Sistem penyimpanan fotovoltaik (PV) perumahan terutama terdiri dari modul PV, baterai penyimpanan energi, inverter penyimpanan, perangkat pengukuran, dan sistem manajemen pemantauan. Tujuannya adalah untuk mencapai kemandirian energi, mengurangi biaya energi, menurunkan emisi karbon, dan meningkatkan keandalan daya. Mengonfigurasi sistem penyimpanan PV perumahan merupakan proses komprehensif yang memerlukan pertimbangan cermat terhadap berbagai faktor untuk memastikan pengoperasian yang efisien dan stabil.
I. Tinjauan Umum Sistem Penyimpanan PV Rumah Tangga
Sebelum memulai pengaturan sistem, penting untuk mengukur resistansi isolasi DC antara terminal input array PV dan ground. Jika resistansi kurang dari U…/30mA (U… mewakili tegangan output maksimum array PV), tindakan pentanahan atau isolasi tambahan harus dilakukan.
Fungsi utama sistem penyimpanan PV perumahan meliputi:
- Konsumsi sendiri: Memanfaatkan energi matahari untuk memenuhi kebutuhan energi rumah tangga.
- Pemangkasan puncak dan pengisian lembah: Menyeimbangkan penggunaan energi di berbagai waktu untuk menghemat biaya energi.
- Daya cadangan: Menyediakan energi yang andal saat terjadi pemadaman listrik.
- Pasokan daya darurat: Mendukung beban kritis selama kegagalan jaringan.
Proses konfigurasi meliputi analisis kebutuhan energi pengguna, merancang sistem PV dan penyimpanan, memilih komponen, menyiapkan rencana instalasi, dan menguraikan langkah-langkah operasi dan pemeliharaan.
II. Analisis dan Perencanaan Permintaan
Analisis Permintaan Energi
Analisis permintaan energi yang terperinci sangat penting, termasuk:
- Profil beban: Mengidentifikasi kebutuhan daya berbagai peralatan.
- Konsumsi harian: Menentukan penggunaan listrik rata-rata pada siang dan malam hari.
- Harga listrik: Memahami struktur tarif untuk mengoptimalkan sistem demi penghematan biaya.
Studi Kasus
| Tabel 1 Statistik beban total | |||
| peralatan | Kekuatan | Kuantitas | Daya total (kW) |
| Pendingin udara inverter | 1.3 | 3 | 3,9 kW |
| mesin cuci | 1.1 | 1 | 1,1 kW |
| Lemari es | 0.6 | 1 | 0,6 kW |
| TV | 0.2 | 1 | 0,2 kW |
| Pemanas air | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| kap mesin acak | 0.2 | 1 | 0,2 kW |
| Listrik lainnya | 1.2 | 1 | 1,2 kW |
| Total | 8,2 kW | ||
| Tabel 2 Statistik beban penting (catu daya off-grid) | |||
| peralatan | Kekuatan | Kuantitas | Daya total (kW) |
| Pendingin udara inverter | 1.3 | 1 | 1,3 kW |
| Lemari es | 0.6 | 1 | 0,6 kW |
| Pemanas air | 1.0 | 1 | 1,0 kW |
| kap mesin acak | 0.2 | 1 | 0,2 kW |
| Penerangan listrik, dll. | 0.5 | 1 | 0,5 kW |
| Total | 3,6 kW | ||
- Profil Pengguna:
- Total beban tersambung: 8,2 kW
- Beban kritis: 3,6 kW
- Konsumsi energi siang hari: 10 kWh
- Konsumsi energi malam hari: 20 kWh
- Rencana Sistem:
- Pasang sistem hibrida penyimpanan-PV dengan pembangkitan PV siang hari yang memenuhi permintaan beban dan menyimpan kelebihan energi dalam baterai untuk penggunaan malam hari. Jaringan listrik bertindak sebagai sumber daya tambahan saat PV dan penyimpanan tidak mencukupi.
-
III. Konfigurasi Sistem dan Pemilihan Komponen
1. Desain Sistem PV
- Ukuran Sistem: Berdasarkan beban pengguna sebesar 8,2 kW dan konsumsi harian sebesar 30 kWh, disarankan menggunakan panel surya berkapasitas 12 kW. Panel surya ini dapat menghasilkan sekitar 36 kWh per hari untuk memenuhi permintaan.
- Modul PV: Memanfaatkan 21 modul kristal tunggal 580Wp, mencapai kapasitas terpasang 12,18 kWp. Pastikan pengaturan optimal untuk paparan sinar matahari maksimum.
Daya maksimum Pmax [W] 575 580 585 590 595 600 Tegangan operasi optimal Vmp [V] 43.73 43.88 44.02 44.17 44.31 jam 44.45 Arus operasi optimal Imp [A] pukul 13.15 Tanggal 13.22 Tanggal 13.29 13.36 13.43 13.50 Tegangan rangkaian terbuka Voc [V] pukul 52.30 52.50 52.70 52.90 53.10 pukul 53.30 Arus hubung singkat Isc [A] 13.89 13.95 tanggal 14.01 tanggal 14.07 tanggal 14.13 tanggal 14.19 Efisiensi modul [%] 22.3 22.5 22.7 22.8 23.0 23.2 Toleransi daya keluaran Sekitar 0~+3% Koefisien suhu daya maksimum [Pmax] -0,29%/℃ Koefisien suhu tegangan rangkaian terbuka [Voc] -0,25%/℃ Koefisien suhu arus hubung singkat [Isc] 0,045%/℃ Kondisi Uji Standar (STC): Intensitas cahaya 1000W/m², suhu baterai 25℃, kualitas udara 1,5 2. Sistem Penyimpanan Energi
- Kapasitas Baterai: Konfigurasikan sistem baterai lithium iron phosphate (LiFePO4) berkapasitas 25,6 kWh. Kapasitas ini memastikan cadangan yang cukup untuk beban kritis (3,6 kW) selama sekitar 7 jam selama pemadaman listrik.
