Το φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εκτός δικτύου χρησιμοποιείται κυρίως για την επίλυση του βασικού προβλήματος κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των κατοίκων σε περιοχές χωρίς ηλεκτρική ενέργεια ή λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια. Το φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εκτός δικτύου αποτελείται κυρίως από φωτοβολταϊκά πλαίσια, βραχίονες, ελεγκτές, μετατροπείς, μπαταρίες και συστήματα διανομής ισχύος. Σε σύγκριση με το φωτοβολταϊκό σύστημα που συνδέεται με το δίκτυο, το σύστημα εκτός δικτύου έχει περισσότερους ελεγκτές και μπαταρίες και ο μετατροπέας οδηγεί απευθείας το φορτίο, οπότε το ηλεκτρικό σύστημα είναι πιο περίπλοκο. Δεδομένου ότι το αυτόνομο σύστημα μπορεί να είναι η μόνη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας του χρήστη και ο χρήστης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το σύστημα, ο σχεδιασμός και η λειτουργία του αυτόνομου συστήματος θα πρέπει να είναι πιο αξιόπιστος.
Κοινά ζητήματα σχεδιασμού για αυτόνομα συστήματα
Δεν υπάρχει ενιαία προδιαγραφή για φωτοβολταϊκά αυτόνομα συστήματα. Θα πρέπει να σχεδιάζεται σύμφωνα με τις ανάγκες των χρηστών, λαμβάνοντας κυρίως υπόψη την επιλογή και τον υπολογισμό εξαρτημάτων, μετατροπέων, ελεγκτών, μπαταριών, καλωδίων, διακοπτών και άλλου εξοπλισμού. Πριν από το σχεδιασμό, οι προκαταρκτικές εργασίες πρέπει να γίνουν καλά. Είναι απαραίτητο να κατανοήσετε πρώτα τον τύπο φορτίου και την ισχύ του χρήστη, τις κλιματολογικές συνθήκες του χώρου εγκατάστασης, την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του χρήστη και τη ζήτηση πριν κάνετε ένα σχέδιο.
1. Η τάση της μονάδας και η τάση της μπαταρίας πρέπει να ταιριάζουν. Η ηλιακή μονάδα ελεγκτή PWM και η μπαταρία συνδέονται μέσω ηλεκτρονικού διακόπτη. Δεν υπάρχει επαγωγή και άλλες συσκευές στη μέση. Η τάση της μονάδας είναι μεταξύ 1,2 και 2,0 φορές η τάση της μπαταρίας. Εάν Πρόκειται για μπαταρία 24V, η τάση εισόδου του εξαρτήματος είναι μεταξύ 30-50V, ο ελεγκτής MPPT διαθέτει σωλήνα διακόπτη ισχύος και επαγωγέα και άλλα κυκλώματα στη μέση, η τάση του εξαρτήματος είναι μεταξύ 1,2-3,5 φορές την τάση της μπαταρίας, εάν πρόκειται για μπαταρία 24V, Η τάση εισόδου εξαρτημάτων είναι μεταξύ 30-90V.
2. Η ισχύς εξόδου της μονάδας πρέπει να είναι παρόμοια με την ισχύ του ελεγκτή. Για παράδειγμα, ένας ελεγκτής 48V30A έχει ισχύ εξόδου 1440VA και η ισχύς της μονάδας πρέπει να είναι περίπου 1500W. Όταν επιλέγετε έναν ελεγκτή, εξετάστε πρώτα την τάση της μπαταρίας και, στη συνέχεια, διαιρέστε την ισχύ του εξαρτήματος με την τάση της μπαταρίας, η οποία είναι το ρεύμα εξόδου του ελεγκτή.
3. Εάν η ισχύς ενός μετατροπέα δεν είναι αρκετή, πρέπει να συνδεθούν παράλληλα πολλοί μετατροπείς. Η έξοδος του φωτοβολταϊκού συστήματος εκτός δικτύου συνδέεται με το φορτίο. Η τάση εξόδου και η φάση ρεύματος και το πλάτος κάθε μετατροπέα είναι διαφορετικά. Εάν οι ακροδέκτες είναι συνδεδεμένοι παράλληλα, πρέπει να προστεθεί ένας μετατροπέας με παράλληλη λειτουργία.
