Konut PV Depolama Sistemi Tasarımı ve Yapılandırmasına İlişkin Kapsamlı Kılavuz

Konut tipi bir fotovoltaik (PV) depolama sistemi, temel olarak PV modülleri, enerji depolama pilleri, depolama invertörleri, ölçüm cihazları ve izleme yönetim sistemlerinden oluşur. Amacı, enerji öz yeterliliğini sağlamak, enerji maliyetlerini düşürmek, karbon emisyonlarını azaltmak ve güç güvenilirliğini artırmaktır. Konut tipi bir PV depolama sisteminin yapılandırılması, verimli ve istikrarlı bir çalışma sağlamak için çeşitli faktörlerin dikkatlice değerlendirilmesini gerektiren kapsamlı bir süreçtir.

I. Konut PV Depolama Sistemlerine Genel Bakış

Sistem kurulumuna başlamadan önce, PV dizisi giriş terminali ile toprak arasındaki DC yalıtım direncini ölçmek önemlidir. Direnç U…/30mA'den (U…, PV dizisinin maksimum çıkış voltajını temsil eder) düşükse, ek topraklama veya yalıtım önlemleri alınmalıdır.

Konut PV depolama sistemlerinin temel işlevleri şunlardır:

• Öz tüketim:Evsel enerji ihtiyacını karşılamak için güneş enerjisinden faydalanmak.
• Zirve tıraşlama ve vadi doldurma: Enerji maliyetlerini azaltmak için farklı zamanlarda enerji kullanımını dengelemek.
• Yedek güç: Kesintilerde güvenilir enerji sağlamak.
• Acil güç kaynağı: Şebeke arızası sırasında kritik yüklerin desteklenmesi.

Yapılandırma süreci, kullanıcı enerji ihtiyaçlarının analiz edilmesini, PV ve depolama sistemlerinin tasarlanmasını, bileşenlerin seçilmesini, kurulum planlarının hazırlanmasını ve işletme ve bakım önlemlerinin ana hatlarını belirlemeyi içerir.

II. Talep Analizi ve Planlaması

Enerji Talebi Analizi

Ayrıntılı enerji talebi analizi kritik öneme sahiptir ve şunları içerir:

• Yük profili oluşturma: Çeşitli cihazların güç gereksinimlerinin belirlenmesi.
• Günlük tüketim:Gündüz ve gece ortalama elektrik tüketiminin belirlenmesi.
• Elektrik fiyatlandırması:Maliyet tasarrufu için sistemi optimize etmek amacıyla tarife yapılarını anlamak.

Vaka Çalışması

• Kullanıcı Profili:
  • Toplam bağlı yük: 8,2 kW
  • Kritik yük: 3,6 kW
  • Gündüz enerji tüketimi: 10 kWh
  • Gece enerji tüketimi: 20 kWh
• Sistem Planı:
  • Gündüz PV üretimiyle yük taleplerini karşılayan ve fazla enerjiyi gece kullanımı için akülerde depolayan hibrit bir PV-depolama sistemi kurun. PV ve depolama yetersiz olduğunda şebeke, ek bir güç kaynağı görevi görür.

• III. Sistem Yapılandırması ve Bileşen Seçimi

  1. PV Sistem Tasarımı

  • Sistem BoyutuKullanıcının 8,2 kW'lık yükü ve günlük 30 kWh tüketimi göz önüne alındığında, 12 kW'lık bir PV dizisi önerilmektedir. Bu dizi, talebi karşılamak için günde yaklaşık 36 kWh enerji üretebilir.
  • PV Modülleri: 21 adet tek kristalli 580 Wp modül kullanarak 12,18 kWp kurulu güce ulaşın. Maksimum güneş ışığına maruz kalma için optimum düzenlemeyi sağlayın.

  Maksimum güç Pmax [W]	575	580	585	590	595	600
  Optimum çalışma gerilimi Vmp [V]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  Optimum çalışma akımı Imp [A]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  Açık devre voltajı Voc [V]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
  Kısa devre akımı Isc [A]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  Modül verimliliği [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  Çıkış gücü toleransı	0~+3%
  Maksimum gücün sıcaklık katsayısı[Pmax]	-0,29%/℃
  Açık devre voltajının sıcaklık katsayısı [Voc]	-0,25%/℃
  Kısa devre akımının sıcaklık katsayısı [Isc]	0,045%/℃
  Standart Test Koşulları (STC): Işık yoğunluğu 1000W/m², pil sıcaklığı 25℃, hava kalitesi 1,5

  2. Enerji Depolama Sistemi

  • Pil Kapasitesi: 25,6 kWh lityum demir fosfat (LiFePO4) akü sistemi yapılandırın. Bu kapasite, kesintiler sırasında kritik yükler (3,6 kW) için yaklaşık 7 saat boyunca yeterli yedekleme sağlar.
  • Pil Modülleri: İç ve dış mekan kurulumları için IP65 koruma sınıfına sahip modüler, istiflenebilir tasarımlar kullanın. Her modülün kapasitesi 2,56 kWh olup, 10 modülden oluşan komple sistem.