- Modul Baterai: Gunakan desain modular yang dapat ditumpuk dengan penutup berperingkat IP65 untuk pemasangan di dalam/luar ruangan. Setiap modul memiliki kapasitas 2,56 kWh, dengan 10 modul yang membentuk sistem lengkap.
3. Pemilihan Inverter
- Inverter Hibrida: Gunakan inverter hibrida 10 kW dengan kemampuan manajemen penyimpanan dan PV terintegrasi. Fitur-fitur utamanya meliputi:
- Masukan PV maksimum: 15 kW
- Output: 10 kW untuk operasi jaringan dan off-grid
- Perlindungan: Peringkat IP65 dengan waktu peralihan jaringan-ke-luar jaringan <10 ms
4. Pemilihan Kabel PV
Kabel PV menghubungkan modul surya ke inverter atau kotak penggabung. Kabel ini harus tahan terhadap suhu tinggi, paparan sinar UV, dan kondisi luar ruangan.
- ID 50618 H1Z2Z2-K:
- Inti tunggal, diberi nilai 1,5 kV DC, dengan ketahanan UV dan cuaca yang sangat baik.
- TÜV PV1-F:
- Fleksibel, tahan api, dengan rentang suhu yang luas (-40°C hingga +90°C).
- Kawat PV UL 4703:
- Berinsulasi ganda, ideal untuk sistem yang dipasang di atap dan di tanah.
- Kabel Surya Terapung AD8:
- Dapat tenggelam dan kedap air, cocok untuk lingkungan lembap atau perairan.
- Kabel Surya Inti Aluminium:
- Ringan dan hemat biaya, digunakan dalam instalasi berskala besar.
5. Pemilihan Kabel Penyimpanan Energi
Kabel penyimpanan menghubungkan baterai ke inverter. Kabel harus mampu menangani arus tinggi, memberikan stabilitas termal, dan menjaga integritas listrik.
- Kabel UL10269 dan UL11627:
- Berinsulasi dinding tipis, tahan api, dan kompak.
- Kabel berisolasi XLPE:
- Tegangan tinggi (hingga 1500V DC) dan ketahanan termal.
- Kabel DC Tegangan Tinggi:
- Dirancang untuk menghubungkan modul baterai dan bus tegangan tinggi.
Spesifikasi Kabel yang Direkomendasikan
Jenis Kabel Model yang Direkomendasikan Aplikasi Kabel PV ID 50618 H1Z2Z2-K Menghubungkan modul PV ke inverter. Kabel PV Kawat PV UL 4703 Pemasangan di atap membutuhkan isolasi tinggi. Kabel Penyimpanan Energi Nomor 10269, UL 11627 Sambungan baterai kompak. Kabel Penyimpanan Terlindung Kabel Baterai Berpelindung EMI Mengurangi gangguan pada sistem sensitif. Kabel Tegangan Tinggi Kabel berisolasi XLPE Sambungan arus tinggi dalam sistem baterai. Kabel PV Terapung Kabel Surya Terapung AD8 Lingkungan yang lembab atau rawan air.
IV. Integrasi Sistem
Integrasikan modul PV, penyimpanan energi, dan inverter menjadi sistem yang lengkap:
- Sistem PV: Desain tata letak modul dan pastikan keamanan struktural dengan sistem pemasangan yang tepat.
- Penyimpanan EnergiPasang baterai modular dengan integrasi BMS (Sistem Manajemen Baterai) yang tepat untuk pemantauan waktu nyata.
- Inverter Hibrida: Hubungkan rangkaian PV dan baterai ke inverter untuk manajemen energi yang lancar.
V. Instalasi dan Pemeliharaan
Instalasi:
- Penilaian Lokasi: Periksa atap atau area tanah untuk kompatibilitas struktural dan paparan sinar matahari.
- Instalasi PeralatanPasang modul PV, baterai, dan inverter dengan aman.
- Pengujian SistemVerifikasi sambungan listrik dan lakukan uji fungsional.
Pemeliharaan:
- Inspeksi RutinPeriksa kabel, modul, dan inverter untuk keausan atau kerusakan.
- PembersihanBersihkan modul PV secara teratur untuk menjaga efisiensi.
- Pemantauan Jarak Jauh: Gunakan perangkat lunak untuk melacak kinerja sistem dan mengoptimalkan pengaturan.
VI. Kesimpulan
Sistem penyimpanan PV perumahan yang dirancang dengan baik menghasilkan penghematan energi, manfaat lingkungan, dan keandalan daya. Pemilihan komponen yang cermat seperti modul PV, baterai penyimpanan energi, inverter, dan kabel memastikan efisiensi dan keawetan sistem. Dengan mengikuti perencanaan yang tepat,
pemasangan, dan protokol pemeliharaan, pemilik rumah dapat memaksimalkan manfaat investasi mereka.
Waktu posting: 24-Des-2024