Συνηθισμένα προβλήματα κατά τον εντοπισμό σφαλμάτων σε συστήματα εκτός δικτύου
1 Η οθόνη LCD του μετατροπέα δεν εμφανίζει 01
Ανάλυση αποτυχίας
Δεν υπάρχει είσοδος DC μπαταρίας, το τροφοδοτικό LCD μετατροπέα τροφοδοτείται από την μπαταρία.
02 Πιθανοί λόγοι
(1) Η τάση της μπαταρίας δεν είναι αρκετή. Όταν η μπαταρία φεύγει για πρώτη φορά από το εργοστάσιο, είναι γενικά πλήρως φορτισμένη, αλλά εάν η μπαταρία δεν χρησιμοποιείται για μεγάλο χρονικό διάστημα, θα αποφορτιστεί αργά (αυτοεκφόρτιση). Οι τάσεις του συστήματος εκτός δικτύου είναι 12V, 24V, 48V, 96V κ.λπ. Σε ορισμένες εφαρμογές, πρέπει να συνδεθούν πολλές μπαταρίες σε σειρά για να καλύψουν την τάση του συστήματος. Εάν τα καλώδια σύνδεσης δεν είναι σωστά συνδεδεμένα, η τάση της μπαταρίας θα είναι ανεπαρκής.
(2) Οι ακροδέκτες της μπαταρίας αντιστρέφονται. Οι ακροδέκτες της μπαταρίας έχουν θετικούς και αρνητικούς πόλους, γενικά το κόκκινο συνδέεται με τον θετικό πόλο και το μαύρο συνδέεται με τον αρνητικό πόλο.
(3) Ο διακόπτης DC δεν είναι κλειστός ή ο διακόπτης είναι ελαττωματικός.
03
Λύση
(1) Εάν η τάση της μπαταρίας δεν είναι αρκετή, το σύστημα δεν μπορεί να λειτουργήσει και η ηλιακή ενέργεια δεν μπορεί να φορτίσει την μπαταρία, πρέπει να βρείτε ένα άλλο μέρος για να φορτίσετε την μπαταρία σε περισσότερο από 30%.
(2) Εάν πρόκειται για πρόβλημα με τη γραμμή, χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να μετρήσετε την τάση κάθε μπαταρίας. Όταν η τάση είναι κανονική, η συνολική τάση είναι το άθροισμα των τάσεων της μπαταρίας. Εάν δεν υπάρχει τάση, ελέγξτε εάν ο διακόπτης DC, ο ακροδέκτης καλωδίωσης, ο σύνδεσμος καλωδίων κ.λπ.
(3) Εάν η τάση της μπαταρίας είναι κανονική, η καλωδίωση είναι κανονική, ο διακόπτης είναι ενεργοποιημένος και ο μετατροπέας εξακολουθεί να μην εμφανίζεται, ενδέχεται ο μετατροπέας να είναι ελαττωματικός και ο κατασκευαστής πρέπει να ειδοποιηθεί για συντήρηση.
2 Η μπαταρία δεν μπορεί να φορτιστεί
01 Ανάλυση Αποτυχίας
Η μπαταρία φορτίζεται από τη φωτοβολταϊκή μονάδα και τον ελεγκτή ή το δίκτυο και τον ελεγκτή.
02 Πιθανοί λόγοι
(1) Λόγοι εξαρτημάτων: η τάση του εξαρτήματος δεν είναι αρκετή, το ηλιακό φως είναι χαμηλό και η σύνδεση του εξαρτήματος και του καλωδίου DC δεν είναι καλή.
(2) Η καλωδίωση κυκλώματος μπαταρίας δεν είναι καλή.
(3) Η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη και φτάνει στην υψηλότερη τάση.
03 Λύσεις
(1) Ελέγξτε εάν οι διακόπτες DC, οι ακροδέκτες, οι σύνδεσμοι καλωδίων, τα εξαρτήματα, οι μπαταρίες κ.λπ. Εάν υπάρχουν πολλά εξαρτήματα, θα πρέπει να συνδεθούν και να δοκιμαστούν ξεχωριστά.
