Kif tikkalkula l-konfigurazzjoni xierqa għas-sistema żgħira tiegħek barra mill-grid?

Qatt ħsibt dwar li tuża s-sistema tal-enerġija solari tiegħek stess f'kabina tal-muntanji, dgħajsa tas-sajd, jew RV biex teħles mid-dipendenza fuq il-grid pubbliku?

Fil-fatt, din mhix xi ħaġa li l-inġiniera biss jistgħu jwettqu. Sakemm titgħallem ftit passi u formuli ewlenin, tista' tikkalkula l-konfigurazzjoni xierqa għas-sistema fotovoltajka żgħira tiegħek stess barra mill-grid.

Sistema solari off-grid tirreferi għal sistema indipendenti li ma tiddependix fuq il-grilja pubblika, iżda minflok tiddependi kompletament fuq il-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka u l-ħażna tal-batteriji biex tissodisfa l-ħtiġijiet tal-elettriku. Hija ideali għall-użu f'żoni muntanjużi remoti, gżejjer, reġjuni pastorali, RVs, dgħajjes tas-sajd, u postijiet oħra b'enerġija tal-grilja instabbli.

Hawn taħt, ser niggwidawk f'erba' passi biex tikkalkula l-konfigurazzjoni meħtieġa.

Pass 1: Iddetermina l-qawwa tal-modulu fotovoltajku

Il-qawwa tal-pannelli fotovoltajċi (pannelli solari) tiddetermina kemm elettriku tista' tiġġenera s-sistema tiegħek.

L-approċċ ewlieni tal-kalkolu huwa: l-ewwel iddetermina d-domanda tal-elettriku ta' kuljum, imbagħad għaqqadha mal-kundizzjonijiet klimatiċi lokali (speċjalment it-tul tax-xemx) biex tiddetermina l-qawwa totali tal-pannelli fotovoltajċi.

Formula:

Qawwa tal-modulu = (Domanda ta' kuljum għall-elettriku × Fattur żejjed ta' ġurnata kontinwament imsaħħab) ÷ (Sigħat medji ta' xemx lokali × Effiċjenza tas-sistema)

* Konsum tal-elettriku ta' kuljum: Dan jista' jiġi kkalkulat billi tiġbor flimkien il-qawwa nominali tal-apparati kollha mmultiplikata bil-ħin tal-użu tagħhom.

Pereżempju, dwal LED 10W × 5 sigħat = 50Wh, friġġ 60W × 24 siegħa = 1440Wh.

* Fattur żejjed f'jiem imsaħħab kontinwi: Biex jitqies il-ġenerazzjoni insuffiċjenti tal-enerġija matul jiem imsaħħab konsekuttivi, dan il-fattur tipikament jiġi ssettjat bejn 1.1 u 1.3.

* Medja lokali ta' sigħat ta' xemx kuljum: Din tista' tinkiseb minn dejta meteoroloġika lokali. Pereżempju, Beijing għandha medja ta' madwar 4 sigħat ta' xemx kuljum, filwaqt li Hainan jista' jkollha aktar minn 5 sigħat.

* Effiċjenza tas-sistema: Din tqis it-telf fil-kejbil, l-effiċjenza tal-kontrollur, it-telf fl-inverter, eċċ., u ġeneralment hija ssettjata bejn 0.75 u 0.8.

Pereżempju:

Jekk nassumu li l-konsum tal-elettriku tiegħek ta' kuljum huwa ta' 3,000 Wh, il-medja lokali ta' sigħat ta' xemx kuljum hija ta' 4.5 sigħat, l-effiċjenza tas-sistema hija ta' 0.78, u l-koeffiċjent tal-jiem tax-xita kontinwi huwa ta' 1.2:

Qawwa tal-modulu = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 W

Dan ifisser li għandek bżonn tinstalla pannelli fotovoltajċi b'qawwa totali ta' madwar 1 kW, bħal erba' moduli ta' 250 W.

Pass 2: Iddetermina l-qawwa tal-inverter off-grid

L-inverter jikkonverti l-kurrent dirett (DC) minn pannelli fotovoltajċi jew batteriji f'kurrent alternanti (AC) għall-użu minn apparat domestiku ordinarju.

Il-qawwa tiegħu trid tkun biżżejjed biex tissodisfa d-domanda massima istantanja tiegħek għall-enerġija, partikolarment meta wieħed iqis il-kurrent qawwi ta' tagħbijiet induttivi (tagħmir imħaddem bil-mutur).