  3. İnverter Seçimi

  • Hibrit İnverter: Entegre PV ve depolama yönetimi özelliklerine sahip 10 kW'lık bir hibrit invertör kullanın. Temel özellikleri şunlardır:
    • Maksimum PV girişi: 15 kW
    • Çıkış: Hem şebekeye bağlı hem de şebekeden bağımsız çalışma için 10 kW
    • Koruma: Şebekeden şebekeye geçiş süresi <10 ms olan IP65 derecesi

  4. PV Kablo Seçimi

  PV kabloları, güneş modüllerini invertöre veya birleştirici kutuya bağlar. Yüksek sıcaklıklara, UV ışınlarına ve dış ortam koşullarına dayanıklı olmalıdırlar.

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • Tek damarlı, 1,5 kV DC'ye uygun, mükemmel UV ve hava koşullarına dayanıklı.
  • TÜV PV1-F:
    • Esnek, alev geciktirici, geniş sıcaklık aralığına (-40°C ile +90°C) sahiptir.
  • UL 4703 PV Kablosu:
    • Çift yalıtımlıdır, çatı ve zemin üstü sistemler için idealdir.
  • AD8 Yüzen Güneş Kablosu:
    • Suya dayanıklı ve suya dayanıklıdır, nemli veya sucul ortamlara uygundur.
  • Alüminyum Çekirdekli Güneş Kablosu:
    • Hafif ve ekonomiktir, büyük ölçekli tesislerde kullanılır.

  5. Enerji Depolama Kablosu Seçimi

  Depolama kabloları, aküleri invertörlere bağlar. Yüksek akımlara dayanıklı olmalı, termal stabilite sağlamalı ve elektriksel bütünlüğü korumalıdır.

  • UL10269 ve UL11627 Kabloları:
    • İnce duvarlı yalıtımlı, alev geciktirici ve kompakt.
  • XLPE Yalıtımlı Kablolar:
    • Yüksek voltaj (1500V DC'ye kadar) ve termal dayanım.
  • Yüksek Gerilim DC Kabloları:
    • Akü modülleri ile yüksek gerilim baralarının birbirine bağlanması için tasarlanmıştır.

  Önerilen Kablo Özellikleri

  Kablo Tipi	Önerilen Model	Başvuru
  PV Kablosu	EN 50618 H1Z2Z2-K	PV modüllerinin invertöre bağlanması.
  PV Kablosu	UL 4703 PV Kablosu	Yüksek izolasyon gerektiren çatı kurulumları.
  Enerji Depolama Kablosu	UL 10269, UL 11627	Kompakt akü bağlantıları.
  Korumalı Depolama Kablosu	EMI Korumalı Akü Kablosu	Hassas sistemlerdeki parazitlerin azaltılması.
  Yüksek Gerilim Kablosu	XLPE Yalıtımlı Kablo	Akü sistemlerinde yüksek akım bağlantıları.
  Yüzen PV Kablosu	AD8 Yüzen Güneş Kablosu	Suya maruz kalan veya nemli ortamlar.

IV. Sistem Entegrasyonu

PV modüllerini, enerji depolamayı ve invertörleri eksiksiz bir sisteme entegre edin:

1. PV Sistemi: Modül yerleşimini tasarlayın ve uygun montaj sistemleri ile yapısal güvenliği sağlayın.
2. Enerji Depolama: Gerçek zamanlı izleme için uygun BMS (Pil Yönetim Sistemi) entegrasyonu ile modüler piller takın.
3. Hibrit İnverter: Kusursuz enerji yönetimi için PV dizilerini ve pilleri invertöre bağlayın.

V. Kurulum ve Bakım

Kurulum:

• Saha Değerlendirmesi: Çatı veya zemin alanlarını yapısal uyumluluk ve güneş ışığına maruz kalma açısından inceleyin.
• Ekipman Kurulumu: PV modüllerini, pilleri ve invertörleri güvenli bir şekilde monte edin.
• Sistem Testi: Elektrik bağlantılarını doğrulayın ve fonksiyonel testleri gerçekleştirin.

Bakım:

• Rutin Denetimler: Kabloları, modülleri ve invertörleri aşınma veya hasar açısından kontrol edin.
• Temizlik: Verimliliği korumak için PV modüllerini düzenli olarak temizleyin.
• Uzaktan İzleme: Sistem performansını izlemek ve ayarları optimize etmek için yazılım araçlarını kullanın.

VI. Sonuç

İyi tasarlanmış bir konut PV depolama sistemi, enerji tasarrufu, çevresel faydalar ve güç güvenilirliği sağlar. PV modülleri, enerji depolama pilleri, invertörler ve kablolar gibi bileşenlerin dikkatli seçimi, sistemin verimliliğini ve uzun ömürlülüğünü garanti eder. Doğru planlamayı takip ederek,

Kurulum ve bakım protokolleri sayesinde ev sahipleri yatırımlarının faydalarını en üst düzeye çıkarabilirler.