SOLAR Off grid Electricitate în kituri de casă TUFF+

Prezentare generală și arhitectură

Casă cu curent continuu direct (conversie CA minimă): Curentul continuu de la panouri/baterie este distribuit către sarcini care utilizează curent continuu (iluminat cu LED-uri, aparate DC-DC, electronice prin intermediul surselor de curent continuu integrate). Eficiență foarte ridicată pentru aceste sarcini; necesită proiectarea sau înlocuirea multor dispozitive de uz casnic pentru compatibilitatea cu curentul continuu.

Microrețea de curent continuu cu conversie locală de curent alternativ: PV → controler de încărcare MPPT → magistrală de baterii DC (de obicei 48 V sau mai mare) → invertor(i) necesar(e) numai acolo unde este nevoie de curent alternativ.
DC este cel mai frecvent utilizat în sistemele off-grid și hibride; reduce timpul de funcționare al invertorului, îmbunătățind eficiența și fiabilitatea.

Casă cu curent alternativ complet cu PV/invertor: PV → invertor → panou de curent alternativ pentru casă; convențional, cel mai ușor de integrat cu aparatele și rețeaua existente, dar generează pierderi de conversie.

Nul

Componente cheie pentru o casă bazată pe curent continuu

Ansamblu fotovoltaic cu controlere de încărcare MPPT dimensionate în funcție de sarcina și locația casei.

Banca de baterii proiectată pentru tensiunea magistralei de curent continuu (24 V, 48 V, 120 V CC sau mai mare). Baterii cu litiu recomandate pentru densitatea de energie și durata de viață.

Magistrală de distribuție de curent continuu și panou de întrerupătoare: Cabluri, conectori, siguranțe, întrerupătoare și comutatoare de izolare pentru curent continuu. Protecția circuitelor de curent continuu trebuie să fie nominală pentru arcuri continue de curent continuu.

Convertoare DC-DC pentru a furniza tensiuni standard pentru dispozitive (5 V, 12 V, 24 V, 48 V, 54 V, 120 V DC), după cum este necesar.

Invertor(i) numai dacă sunt necesare aparate AC sau export/import în rețea.

Dispozitive de monitorizare, împământare, protecție la supratensiune și siguranță concepute pentru sisteme de curent continuu.

Aparate sau modernizări cu curent continuu: Iluminat cu LED de curent continuu, pompe de căldură cu aer cu compresoare de curent continuu, frigidere de curent continuu, controlere HVAC de curent continuu, încărcătoare EV de curent continuu (sau încărcător AC cu invertor).

Eficiență, costuri și caracter practic

  • Eficiență: Fiecare conversie AC/DC sau DC/AC adaugă pierderi. Eliminarea invertoarelor și redresoarelor inutile îmbunătățește eficiența sistemului.

    Cost și disponibilitate: Aparatele electrocasnice care funcționează în curent continuu sunt acum disponibile pe piața de aprovizionare a vehiculelor de agrement. Trebuie evaluate costurile bateriei și ale distribuției de curent continuu în raport cu economiile rezultate din reducerea numărului de ore de funcționare a invertorului.

    Întreținere: Sistemele DC necesită tehnicieni familiarizați cu siguranța DC și îngrijirea bateriilor.

SOLAR DC Rezumat

  • Funcționarea unei case în mare parte pe bază de curent continuu generat de energia fotovoltaică solară este suportabilă din punct de vedere tehnic și mai eficientă pentru sarcinile native de curent continuu, prin selectarea tensiunilor de curent continuu adecvate, prin utilizarea protecției de curent continuu și prin utilizarea aparatelor construite în curent continuu.

    O alternativă practică pentru cei care doresc o alimentare standard de 110V sau 240V este un autobuz de baterii de curent continuu cu distribuție selectivă de curent continuu, plus un invertor pentru sarcinile de curent alternativ rămase;

    Casele Full DC-native sunt cele mai bune în scenariile de construcție nouă în care alegerea aparatelor și siguranța sunt planificate de la început. Aceasta este ceea ce oferă casele TUFF+.

Mai multe despre SOLAR...

nul

Un SIP este un panou de construcție prefabricat constând dintr-un miez izolant intercalat între două fețe structurale, utilizat pentru pereți, acoperișuri și podele, oferind un sistem de construcție puternic, eficient din punct de vedere energetic și rentabil, care nu necesită stâlpi de lemn.

  • Construcție:
    SIP-urile sunt fabricate într-o fabrică, asigurându-se controlul calității și preciziei, apoi sunt transportate la șantier pentru asamblare. 

Fațadele structurale utilizate de TUFF+ sunt în mod normal plăci de MgO (oxid de magneziu), care au o istorie lungă și sunt explicate mai jos.