(2) Όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη, δεν μπορεί να επαναφορτιστεί, αλλά διαφορετικές μπαταρίες έχουν διαφορετικές τάσεις όταν φορτίζονται πλήρως. Για παράδειγμα, μια μπαταρία με ονομαστική τάση 12V έχει τάση μεταξύ 12,8 και 13,5V όταν φορτίζεται πλήρως. Το ειδικό βάρος του ηλεκτρολύτη όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη σχετίζεται. Ρυθμίστε το μέγιστο όριο τάσης ανάλογα με τον τύπο της μπαταρίας.
(3) Υπερένταση εισόδου: Το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας είναι γενικά 0.1C-0.2C και το μέγιστο δεν είναι μεγαλύτερο από 0.3C. Για παράδειγμα, μια μπαταρία μολύβδου-οξέος 12V200AH, το ρεύμα φόρτισης είναι γενικά μεταξύ 20A και 40A και το μέγιστο δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 60A. Η ισχύς του εξαρτήματος πρέπει να ταιριάζει με την ισχύ του ελεγκτή.
(4) Υπέρταση εισόδου: Η τάση εισόδου της μονάδας είναι πολύ υψηλή, ελέγξτε την τάση της πλακέτας μπαταρίας, εάν είναι πραγματικά υψηλή, ο πιθανός λόγος είναι ότι ο αριθμός των χορδών της πλακέτας μπαταρίας είναι πάρα πολλές, μειώστε τον αριθμό των χορδών της πλακέτας μπαταρίας
3 Ο μετατροπέας παρουσιάζει υπερφόρτωση ή δεν μπορεί να ξεκινήσει 01
Ανάλυση αποτυχίας
Η ισχύς φορτίου είναι μεγαλύτερη από την ισχύ του μετατροπέα ή της μπαταρίας.
02 Πιθανοί λόγοι
(1) Υπερφόρτωση μετατροπέα: Εάν η υπερφόρτωση του μετατροπέα υπερβαίνει το χρονικό εύρος και η ισχύς φορτίου υπερβαίνει τη μέγιστη τιμή, ρυθμίστε το μέγεθος φορτίου.
(2) Υπερφόρτωση μπαταρίας: Το ρεύμα εκφόρτισης είναι γενικά 0.2C-0.3C, το μέγιστο δεν υπερβαίνει το 0.5C, 12V200AH μπαταρία μολύβδου-οξέος, η μέγιστη ισχύς εξόδου δεν υπερβαίνει τα 2400W, διαφορετικοί κατασκευαστές, διαφορετικά μοντέλα, οι συγκεκριμένες τιμές είναι επίσης διαφορετικές .
(3) Φορτία όπως οι ανελκυστήρες δεν μπορούν να συνδεθούν απευθείας με τον ακροδέκτη εξόδου του μετατροπέα, επειδή όταν ο ανελκυστήρας κατεβαίνει, ο κινητήρας αντιστρέφεται, γεγονός που θα δημιουργήσει μια ηλεκτροκινητική δύναμη πίσω, η οποία θα βλάψει τον μετατροπέα όταν εισέλθει στον μετατροπέα. Εάν πρέπει να χρησιμοποιηθεί σύστημα εκτός δικτύου, συνιστάται η προσθήκη μετατροπέα συχνότητας μεταξύ του μετατροπέα και του κινητήρα του ανελκυστήρα.
(4) Η ισχύς εκκίνησης του επαγωγικού φορτίου είναι πολύ μεγάλη.
03 Λύσεις
Η ονομαστική ισχύς του φορτίου πρέπει να είναι χαμηλότερη από αυτή του μετατροπέα και η μέγιστη ισχύς του φορτίου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 1,5 φορές την ονομαστική ισχύ του μετατροπέα.
