cómo diseñar una micro-red

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Estoy trabajando en el diseño de una microrred teórica para un edificio escolar, pero antes de que pueda seleccionar los componentes teóricos, debo seleccionar la estructura de mi microrred.

Esto es lo que sé:

  • Los controladores de carga MPPT funcionan al encontrar los puntos de máxima potencia en sus paneles solares para garantizar que obtenga el mayor impacto de su panel solar (y que cargue su batería de manera segura y rápida)
  • Los MPPT CC pueden trabajar con inversores híbridos para invertir sin importar cuánto necesite para alimentar sus cargas de CA mientras que el resto se envía a las baterías (consulte el diagrama en la parte inferior)
  • Los sistemas acoplados de CC son mucho más eficientes para cargar baterías que los sistemas acoplados de CA
  • Se utilizarían unos 160 [kW] de paneles fotovoltaicos
  • A diferencia de los inversores híbridos, los inversores de enlace a la red se sincronizan con la frecuencia de la red y, por lo tanto, se escalan infinitamente
  • Un sistema puramente conectado a la red sin baterías es el más económico, pero mi proyecto implica buscar en un sistema con baterías de todos modos como un escenario de "qué pasaría si ..."
  • Se usaría una barra colectora de CC para conectar las baterías, el inversor híbrido y la salida del MPPT CC para el modelo. Cuanto más alto sea el voltaje, menos pérdidas habrá en las líneas, pero también hay que tener en cuenta las consideraciones de seguridad y las limitaciones de selección de componentes.

Esto es lo que no sé (estas son mis preguntas):

  • Cómo hacer un sistema que use MPPT CC's, inversores híbridos e inversores conectados a la red (para "vender" el exceso de generación cuando las baterías están llenas). A continuación se muestra una imagen de lo que estaba pensando. De lo contrario, me siento como si necesitara tener algunos de mis paneles fotovoltaicos solo conectados a un MPPT y un inversor de conexión a red. Luego, el resto está conectado al MPPT CC, el banco de baterías, el inversor híbrido y las cargas. El problema con esto es que habrá ocasiones en que las baterías estén llenas, por lo que la parte de los paneles fotovoltaicos que están conectados a las baterías y el inversor híbrido se desperdiciarán.

  • Cómo funcionan las cajas del combinador de CA. ¿Son específicos del fabricante en los que solo funcionan con un modelo de inversor específico (y número de inversores) o son más de un producto independiente, como puede ser un inversor?

Idea actual:

Lo que estaba pensando era tener un interruptor que simplemente cambia los paneles fotovoltaicos al inversor de conexión a la red cuando las baterías están llenas. Como puede ver, el sistema de acoplamiento DC. El problema con esta idea es que el edificio de la escuela empezará a agotar las baterías innecesariamente (las baterías cuestan dinero y se usan cuando no es necesario para reducir su vida útil).

Otra posibilidad en la que estaba pensando era simplemente dejar todo lo que el edificio necesitaría en un momento dado, siempre conectado al inversor híbrido y luego simplemente cambiar el resto de los paneles fotovoltaicos al inversor híbrido o al inversor de conexión a la red. en necesidad (las baterías necesitan estar cargadas o las baterías están llenas y necesito vender el excedente).

No soy un EE, así que quería ver qué opinaba sobre esto (e información sobre las cajas del combinador de CA).

    
pregunta MechE

1 respuesta

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La instalación fotovoltaica típica se clasifica como "fuera de la red" o "en la red".

La versión fuera de la red carga las baterías de los paneles solares a través de un bus de CC y un inversor convierte el bus de CC a CA para suministrar las cargas de la instalación. No hay interconexión entre la red eléctrica provista por la empresa de servicios públicos y el sistema solar. Estos sistemas se utilizan a menudo cuando la energía de la empresa de servicios públicos no está disponible o es prohibitivamente costosa de instalar y operar.

La versión en cuadrícula es la forma más común. Aquí, varios paneles solares están cableados en serie y conectados a un inversor. El inversor convierte el bus de CC de los paneles a CA. El inversor supervisa la línea de CA de la empresa de servicios públicos y sincroniza su frecuencia y fase con la línea de CA. Si la red de CA falla, el inversor tiene circuitos de protección para que se caiga de la línea de CA para evitar causar daños a los trabajadores de la línea de alimentación, etc. Sin embargo, muchos códigos de instalación aún requieren un interruptor de desconexión de la red. Este tipo de sistema devuelve toda su energía a la utilidad de energía y las cargas de la instalación permanecen conectadas a la utilidad. Esto esencialmente permite que la energía solar producida compense la energía comprada.

Un sistema en red puede incluir cualquier número de inversores para alcanzar la capacidad de energía deseada. No se requieren conexiones especiales, ya que normalmente están en paralelo en el lado de los servicios públicos y se conectan a una serie única de paneles solares en el lado de CC.

Cualquiera de los dos estilos de sistema puede emplear MPPT (Seguimiento del punto de máxima potencia). Esta es una técnica que extrae la potencia máxima disponible del panel solar en las condiciones actuales de la luz solar. Algunos sistemas más nuevos colocan pequeños rastreadores MPPT para cada panel solar o una pequeña colección de paneles con la promesa de optimizar aún más la potencia total de la matriz de paneles solares cuando algunos paneles están sombreados por un árbol o nube, por ejemplo.

Unos pocos en el sistema de red ofrecen una conexión de accesorios al inversor por unos pocos kW de potencia para proporcionar una forma limitada de respaldo para la instalación cuando falla la red. Esto rara vez es suficiente para alimentar todas las cargas de las instalaciones.

    
respondido por el Glenn W9IQ

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