Izolația interioară SIP poate fi o gamă largă de spume sau materiale izolante rigide, inclusiv:

  • Poliizocianuratul (poliiso) este o izolație din spumă rigidă, cu celule închise, utilizată pe scară largă în construcția de clădiri comerciale și rezidențiale, cunoscută pentru eficiența termică ridicată, rezistența la foc și rezistența la umiditate.
  • PU - Poliuretan
  • Izolația Rockwool, cunoscută și ca vată de piatră sau vată minerală, este un tip de izolație termică realizată din rocă topită și zgură reciclată, oferind o rezistență excelentă la foc, absorbție fonică și durabilitate.
  • Izolația XPS, sau polistiren extrudat, este un material izolant din spumă rigidă, cu celule închise
  • EPS sau polistiren extrudat este foarte frecvent utilizat ca izolație SIP

Panourile SIP sunt pre-fabricate într-o instalație de înaltă tehnologie
fabrică și expediate la șantier, unde pot fi asamblate rapid pentru a forma un înveliș de clădire etanș și eficient din punct de vedere energetic.

Există acum multe tipuri de SIP - TUFF+ se concentrează pe laturile structurale MgO datorită rezistenței și beneficiilor acestora.

Etape practice de punere în aplicare (tehnic)

Auditul sarcinilor: listați aparatele, puterea nominală, ciclurile de funcționare; separați sarcinile care funcționează în curent continuu de cele care funcționează numai în curent alternativ.

Alegeți o tensiune a magistralei de curent continuu care minimizează curentul, rămânând în același timp sigură și acceptată de echipamente (48 V este un punct de plecare comun).

Dimensionați matricea fotovoltaică și capacitatea bateriei pentru a îndeplini obiectivele energetice și de autonomie.

Proiectați distribuția de curent continuu cu întrerupătoare, cabluri și protecție la supratensiune de curent continuu.

Alegeți aparatele care funcționează în curent continuu atunci când sunt rentabile; utilizați invertoare de înaltă eficiență numai pentru sarcinile inevitabile în curent alternativ.

Instalați conform codului local cu profesioniști autorizați; includeți un plan de monitorizare și întreținere.

Cazuri tipice de utilizare

Case fără rețea: Busul de baterii DC cu invertor de rezervă este obișnuit pentru a minimiza timpul de funcționare al invertorului și a maximiza eficiența.

Locuințe cu consum net zero sau conectate la rețea: PV cu invertor, baterie de rezervă și distribuție DC selectivă pentru sarcini critice (iluminat, comunicații, pompe).

Case mici, rulote, bărci: adesea funcționează în principal pe curent continuu (12-48 V), deoarece sarcinile sunt mai mici și concepute pentru curent continuu.

Site-uri de telecomunicații/industriale îndepărtate: utilizați în mod obișnuit autobuze de curent continuu de înaltă tensiune pentru eficiență.

Compatibilitatea și modernizarea aparatelor

Electronicele și iluminatul cu LED-uri acceptă adesea curent continuu intern; multe dispozitive precum telefoanele și computerele utilizează deja curent continuu intern după conversia AC-DC.

Sarcinile rezistive (încălzitoare electrice de apă, cuptoare) funcționează în curent continuu, dar necesită comenzi de curent continuu.

Motoare și compresoare: majoritatea motoarelor de curent alternativ au nevoie de invertoare; sistemele HVAC și de refrigerare moderne utilizează din ce în ce mai mult motoare de curent continuu fără perii, care pot funcționa eficient în curent continuu prin intermediul acționărilor corespunzătoare.

Gătitul, uscătoarele de rufe și majoritatea aparatelor electrocasnice importante sunt acum disponibile în curent continuu - excepțiile sunt mai dificil de convertit; adesea este mai ușor să le păstrați în curent alternativ și să utilizați un mic invertor sau o abordare hibridă acolo unde este necesar.

Siguranța și implicațiile DC

nul

Un SIP este un panou de construcție prefabricat constând dintr-un miez izolant intercalat între două fețe structurale, utilizat pentru pereți, acoperișuri și podele, oferind un sistem de construcție puternic, eficient din punct de vedere energetic și rentabil, care nu necesită stâlpi de lemn.

  • Construcție:
    SIP-urile sunt fabricate într-o fabrică, asigurându-se controlul calității și preciziei, apoi sunt transportate la șantier pentru asamblare. 

Fațadele structurale utilizate de TUFF+ sunt în mod normal plăci de MgO (oxid de magneziu), care au o istorie lungă și sunt explicate mai jos.

