1.Intro
本文表明,家用係統以3-8KW單逆變器配主流光伏板,性價比為優。Enphase micro inverter IQ6PLUS-72-2-US 支持235-400W光伏板輸出可達290W,Darfon G320為 300W且價格較低,G640內置兩個G320:https://www.renvu.com/Solar-Products/DARFON
2. Panel
https://www.wholesalesolar.com/solar-panels 單晶板效率稍高色彩一致,多晶相反。60/72cell panel尺寸多為66/77x40",輸出有12/24V兩種後者最高開路電壓約40V,價格較12V用於RV的便宜,主流77"產品為300W以上。
10 A-GRADE Seraphim Solar, 320 Watt,加運費約$0.5/w,1956x992x50mm(77x39.06x2"),24kg52.9Lbs,37.3Vx8.85A https://es-media-prod.s3.amazonaws.com/media/components/panels/spec-sheets/Seraphim%20SRP-6MA%20Datasheet.pdf 按Vopen=46V算SMA3KW及更大款可串接8-10及10-12塊板。
375W $183.75: https://www.renvu.com/Solar/Mono-Poly-Crystalline-Solar-Modules/Neo-Solar-Power-365W-Monocrystalline-72-Cell_3
380W $186.2: https://www.pvsolarsupply.com/products
3. Inverter & Disconnect
https://solarbuildermag.com/inverters/2017-solar-inverter-buyers-guide/?
注意grid-tie轉換器不能用於off-grid係統,因為它需要市電同步來啟動。有人加Ligting Arrester例如LA602-DC和LA302R,終身免費更換但需$15郵費:http://www.deltala.com/download/LA602DC_CUT_SHEET_2.pdf
3.1 Central Inverter
SMA3000US, ebay $425+95(5KW約$600),帶DC disconnect,特點是串接10塊板高壓DC接入,配置接線較易。可選通信模塊。如果太陽光部分被遮擋,該10塊板組的輸出較低;如果逆變器壞將影響整個係統。輸入200-500Vdc,MPP輸入200-400V,最大DC功率3250W,最大PV輸入功率3750W(3800/4000US的輸入是250-600V,MPP是250-480V,最大DC功率4.3KW,最大PV輸入功率5KW;5-8KW的最大DC/PV功率是5.4/6.35/7.4/8.6KW和6.35/7.5/8.75/10KW),輸出電流保護30A。注意工作電壓可按MPP範圍,不低於Vstart更好。注意僅SB xxxx-US-12內帶Arc fault,不知加州是否要求Arc protection。10年質保:https://pdf.wholesalesolar.com/inverter%20pdf%20folder/Sunny-Boy-Warranty-8-13.pdf 有人的2500用了11年壞了但可用3000直接替換。聯網型號有限製模塊是SMASWDM-US-10: https://www.foreverpureplace.com/SMA-Speedwire-Webconnect-Data-Module-Retrofit-Kit-p/swdm-us-10.htm https://www.renvu.com/site/downloads/SMA%20SB%203-4kw%20install%20manual.pdf
3.2 Micro Inverter
Enphasse 215/250,峰值輸出比標稱多10W。ebay 215x12 $375, MPPT範圍27-39/48V。IQ6PLUS-72-2-US 支持235-400W光伏板輸出可達290W,7+ 295VA,7X 320VA。特點是每塊光伏板獨立轉換,如果太陽光被遮擋或逆變器壞,隻影響相關的光伏板。接線稍煩原裝接頭/線貴。每塊板插入幹線engage cable上的drop connector;幹線一端接juncton box另一端是terminator;每17個M215或16個M250在junction box裏並接成為一個20A AC支路,帶AC disconnect。25年質保。AC電纜稱為Splice。
Enphase micro inverter IQ6PLUS-72-2-US 支持235-400W光伏板輸出可達290W,內置充電功能;7+ 295VA,7X 320VA。Inverter無需接地,但Junction Box或Q Aggregator 仍需,通常可支持3個支路。AC電纜Q cable如Q12-10-240與M215/250不兼容,通信用IQ Envoy或IQ Combine盒,Q Wireables。https://www.youtube.com/watch?v=WhxXQCp3ZUA
Darfon G320為 300W且價格較低,G640內置兩個G320,DC接口為MC4 locking,ebay有賣。AC接口特殊:http://www.darfonsolar.com/downloads/
3.3 Disconnect
如果用單逆變器,其前後分別加DC和AC disconnect,前者SMA已帶,後者可用HD$ 6的空調用手拔式disconnect。如果是Enphase,單板是插接通斷,然後並成20A AC支路,每路3-4.5KW隻有AC disconnect。
3.4 Wiring
如果用單逆變器如SMA3000US,最小線徑1.5mm但NEC通常要求為#12,最好是USE-2 、RHH、RHW-2或sunlight resistant UF線,其它要求包括conduit、標貼、地線及開關板要求的線徑。例如有人的AC開關要求#6號線,他隻好將#12加短#6號線用接線紐互連。
4. System Design & Installation
4.0 相關資料
https://www.wholesalesolar.com/solar-information/start-here/getting-started
NEC code: https://www.altestore.com/howto/data/pdf/PV-NEC-V-1.9-opt.pdf 線徑:http://www.powerstream.com/Wire_Size.htm 標貼:http://www.pvlabels.com 或 https://www.compliancesigns.com/
