TIANON 사례 연구: 8.4 kWp 태양광, 20 kWh LiFePO4 및 서지 방지 설계 6.5 kW 하이브리드 인버터

프로젝트 개요

농가 스타일의 부하 프로파일을 가진 단독 주택에 안정적인 오프 그리드 기능의 전력 시스템이 필요했습니다. 이 가정에서는 250W 냉동고부터 1,100W 부스터 펌프까지 다양한 가전제품을 사용하며, 이 중 여러 개는 높은 돌입 전류를 가진 유도 모터 부하입니다. 실제 설계 과제는 가전제품 명판의 합계를 더하는 것이 아니라, 연속 작동 전력, 최대 동시 수요, 시작 서지라는 세 가지 다른 전력 수치를 중심으로 엔지니어링하는 것이었습니다.

TIANON은 월별 전기 요금을 낮추면서 정전 시에도 가정을 계속 운영할 수 있도록 설계된 그리드 연계 하이브리드 태양광 시스템을 설계했습니다. 이 시스템은 태양광 발전, 배터리 저장 및 자동 백업을 결합합니다.

에너지 소비 분석

첫 번째 단계는 모든 부하를 일일 에너지로 변환하는 것이었습니다(정격 와트 * 하루 사용 시간). 이 표는 이후 모든 크기 결정의 기초가 됩니다.

여기서 네 가지 뚜렷한 전력 수치를 구분해야 하며, 이를 혼동하는 것이 가장 흔한 크기 오류입니다:

• 정격(명판) 전력 — 연결된 총계: 5,678W. 단순히 이들을 합산하는 것은 잘못되었습니다.
• 작동/운전 전력 — 실제 동시 수요: 다양성 계수 ~0.7을 적용한 후 약 4.0kW (모든 가전제품이 동시에 작동하는 것은 아니므로).
• 시작/서지 전력 — 모터 부하의 순간적인 돌입 전류. 직접 연결된 유도 모터는 1초 미만의 시간 동안 정격 전류의 3-7배를 소비할 수 있습니다.
• 최대 동시 부하 — 인버터가 지속해야 하는 연속 부하: 약 4.0kW.

모터 부하 — 부스터 펌프(1,100W), 물 펌프(750W), 세탁기(800W), 냉동고(250W), 냉장고(150W) —는 서지 동작에 대해 별도로 처리되었습니다. 부스터 펌프만 해도 시작 시 약 4,400W(정격의 약 4배)를 요구할 수 있습니다. 따라서 동시 최악의 서지에 대해 설계하면 시작 시 약 8-10kW의 범위가 됩니다. 이는 단순한 작동 와트의 합보다 훨씬 높습니다.

시스템 설계 및 장비 선택

PV 어레이. 최소 어레이 = 18.04 kWh/일 ÷ (3.5 피크 일조 시간 * 0.8 시스템 저하율) ≈ 6.44 kWp. TIANON은 변환 손실, 배터리 충전 및 장기적인 성능 저하를 충분한 여유를 두고 충당하기 위해 8.4 kWp(14 * 600W N형 TOPCon 단결정 모듈)을 권장합니다.배터리.

일일 에너지의 약 절반이 야간에 소비되고 하루의 자율성을 목표로 할 때 약 18kWh의 사용 가능한 저장 용량이 필요합니다. 방전 심도 80%에서 이는 약 22.5kWh에 해당합니다. TIANON은 20.48 kWh의 LiFePO4(4 * 5.12 kWh 벽걸이형 유닛) — 안전하고, 고사이클이며, 열적으로 안정적인 화학 물질로 통합 BMS가 포함되어 있습니다.하이브리드 인버터.

6.5kW 그리드 연계 하이브리드 인버터는 약 4.0kW의 연속 부하를 강력한 헤드룸과 펌프 시작을 위한 약 13kW의 피크 서지 용량으로 처리합니다. PV, 배터리, 그리드 및 백업을 하나의 장치로 조정합니다.시스템 균형(DC/AC 측).

DC: 스트링 결합 상자, DC 절연기, Type 2 DC SPD(1,000V), 15A 스트링 퓨즈, MC4 커넥터 및 장착 레일. AC: AC 절연기, AC SPD, 그리드 연계 차단기, RCD 및 주 배전반. 또한 완전한 접지 시스템, 케이블 관리 및 낙뢰 보호 기능이 포함됩니다.태양광 발전 및 배터리 백업

일일 발전량: 8.4 kWp * 3.5시간 * 0.8 ≈

• 23.5 kWh/일월별 발전량: ≈
• 706 kWh연간 발전량: ≈
• 8,470 kWh낮 시간 동안 PV는 부하에 직접 전력을 공급하고 배터리를 충전하며, 잉여분은 그리드로 수출됩니다. 야간에는 LiFePO4 뱅크가 가정을 공급합니다. 그리드 장애 시 하이브리드 인버터는 20ms 미만의 원활한 전환으로 백업 모드로 전환되어 냉동고, 냉장고 및 라우터를 자동으로 온라인 상태로 유지합니다.

예상 비용 및 절감액

다음 수치는

엔지니어링 추정치이며 현재 일반적인 시장 가격을 기반으로 합니다. 최종 견적은 현지 인건비, 운송비 및 현장 조건에 따라 달라집니다.항목

$162(잉여 발전량에 대한 수출 크레딧 별도).ROI / 투자 회수 기간

예상 투자 회수 기간 = 시스템 비용 ÷ 월별 절감액 = $13,200 ÷ $162 ≈ 82개월 ≈

6.8년. 투자 회수 후, 시스템은 20년 이상 거의 무료로 전기를 계속 생산하며, LiFePO4 뱅크는 6,000회 이상의 사이클을 보장합니다. 유틸리티 요금 상승 및 그리드 불안정성은 실제로는 이 기간을 단축시킵니다.TIANON을 선택하는 이유

이 사례는 저장 시스템을 모든 명판 정격을 단순히 합산하여 크기를 조정할 수 없는 이유를 보여줍니다. TIANON은 작동 전력, 최대 동시 부하 및 모터 시작 서지를 분리하여 실제 부하 동작을 중심으로 설계하므로, 부스터 펌프, 물 펌프, 냉동고, 냉장고 및 세탁기와 같은 높은 돌입 전류 장비가 잦은 인버터 트립 없이 안정적으로 시작됩니다. TIANON은 태양광 PV, LiFePO4 저장, 하이브리드 인버터 및 그리드 연결을 통합하여 저렴한 청구서, 높은 태양광 자가 소비 및 안정적인 정전 백업을 하나의 엔지니어링된 패키지로 제공합니다. 사전 통합된 패키지를 선호하는 고객을 위해 TIANON은 인버터와 배터리를 단일 캐비닛에 결합한 턴키

올인원 가정용 에너지 저장 시스템도 제공합니다.프로젝트 요약

일일 에너지 소비량