Izolația interioară SIP poate fi o gamă largă de spume sau materiale izolante rigide, inclusiv:

  • Poliizocianuratul (poliiso) este o izolație din spumă rigidă, cu celule închise, utilizată pe scară largă în construcția de clădiri comerciale și rezidențiale, cunoscută pentru eficiența termică ridicată, rezistența la foc și rezistența la umiditate.
  • PU - Poliuretan
  • Izolația Rockwool, cunoscută și ca vată de piatră sau vată minerală, este un tip de izolație termică realizată din rocă topită și zgură reciclată, oferind o rezistență excelentă la foc, absorbție fonică și durabilitate.
  • Izolația XPS, sau polistiren extrudat, este un material izolant din spumă rigidă, cu celule închise
  • EPS sau polistiren extrudat este foarte frecvent utilizat ca izolație SIP

Panourile SIP sunt pre-fabricate într-o instalație de înaltă tehnologie
fabrică și expediate la șantier, unde pot fi asamblate rapid pentru a forma un înveliș de clădire etanș și eficient din punct de vedere energetic.

Există acum multe tipuri de SIP - TUFF+ se concentrează pe laturile structurale MgO datorită rezistenței și beneficiilor acestora.

Componente cheie pentru o casă bazată pe curent continuu

Ansamblu fotovoltaic cu controlere de încărcare MPPT dimensionate în funcție de sarcina și locația casei.

Banca de baterii proiectată pentru tensiunea magistralei de curent continuu (24 V, 48 V, 120 V CC sau mai mare). Baterii cu litiu recomandate pentru densitatea de energie și durata de viață.

Magistrală de distribuție de curent continuu și panou de întrerupătoare: Cabluri, conectori, siguranțe, întrerupătoare și comutatoare de izolare pentru curent continuu. Protecția circuitelor de curent continuu trebuie să fie nominală pentru arcuri continue de curent continuu.

Convertoare DC-DC pentru a furniza tensiuni standard pentru dispozitive (5 V, 12 V, 24 V, 48 V, 54 V, 120 V DC), după cum este necesar.

Invertor(i) numai dacă sunt necesare aparate AC sau export/import în rețea.

Dispozitive de monitorizare, împământare, protecție la supratensiune și siguranță concepute pentru sisteme de curent continuu.

Aparate sau modernizări cu curent continuu: Iluminat cu LED de curent continuu, pompe de căldură cu aer cu compresoare de curent continuu, frigidere de curent continuu, controlere HVAC de curent continuu, încărcătoare EV de curent continuu (sau încărcător AC cu invertor).

Siguranța și codul construcțiilor

CC se comportă diferit de CA: arcele sunt mai greu de stins, polaritatea trebuie gestionată cu atenție, iar echipamentele trebuie să fie clasificate pentru CC.

Coduri electrice: NEC (SUA) și codurile naționale/locale reglementează instalarea, stocarea bateriilor, interconectarea invertoarelor și implementarea magistralelor de curent continuu. Unele jurisdicții necesită electricieni autorizați și inspecții.

Izolarea și deconectările de urgență sunt obligatorii. Trebuie avute în vedere aspectele legate de stingerea incendiilor și de primii respondenți.

Alegerile și implicațiile tensiunii DC

DC de joasă tensiune (12 V, 24 V): ușor pentru sarcini mici, curenți mari pentru alimentarea casnică - conductoare mari de cupru, pierderi mai mari; mai bine pentru iluminat, aparate mici.

CC de tensiune medie (48-60 V): compromis comun - mai sigur (sub pragurile de risc foarte scăzut/înalt, variază în funcție de jurisdicție), curent mai mic, standard comun pentru baterii.

TUFF+ nu utilizează curent continuu de înaltă tensiune (120-400 V+): curenți și dimensiuni reduse ale conductorului, ceea ce necesită o izolare mai strictă, siguranță și echipamente clasificate pentru curent continuu; magistrala de 120-380 VDC este utilizată în micro-rețele avansate și telecomunicații/industrie.

Eficiență, costuri și caracter practic

COSTURILE DE EXPLOATARE sunt reduse și pot fi ZERO!

Dacă este utilizat într-un climat tropical sau însorit, energia electrică generată și stocată într-un bloc de baterii TUFF+ poate fi suficientă pentru a alimenta luminile, aparatele electrocasnice și aerul condiționat toată ziua și toată noaptea.

TUFF+ transformă căldura în exces în răcire și funcționare a casei.


NOTĂ Eficiență: Fiecare conversie AC/DC sau DC/AC adaugă pierderi. Eliminarea invertoarelor și redresoarelor inutile îmbunătățește eficiența sistemului. TUFF+ preia alimentarea electrică directă SOLAR DC și o utilizează fără conversie ineficientă.

Cost și disponibilitate: Aparatele electrocasnice care funcționează în curent continuu sunt acum disponibile pe piața de aprovizionare a vehiculelor de agrement. Trebuie evaluate costurile bateriei și ale distribuției de curent continuu în raport cu economiile rezultate din reducerea numărului de ore de funcționare a invertorului.

Întreținere: Sistemele DC necesită tehnicieni familiarizați cu siguranța DC și îngrijirea bateriilor.