SMA 3000手冊,留空是下麵3尺以免地麵水濺入,其餘1尺。AC/DC線徑是#10~#6進出線孔要膠圈防水,ebay搜PV cable。AC disconnect是 switch-disconnector or miniature circuit-breaker。
PG&E申請:https://www.pge.com/snemapply/nemLanding/build?execution=e1s1 按步驟1-2。通常安裝容量限於過去12個月用量的115%,否則在申請時要說明理由例如下年用量要增加。電話:1877-743-4112,表格:https://www.pge.com/tariffs/tm2/pdf/ELEC_FORMS_79-1151A-02.pdf https://www.pge.com/tariffs/tm2/pdf/ELEC_FORMS_79-1151B-02.pdf
PG&E也有許多設計資料,,例如功率估算:https://pge.wattplan.com/pv/,可知我家安裝角為22度,3.3/3.9KW係統年度發電量為4702/5486度 。申請:https://www.pge.com/en_US/for-our-business-partners/interconnection-renewables/simple-solar-wind/simple-solar-wind-standard-nem-interconnections.page?ctx=busines 允許的Inverter:http://www.gosolarcalifornia.ca.gov/equipment/inverters.php
仰角計算:http://solarelectricityhandbook.com/solar-angle-calculator.html San Jose和Fremont在夏季角度最低為26度,相當於6/12的屋頂,普通4/12的欠佳。
本地供應商用SnapNRack框架: https://modesto.craigslist.org/ele/d/3kw-home-solar-kit-includes/6628365713.html Enphase,約$1.5/W;另用Sunnyboy 5KW $6350:https://stockton.craigslist.org/ele/d/pv-solar-panel-system-5kw/6635313960.html 408-583-8101 ext 106 Danny or 408-769-8407
4.1 Micro Inverter based
https://www.youtube.com/watch?v=uG6sIBOIBpg 單板215W轉換器。
4.2 SMA 7KW
https://diynewman.wordpress.com/2016/07/24/how-to-install-solar-panels-yourself-for-4k-diy-7kw/ panel 235Wx10x3,SMA 7KW轉換器,2x4PT梁架4"木螺絲去屋頂lumber,架子再加2x4PT木塊,木塊上用ebay買的角鋁固定panel,木塊上方和角鋁下有橡膠墊排水防水。 Z角鋁也許就是1x1x1,用1/4徑1/2長不鏽鋼螺栓及防滑K-lock nut由panel鋁框背部穿過固定,再木螺絲固定在2x4PT上。好一些的角鋁高度snap可調,直接壓在panel上,接觸麵有細槽防滑。Cost: https://docs.google.com/spreadsheets/d/17l-QP0PswdXRNdfbICIZk83niCknfW6OeJlVLyCDeQ0/edit#gid=0
4.3 100Wx30 + SMA 3KW
100w panel:https://www.youtube.com/watch?v=09XxLADK23Q SMA 3KW逆變器外帶DC disconnect,AC disconnect就是HD $6的拔出盒。2x4PT木架,先是11"長間距8'首尾間距4'上下裝,墊木螺絲加瀝青擰在shingle上,其上加橡膠墊塞入上端shingle裏;繼而2x4x8左右裝為框架,與panel接觸麵也加膠墊;T型鋁及L型鋁分別在兩panel中間及首尾壓住panel,用2.5"和2"外六角螺絲固定。淘寶搜光伏支架中壓塊/邊壓塊,也需地線接卡,google LI50S.
4.4 家用2.6-8KW方案
先確定功率,2.6-4KW可用8-10片320-350W光伏板串聯,雙路10-12板可構成6.4-8KW,均用SMA單逆變器。4-6KW類似,由板子功率決定,如4.8-5KW可為250Wx20或400Wx12。
以shingle南麵屋頂的320Wx10為例,先是1'長的複合木條(可用2x6裁成)南北向固定在屋頂(北端成V型以便排水,與屋頂接觸處加瀝青,上麵無需膠皮),再用2x4x8PT共8根排成東西向兩排,上下間隔4'固定在1'基條上。PV板豎向用鋁製中壓塊/邊壓塊固定在排木上,接觸麵加膠皮隔水並提供緩衝。所有螺絲都是外六角並防繡的。
10板串聯後#12線經conduit進入DC disconnect繼而Inverter,輸出#12線經nonfuse AC disconnect後進入配電盤的30A breaker。每塊光伏板鋁外框接#6裸銅地線接配電盤地線,例如8'銅棍埋入地下;通常是單點接地。布線通常需在室外且不能穿牆入內,這是因為光伏板總是帶電的;在用金屬conduit時可以有例外。
按14片分4組算,需邊壓/中壓塊各16/20個、接地頭14個、逆變器+DC開關、AC斷路器、#6裸銅地線、#10-12線、套管等。室外線需耐熱90度#10-12線(PV wire即UL4703絕緣更厚幹燥時允許溫度更高,一般尾部-2的線如USE-2,普通USE-2/RHW-2或THHN也行)並置於防UV套管內,室內線可用THW, THWN and TW 並置於金屬套管內,地下線DC的推薦USE-2,AC仍可用UF。(Ebay USE-2 #10 50'單芯約$30, #12 100'約$40)
更新:暫用8×405W=3240W, Jinko half cell。AC disconnect Square D H221NRB。注意比H221N多了個Z蓋板防止雨水由上麵淋入,價格翻2倍,後者要杯形熔絲。有的需老式。Square D HOM24L70RBCP也可以用加HOM breaker。PG&E網站目錄不全,由H226開始。https://cdn.allfuses.com/media/documents/Square%20D%20H%20240V.pdf