Συνήθεις ερωτήσεις για την μπαταρία
1 Φαινόμενο βραχυκυκλώματος και λόγοι
Το βραχυκύκλωμα της μπαταρίας μολύβδου-οξέος αναφέρεται στη σύνδεση των θετικών και αρνητικών ομάδων μέσα στην μπαταρία μολύβδου-οξέος. Το φαινόμενο βραχυκυκλώματος των μπαταριών μολύβδου-οξέος εκδηλώνεται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:
Η τάση ανοιχτού κυκλώματος είναι χαμηλή και η τάση κλειστού κυκλώματος (εκφόρτιση) φτάνει γρήγορα στην τάση τερματισμού. Όταν αποφορτίζεται ένα μεγάλο ρεύμα, η τάση του ακροδέκτη πέφτει γρήγορα στο μηδέν. Όταν το κύκλωμα είναι ανοιχτό, η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη είναι πολύ χαμηλή και ο ηλεκτρολύτης θα παγώσει σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας. Κατά τη φόρτιση, η τάση αυξάνεται πολύ αργά, παραμένοντας πάντα χαμηλή (μερικές φορές πέφτει στο μηδέν). Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, η θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη αυξάνεται πολύ γρήγορα. Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη αυξάνεται πολύ αργά ή αλλάζει ελάχιστα. Δεν εμφανίζονται φυσαλίδες ή αέριο αργά κατά τη φόρτιση.
Οι κύριοι λόγοι για το εσωτερικό βραχυκύκλωμα των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι οι εξής:
Η ποιότητα του διαχωριστή δεν είναι καλή ή ελαττωματική, έτσι ώστε το ενεργό υλικό της πλάκας να διέρχεται, με αποτέλεσμα την εικονική ή άμεση επαφή μεταξύ των θετικών και αρνητικών πλακών. Η μετατόπιση του διαχωριστή προκαλεί τη σύνδεση των θετικών και αρνητικών πλακών. Το ενεργό υλικό στην πλάκα ηλεκτροδίων διαστέλλεται και πέφτει. Λόγω της υπερβολικής εναπόθεσης του πεσμένου ενεργού υλικού, το κάτω άκρο ή το πλευρικό άκρο των θετικών και αρνητικών πλακών έρχεται σε επαφή με το ίζημα, με αποτέλεσμα τη σύνδεση των θετικών και αρνητικών πλακών. Ένα αγώγιμο αντικείμενο πέφτει στην μπαταρία, προκαλώντας τη σύνδεση των θετικών και αρνητικών πλακών.
Φαινόμενο και αιτίες θείωσης 2 πόλων
Το σύστημα θείωσης πλάκας είναι ο θειικός μόλυβδος που σχηματίζει λευκούς και σκληρούς κρυστάλλους θειικού μολύβδου στην πλάκα και είναι πολύ δύσκολο να μετατραπεί σε δραστικές ουσίες κατά τη διάρκεια της φόρτισης. Τα κύρια φαινόμενα μετά τη θείωση των πλακών μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι τα εξής:
(1) Η τάση της μπαταρίας μολύβδου-οξέος αυξάνεται γρήγορα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης και οι αρχικές και τελικές τάσεις της είναι πολύ υψηλές και η τελική τάση φόρτισης μπορεί να φτάσει περίπου τα 2.90V / μονή κυψέλη.
(2) Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκφόρτισης, η τάση μειώνεται γρήγορα, δηλαδή πέφτει πρόωρα στην τάση τερματισμού, οπότε η χωρητικότητά της είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή άλλων μπαταριών.
(3) Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, η θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη αυξάνεται γρήγορα και εύκολα υπερβαίνει τους 45 ° C.
(4) Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη είναι χαμηλότερη από την κανονική τιμή και οι φυσαλίδες εμφανίζονται πρόωρα κατά τη φόρτιση.
Οι κύριοι λόγοι για τη θείωση της πλάκας είναι οι εξής:
(1) Η αρχική φόρτιση των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι ανεπαρκής ή η αρχική φόρτιση διακόπτεται για μεγάλο χρονικό διάστημα.
(2) Η μπαταρία μολύβδου-οξέος δεν φορτίζεται επαρκώς για μεγάλο χρονικό διάστημα.
(3) Μη έγκαιρη φόρτιση μετά την εκφόρτωση.
(4) Συχνά υπερφόρτιση ή μικρή εκροή ρεύματος.
(5) Εάν η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη είναι πολύ υψηλή ή η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, ο θειικός μόλυβδος θα σχηματιστεί βαθιά και θα είναι δύσκολο να ανακτηθεί.
(6) Η μπαταρία μολύβδου-οξέος έχει τεθεί σε αναμονή για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν χρησιμοποιείται για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς τακτική φόρτιση.