आवासीय पीवी-स्टोरेज सिस्टम डिजाइन और कॉन्फ़िगरेशन के लिए व्यापक गाइड

एक आवासीय फोटोवोल्टिक (पीवी)-भंडारण प्रणाली में मुख्य रूप से पीवी मॉड्यूल, ऊर्जा भंडारण बैटरी, भंडारण इनवर्टर, मीटरिंग डिवाइस और निगरानी प्रबंधन प्रणाली शामिल होती हैं। इसका लक्ष्य ऊर्जा आत्मनिर्भरता हासिल करना, ऊर्जा लागत कम करना, कार्बन उत्सर्जन कम करना और बिजली विश्वसनीयता में सुधार करना है। आवासीय पीवी-भंडारण प्रणाली को कॉन्फ़िगर करना एक व्यापक प्रक्रिया है जिसमें कुशल और स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न कारकों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है।

I. आवासीय पीवी-भंडारण प्रणालियों का अवलोकन

सिस्टम सेटअप शुरू करने से पहले, पीवी सरणी इनपुट टर्मिनल और जमीन के बीच डीसी इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापना आवश्यक है। यदि प्रतिरोध U…/30mA (U… PV सरणी के अधिकतम आउटपुट वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करता है) से कम है, तो अतिरिक्त ग्राउंडिंग या इन्सुलेशन उपाय किए जाने चाहिए।

आवासीय पीवी-भंडारण प्रणालियों के प्राथमिक कार्यों में शामिल हैं:

• स्व खपत: घरेलू ऊर्जा मांगों को पूरा करने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करना।
• पीक-शेविंग और वैली-फिलिंग: ऊर्जा लागत बचाने के लिए अलग-अलग समय में ऊर्जा उपयोग को संतुलित करना।
• बिजली का बैकअप: बिजली कटौती के दौरान विश्वसनीय ऊर्जा प्रदान करना।
• आपातकालीन बिजली आपूर्ति: ग्रिड विफलता के दौरान महत्वपूर्ण भार का समर्थन करना।

कॉन्फ़िगरेशन प्रक्रिया में उपयोगकर्ता की ऊर्जा आवश्यकताओं का विश्लेषण करना, पीवी और भंडारण प्रणालियों को डिजाइन करना, घटकों का चयन करना, स्थापना योजना तैयार करना और संचालन और रखरखाव उपायों की रूपरेखा तैयार करना शामिल है।

द्वितीय. मांग विश्लेषण और योजना

ऊर्जा मांग विश्लेषण

विस्तृत ऊर्जा मांग विश्लेषण महत्वपूर्ण है, जिसमें शामिल हैं:

• प्रोफाइलिंग लोड करें: विभिन्न उपकरणों की बिजली आवश्यकताओं की पहचान करना।
• दैनिक उपभोग: दिन और रात के दौरान औसत बिजली उपयोग का निर्धारण।
• बिजली का मूल्य निर्धारण: लागत बचत के लिए प्रणाली को अनुकूलित करने के लिए टैरिफ संरचनाओं को समझना।

केस स्टडी

• उपयोगकर्ता रूपरेखा:
  • कुल कनेक्टेड लोड: 8.2 किलोवाट
  • क्रिटिकल लोड: 3.6 किलोवाट
  • दिन के समय ऊर्जा खपत: 10 किलोवाट
  • रात्रिकालीन ऊर्जा खपत: 20 kWh
• सिस्टम योजना:
  • दिन के समय पीवी उत्पादन के साथ एक पीवी-स्टोरेज हाइब्रिड सिस्टम स्थापित करें जो लोड मांगों को पूरा करता है और रात के उपयोग के लिए बैटरी में अतिरिक्त ऊर्जा संग्रहीत करता है। पीवी और भंडारण अपर्याप्त होने पर ग्रिड एक पूरक ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करता है।

• तृतीय. सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन और घटक चयन

  1. पीवी सिस्टम डिज़ाइन

  • सिस्टम का आकार: उपयोगकर्ता के 8.2 किलोवाट लोड और 30 किलोवाट की दैनिक खपत के आधार पर, 12 किलोवाट पीवी सरणी की सिफारिश की जाती है। यह सरणी मांग को पूरा करने के लिए प्रति दिन लगभग 36 kWh उत्पन्न कर सकती है।
  • पीवी मॉड्यूल: 12.18 kWp की स्थापित क्षमता प्राप्त करते हुए, 21 सिंगल-क्रिस्टल 580Wp मॉड्यूल का उपयोग करें। अधिकतम धूप के संपर्क के लिए इष्टतम व्यवस्था सुनिश्चित करें।

