O sistema de geração de energia fotovoltaica off-grid é usado principalmente para resolver o problema básico de consumo de eletricidade dos moradores em áreas sem eletricidade ou com menos eletricidade. O sistema de geração de energia fotovoltaica off-grid é composto principalmente por módulos fotovoltaicos, suportes, controladores, inversores, baterias e sistemas de distribuição de energia. Comparado com o sistema fotovoltaico conectado à rede, o sistema off-grid possui mais controladores e baterias, e o inversor aciona diretamente a carga, portanto, o sistema elétrico é mais complicado. Como o sistema off-grid pode ser a única fonte de eletricidade do usuário, e o usuário é altamente dependente do sistema, o projeto e a operação do sistema off-grid devem ser mais confiáveis.
Problemas comuns de design para sistemas fora da rede
Não há especificação unificada para sistemas fotovoltaicos off-grid. Deve ser projetado de acordo com as necessidades dos usuários, considerando principalmente a seleção e cálculo de componentes, inversores, controladores, baterias, cabos, interruptores e outros equipamentos. Antes de projetar, o trabalho preliminar deve ser bem feito. É necessário primeiro entender o tipo de carga e potência do usuário, as condições climáticas do local de instalação, o consumo de energia do usuário e a demanda antes de fazer um planejamento.
1. A voltagem do módulo e a voltagem da bateria devem ser compatíveis. O módulo solar do controlador PWM e a bateria são conectados através de um interruptor eletrônico. Não há indutância e outros dispositivos no meio. A tensão do módulo está entre 1,2 e 2.0 vezes a tensão da bateria. Se for uma bateria de 24V, a tensão de entrada do componente está entre 30-50V, o controlador MPPT possui um tubo de alimentação e um indutor e outros circuitos no meio, a tensão do componente está entre 1.{ {8}}.5 vezes a voltagem da bateria, se for uma bateria de 24V, A voltagem de entrada do componente está entre 30-90V.
2. A potência de saída do módulo deve ser semelhante à potência do controlador. Por exemplo, um controlador 48V30A tem uma potência de saída de 1440VA, e a potência do módulo deve ser em torno de 1500W. Ao escolher um controlador, primeiro observe a tensão da bateria e, em seguida, divida a potência do componente pela tensão da bateria, que é a corrente de saída do controlador.
3. Se a potência de um inversor não for suficiente, vários inversores precisam ser conectados em paralelo. A saída do sistema fotovoltaico off-grid é conectada à carga. A tensão de saída e fase de corrente e amplitude de cada inversor são diferentes. Se os terminais estiverem conectados em paralelo, um inversor com função paralela deve ser adicionado.
Problemas comuns ao depurar sistemas fora da rede
1 O LCD do inversor não exibe 01
Analises falhas
Não há entrada DC da bateria, a fonte de alimentação do LCD do inversor é alimentada pela bateria.
02 Possíveis motivos
(1) A tensão da bateria não é suficiente. Quando a bateria sai da fábrica, geralmente está totalmente carregada, mas se a bateria não for usada por um longo tempo, ela será descarregada lentamente (autodescarga). As tensões do sistema fora da rede são 12 V, 24 V, 48 V, 96 V, etc. Em algumas aplicações, várias baterias devem ser conectadas em série para atender à tensão do sistema. Se os cabos de conexão não estiverem conectados corretamente, a tensão da bateria será insuficiente.
(2) Os terminais da bateria estão invertidos. Os terminais da bateria têm pólos positivo e negativo, geralmente o vermelho está conectado ao pólo positivo e o preto está conectado ao pólo negativo.
(3) A chave CC não está fechada ou a chave está com defeito.
03
Solução
(1) Se a tensão da bateria não for suficiente, o sistema não funcionar e a energia solar não puder carregar a bateria, você precisará encontrar outro local para carregar a bateria em mais de 30%.
(2) Se for um problema com a linha, use um multímetro para medir a tensão de cada bateria. Quando a tensão é normal, a tensão total é a soma das tensões da bateria. Se não houver tensão, verifique se a chave CC, o terminal de fiação, o conector do cabo etc. estão normais por sua vez.
(3) Se a tensão da bateria estiver normal, a fiação estiver normal, o interruptor estiver ligado e o inversor ainda não exibir, pode ser que o inversor esteja com defeito e o fabricante deve ser notificado para manutenção.
2 A bateria não pode ser carregada
01 Análise de Falha
A bateria é carregada pelo módulo fotovoltaico e pelo controlador, ou pela rede e pelo controlador.
02 Possíveis motivos
(1) Razões do componente: a tensão do componente não é suficiente, a luz do sol é baixa e a conexão do componente e do cabo DC não é boa.
(2) A fiação do circuito da bateria não está boa.
(3) A bateria está totalmente carregada e atinge a tensão mais alta.
03 Soluções
(1) Verifique se os interruptores CC, terminais, conectores de cabos, componentes, baterias, etc. estão, por sua vez, normais. Se houver vários componentes, eles devem ser conectados e testados separadamente.
(2) Quando a bateria está totalmente carregada, não pode ser recarregada, mas baterias diferentes têm voltagens diferentes quando totalmente carregadas. Por exemplo, uma bateria com tensão nominal de 12 V tem uma tensão entre 12,8 e 13,5 V quando totalmente carregada. A gravidade específica do eletrólito quando a bateria está totalmente carregada está relacionada. Ajuste o limite máximo de tensão de acordo com o tipo de bateria.
