debe cumplir con las disposiciones de GB / 1225 - 2008 "Calidad de la energía -
Desviación de voltaje de la fuente de alimentación". La desviación de voltaje de la fuente de alimentación
trifásica de 10 kV debe ser ± 7% de la tensión nominal.
(3)Fluctuación de voltaje
After the photovoltaic power station is connected to the power grid, the voltage fluctuation and flicker at
the common connection point shall comply with the provisions of GB/T 123262008 "Power Quality - Voltage
Fluctuation and Flicker", among which the flicker value caused by the photovoltaic power station shall be
allocated according to the ratio of the installed capacity of the photovoltaic power station to the total
capacity of the disturbance sources at the common connection point. For the voltage fluctuations caused
by the output changes of photovoltaic power stations, the frequency can be considered as 1
(4)Grado de desequilibrio de tensión
Después de que una central de energía fotovoltaica está conectada a la red eléctrica, el grado de
desequilibrio de voltaje trifásico en el punto de conexión común no debe exceder los valores límite
estipulados en GB / T15543 - 2008 "Calidad de la energía - desequilibrio de voltaje trifásico", y el grado de
desequilibrio de voltaje de secuencia negativa en el punto de conexión común no debe exceder el 2%,
y por períodos cortos, no debe exceder el 4%. Entre ellos, el grado de desequilibrio del voltaje de secuencia
negativa causado por las centrales eléctricas fotovoltaicas no debe exceder el 1,3%, y a corto plazo,
no debe exceder el 2.6%.
(5)El componente de corriente de CC inyectado en el punto de conexión común por una central fotovoltaica
de componente de CC no debe exceder el 0,5% de su valor nominal de CA.
2.6.2 Características de respuesta en caso de tensión anormal
Cuando una planta de energía fotovoltaica está conectada a la red, el voltaje de salida debe coincidir con
el voltaje de la red. Cuando el voltaje del punto de conexión de la red está dentro de diferentes rangos de
funcionamiento, los requisitos de respuesta del sistema de generación de energía fotovoltaica distribuida
a la tensión anormal de la red deben cumplir con las regulaciones correspondientes. Este requisito se
aplica a cualquier fase en un sistema trifásico. 2.6.3 Características de la respuesta cuando la frecuencia
es anormal
Cuando las centrales fotovoltaicas están conectadas a la red, deben operar en sincronización con la red
eléctrica. Cuando la frecuencia en el punto de conexión de la central de energía fotovoltaica exceda el
rango de 49,5 - 50,2 Hz, la central de energía fotovoltaica debe dejar de suministrar energía a las líneas de
la red eléctrica dentro de 0,2 segundos. Si la frecuencia del sistema de la central eléctrica fotovoltaica se
puede restaurar al estado de funcionamiento continuo normal de la red eléctrica dentro del tiempo de
conmutación especificado, la central eléctrica fotovoltaica no debe interrumpir el suministro de energía.
2.6.4 Balance de potencia reactiva
Las centrales fotovoltaicas deben garantizar que el factor de potencia en el punto de conexión a la red esté
dentro del rango de 0,95 (líder) a 0,95 (retrasado).
2.6.5 Otros
Este sistema fotovoltaico distribuido debe tener marcas prominentes en el gabinete dedicado de
conmutación de baja tensión conectado a la fuente de alimentación y la red eléctrica.