  अधिकतम शक्ति पीएमएक्स [डब्ल्यू]	575	580	585	590	595	600
  इष्टतम ऑपरेटिंग वोल्टेज वीएमपी [वी]	43.73	43.88	44.02	44.17	44.31	44.45
  इष्टतम ऑपरेटिंग वर्तमान छोटा सा भूत [ए]	13.15	13.22	13.29	13.36	13.43	13.50
  ओपन सर्किट वोल्टेज वोक [वी]	52.30	52.50	52.70	52.90	53.10	53.30
  शॉर्ट सर्किट करंट आईएससी [ए]	13.89	13.95	14.01	14.07	14.13	14.19
  मॉड्यूल दक्षता [%]	22.3	22.5	22.7	22.8	23.0	23.2
  आउटपुट पावर सहनशीलता	0~+3%
  अधिकतम शक्ति का तापमान गुणांक[Pmax]	-0.29%/℃
  ओपन सर्किट वोल्टेज का तापमान गुणांक [Voc]	-0.25%/℃
  शॉर्ट सर्किट करंट का तापमान गुणांक [Isc]	0.045%/℃
  मानक परीक्षण स्थितियाँ (STC): प्रकाश की तीव्रता 1000W/m², बैटरी तापमान 25℃, वायु गुणवत्ता 1.5

  2. ऊर्जा भंडारण प्रणाली

  • बैटरी की क्षमता: 25.6 kWh लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) बैटरी सिस्टम कॉन्फ़िगर करें। यह क्षमता आउटेज के दौरान लगभग 7 घंटे तक महत्वपूर्ण भार (3.6 किलोवाट) के लिए पर्याप्त बैकअप सुनिश्चित करती है।
  • बैटरी मॉड्यूल: इनडोर/आउटडोर इंस्टॉलेशन के लिए IP65-रेटेड बाड़ों के साथ मॉड्यूलर, स्टैकेबल डिज़ाइन का उपयोग करें। प्रत्येक मॉड्यूल की क्षमता 2.56 kWh है, जिसमें 10 मॉड्यूल पूरे सिस्टम का निर्माण करते हैं।

  3. इन्वर्टर चयन

  • हाइब्रिड इन्वर्टर: एकीकृत पीवी और भंडारण प्रबंधन क्षमताओं के साथ 10 किलोवाट हाइब्रिड इन्वर्टर का उपयोग करें। प्रमुख विशेषताओं में शामिल हैं:
    • अधिकतम पीवी इनपुट: 15 किलोवाट
    • आउटपुट: ग्रिड-बंधे और ऑफ-ग्रिड ऑपरेशन दोनों के लिए 10 किलोवाट
    • सुरक्षा: ग्रिड-ऑफ-ग्रिड स्विचिंग समय <10 एमएस के साथ आईपी65 रेटिंग

  4. पीवी केबल चयन

  पीवी केबल सौर मॉड्यूल को इन्वर्टर या कंबाइनर बॉक्स से जोड़ते हैं। उन्हें उच्च तापमान, यूवी जोखिम और बाहरी परिस्थितियों को सहन करना होगा।

  • EN 50618 H1Z2Z2-K:
    • सिंगल-कोर, उत्कृष्ट यूवी और मौसम प्रतिरोध के साथ 1.5 केवी डीसी के लिए रेटेड।
  • टीयूवी पीवी1-एफ:
    • लचीला, ज्वाला-मंदक, विस्तृत तापमान रेंज (-40°C से +90°C) के साथ।
  • यूएल 4703 पीवी वायर:
    • डबल-इंसुलेटेड, छत और जमीन पर लगे सिस्टम के लिए आदर्श।
  • AD8 फ्लोटिंग सोलर केबल:
    • सबमर्सिबल और वॉटरप्रूफ, आर्द्र या जलीय वातावरण के लिए उपयुक्त।
  • एल्यूमिनियम कोर सौर केबल:
    • हल्के और लागत प्रभावी, बड़े पैमाने पर प्रतिष्ठानों में उपयोग किया जाता है।