(3) Sobrecorrente de entrada: A corrente de carregamento da bateria geralmente é 0.1C-0.2C, e o máximo não é superior a 0.3C. Por exemplo, uma bateria de chumbo-ácido 12V200AH, a corrente de carga geralmente fica entre 20A e 40A, e o máximo não pode exceder 60A. A potência do componente deve corresponder à potência do controlador.
(4) Sobretensão de entrada: A tensão de entrada do módulo é muito alta, verifique a tensão da placa da bateria, se for muito alta, o possível motivo é que o número de strings da placa da bateria é muito, reduza o número de cordas da placa de bateria
3 O inversor apresenta sobrecarga ou não pode iniciar 01
Analises falhas
A potência da carga é maior que a potência do inversor ou da bateria.
02 Possíveis motivos
(1) Sobrecarga do inversor: Se a sobrecarga do inversor exceder o intervalo de tempo e a potência da carga exceder o valor máximo, ajuste o tamanho da carga.
(2) Sobrecarga da bateria: A corrente de descarga é geralmente 0.2C-0.3C, o máximo não excede 0.5C, 1 12bateria de chumbo-ácido V200AH, a potência máxima de saída não excede 2400W, diferentes fabricantes, diferentes modelos, os valores específicos também são diferentes.
(3) Cargas como elevadores não podem ser conectadas diretamente ao terminal de saída do inversor, pois quando o elevador está descendo, o motor inverte, o que gerará uma força eletromotriz de retorno, que danificará o inversor ao entrar no inversor. Se for necessário utilizar um sistema off-grid, recomenda-se adicionar um conversor de frequência entre o inversor e o motor do elevador.
(4) A potência de partida da carga indutiva é muito grande.
03 Soluções
A potência nominal da carga deve ser menor que a do inversor e a potência de pico da carga não deve ser maior que 1,5 vezes a potência nominal do inversor.
Perguntas frequentes sobre a bateria
1 Fenômeno de curto-circuito e razões
O curto-circuito da bateria chumbo-ácido refere-se à conexão dos grupos positivo e negativo dentro da bateria chumbo-ácido. O fenômeno de curto-circuito das baterias de chumbo-ácido se manifesta principalmente nos seguintes aspectos:
A tensão de circuito aberto é baixa e a tensão de circuito fechado (descarga) atinge rapidamente a tensão de terminação. Quando uma grande corrente é descarregada, a tensão terminal cai rapidamente para zero. Quando o circuito está aberto, a densidade do eletrólito é muito baixa e o eletrólito congelará em um ambiente de baixa temperatura. Ao carregar, a tensão sobe muito lentamente, mantendo-se sempre baixa (às vezes caindo para zero). Durante o carregamento, a temperatura do eletrólito aumenta muito rapidamente. Durante o carregamento, a densidade do eletrólito aumenta muito lentamente ou dificilmente muda. Nenhuma bolha ou gás aparece tarde durante o carregamento.
As principais razões para o curto-circuito interno das baterias de chumbo-ácido são as seguintes:
A qualidade do separador não é boa ou defeituosa, de modo que o material ativo da placa passa, resultando em contato virtual ou direto entre as placas positivas e negativas. O deslocamento do separador faz com que as placas positivas e negativas sejam conectadas. O material ativo na placa do eletrodo se expande e cai. Devido à deposição excessiva do material ativo caído, a borda inferior ou borda lateral das placas positiva e negativa fica em contato com o sedimento, resultando na ligação das placas positiva e negativa. Um objeto condutor cai na bateria, fazendo com que as placas positivas e negativas se conectem.
Fenômeno e causas da 2-sulfação polar
O sistema de sulfatação da placa é o sulfato de chumbo que forma cristais de sulfato de chumbo brancos e duros na placa e é muito difícil de converter em substâncias ativas durante o carregamento. Os principais fenômenos após a sulfatação de placas de bateria de chumbo-ácido são os seguintes:
(1) A tensão da bateria de chumbo-ácido aumenta rapidamente durante o processo de carregamento, e suas tensões iniciais e finais são muito altas, e a tensão de carregamento final pode atingir cerca de 2,90 V/célula única.
(2) Durante o processo de descarga, a tensão diminui rapidamente, ou seja, cai para a tensão de terminação prematuramente, de modo que sua capacidade é significativamente menor que a de outras baterias.
(3) Durante o carregamento, a temperatura do eletrólito aumenta rapidamente e facilmente excede 45 graus.
(4) Durante o carregamento, a densidade do eletrólito é menor que o valor normal e bolhas ocorrem prematuramente durante o carregamento.
As principais razões para a sulfatação da placa são as seguintes:
(1) O carregamento inicial das baterias de chumbo-ácido é insuficiente ou o carregamento inicial é interrompido por um longo período.
(2) A bateria de chumbo-ácido não está suficientemente carregada por um longo período de tempo.
(3) Falha no carregamento a tempo após a descarga.
(4) Freqüentemente descarga excessiva ou pequena descarga profunda atual.
(5) Se a densidade do eletrólito for muito alta ou a temperatura for muito alta, o sulfato de chumbo será profundamente formado e difícil de recuperar.
(6) A bateria de chumbo-ácido foi colocada em espera por um longo tempo e não é usada por muito tempo sem carregamento regular.