  5. ऊर्जा भंडारण केबल चयन

  स्टोरेज केबल बैटरी को इनवर्टर से जोड़ते हैं। उन्हें उच्च धाराओं को संभालना होगा, थर्मल स्थिरता प्रदान करनी होगी और विद्युत अखंडता बनाए रखनी होगी।

  • UL10269 और UL11627 केबल:
    • पतली-दीवार इन्सुलेशन, ज्वाला-मंदक, और कॉम्पैक्ट।
  • एक्सएलपीई-इंसुलेटेड केबल:
    • उच्च वोल्टेज (1500V DC तक) और थर्मल प्रतिरोध।
  • हाई-वोल्टेज डीसी केबल:
    • बैटरी मॉड्यूल और हाई-वोल्टेज बसों को आपस में जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया।

  अनुशंसित केबल विशिष्टताएँ

  केबल प्रकार	अनुशंसित मॉडल	आवेदन
  पीवी केबल	EN 50618 H1Z2Z2-K	पीवी मॉड्यूल को इन्वर्टर से जोड़ना।
  पीवी केबल	यूएल 4703 पीवी वायर	छत पर स्थापना के लिए उच्च इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है।
  ऊर्जा भंडारण केबल	यूएल 10269, यूएल 11627	कॉम्पैक्ट बैटरी कनेक्शन.
  परिरक्षित भंडारण केबल	ईएमआई परिरक्षित बैटरी केबल	संवेदनशील प्रणालियों में हस्तक्षेप कम करना।
  उच्च वोल्टेज केबल	एक्सएलपीई-इंसुलेटेड केबल	बैटरी सिस्टम में उच्च-वर्तमान कनेक्शन।
  फ्लोटिंग पीवी केबल	AD8 फ्लोटिंग सोलर केबल	जल-प्रवण या आर्द्र वातावरण।

चतुर्थ. सिस्टम एकीकरण

पीवी मॉड्यूल, ऊर्जा भंडारण और इनवर्टर को एक संपूर्ण सिस्टम में एकीकृत करें:

1. पीवी सिस्टम: मॉड्यूल लेआउट डिज़ाइन करें और उपयुक्त माउंटिंग सिस्टम के साथ संरचनात्मक सुरक्षा सुनिश्चित करें।
2. ऊर्जा भंडारण: वास्तविक समय की निगरानी के लिए उचित बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) एकीकरण के साथ मॉड्यूलर बैटरी स्थापित करें।
3. हाइब्रिड इन्वर्टर: निर्बाध ऊर्जा प्रबंधन के लिए पीवी एरेज़ और बैटरियों को इन्वर्टर से कनेक्ट करें।

वी. स्थापना और रखरखाव

इंस्टालेशन:

• कार्यस्थल आंकलन: संरचनात्मक अनुकूलता और सूर्य के प्रकाश के संपर्क के लिए छतों या ज़मीनी क्षेत्रों का निरीक्षण करें।
• उपकरण स्थापना: पीवी मॉड्यूल, बैटरी और इनवर्टर को सुरक्षित रूप से माउंट करें।
• सिस्टम परीक्षण: विद्युत कनेक्शन सत्यापित करें और कार्यात्मक परीक्षण करें।

रखरखाव:

• नियमित निरीक्षण: केबल, मॉड्यूल और इनवर्टर की टूट-फूट या क्षति के लिए जाँच करें।
• सफाई: दक्षता बनाए रखने के लिए पीवी मॉड्यूल को नियमित रूप से साफ करें।
• दूरस्थ निगरानी: सिस्टम प्रदर्शन को ट्रैक करने और सेटिंग्स को अनुकूलित करने के लिए सॉफ़्टवेयर टूल का उपयोग करें।

VI. निष्कर्ष

एक अच्छी तरह से डिजाइन की गई आवासीय पीवी-भंडारण प्रणाली ऊर्जा बचत, पर्यावरणीय लाभ और बिजली विश्वसनीयता प्रदान करती है। पीवी मॉड्यूल, ऊर्जा भंडारण बैटरी, इनवर्टर और केबल जैसे घटकों का सावधानीपूर्वक चयन सिस्टम की दक्षता और दीर्घायु सुनिश्चित करता है। उचित योजना का पालन करके,

स्थापना, और रखरखाव प्रोटोकॉल का उपयोग करके, घर के मालिक अपने निवेश के लाभों को अधिकतम कर सकते हैं।