Formula:

Qawwa tal-inverter = (Qawwa tat-tagħbija reżistiva totali + Qawwa tat-tagħbija induttiva totali × 5) × Fattur tal-marġni ÷ Fattur tal-qawwa

* Tagħbijiet reżistivi: Apparati reżistivi bħal bozoz tad-dawl, kitli elettriċi, u fran.

* Tagħbijiet induttivi: Tagħmir b'muturi jew kompressuri, bħal refriġeraturi, pompi tal-ilma, kondizzjonaturi tal-arja, eċċ. Il-qawwa istantanja waqt l-istartjar tista' tkun 5–7 darbiet il-qawwa nominali.

* Fattur ta' sigurtà: Tipikament stabbilit għal 1.2–1.5 biex jiżgura marġni.

* Fattur tal-qawwa: Tipikament issettjat għal 0.8–0.9.

Eżempju:

Jekk nassumu li għandek apparat tad-dawl ta' 200W (tagħbija reżistiva), friġġ ta' 100W (tagħbija induttiva), fattur ta' marġni ta' 1.3, u fattur ta' qawwa ta' 0.85:

Qawwa tal-inverter = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 W

Ikollok bżonn inverter b'kapaċità minima ta' 1.1 kW, u huwa rakkomandat li tagħżel mudell ta' 1.5 kW għal stabbiltà akbar.

Pass 3: Iddetermina l-kapaċità tal-batterija

Il-batterija hija l-“ħażna tal-enerġija” tas-sistema off-grid, u l-elettriku użat bil-lejl jew f’jiem imdardra jiġi primarjament minnha. Il-kapaċità tiddependi fuq in-numru ta’ jiem li teħtieġ provvista kontinwa ta’ enerġija u l-konsum tal-elettriku ta’ kuljum.

Formula:

Kapaċità tal-batterija (Ah) = (Konsum tal-elettriku kuljum × Numru ta' jiem ta' provvista tal-enerġija f'jiem imsaħħab) ÷ (Fond tal-iskariku × Effiċjenza tal-iċċarġjar/iskariku × Vultaġġ tal-pakkett tal-batterija)

* Fond ta' Skarika (DOD): Għal batteriji taċ-ċomb-aċidu, DOD ta' 0.5–0.6 huwa rakkomandat; għal batteriji tal-litju, DOD ta' 0.8–0.9 huwa aċċettabbli.

* Effiċjenza tal-Iċċarġjar/Skarika: Tipikament issettjata għal 0.85–0.9.

* Vultaġġ tal-Bank tal-Batterija: Vultaġġi komuni jinkludu 12V, 24V, u 48V; vultaġġi ogħla huma rakkomandati għal rekwiżiti ta' enerġija ogħla.

Eżempju:

Jekk nassumu li tuża 3000Wh kuljum u trid li jkollok enerġija għal jumejn ta' temp imsaħħab, bl-użu ta' batterija tal-litju ta' 2V (DOD=48, effiċjenza=0.9):

Kapaċità tal-batterija = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ah

Ikollok bżonn pakkett ta' batteriji ta' 48V 154Ah (madwar 7.4kWh).

Pass 4: Iddetermina l-ispeċifikazzjonijiet tal-kontrollur

Il-kontrollur fotovoltajku jirregola l-proċess tal-iċċarġjar mill-moduli fotovoltajċi sal-batterija.

L-ispeċifikazzjonijiet tiegħu jiddependu primarjament fuq il-kurrent massimu tad-dħul, ikkalkulat bl-użu tal-formula li ġejja:

Formula:

Kurrent tad-dħul tal-kontrollur = Qawwa massima tal-moduli fotovoltajċi ÷ Vultaġġ tal-pakkett tal-batterija

Pereżempju, jekk il-pannelli fotovoltajċi tiegħek għandhom qawwa totali ta' 1000W u l-vultaġġ tal-pakkett tal-batterija huwa ta' 48V:

Kurrent tad-dħul tal-kontrollur = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

Għalhekk, trid tagħżel kontrollur b'kurrent tad-dħul akbar minn 21A, tipikament tat-tip MPPT (effiċjenza ogħla, aktar vantaġġjuż f'jiem imsaħħab).

Prattiċi Tips

1. Ħalli marġni: Il-ħajja u l-istabbiltà operattiva tat-tagħmir jiddependu fuq disinn xieraq ta' ridondanza; tiffissax il-parametri b'mod riġidu wisq.
2. L-MPPT huwa superjuri għall-PWM: Għalkemm il-kontrolluri tal-MPPT huma kemxejn aktar għaljin, joffru effiċjenza ogħla fil-ġenerazzjoni tal-enerġija, speċjalment taħt kundizzjonijiet ta' dawl instabbli.
3. Agħti prijorità lill-batteriji tal-jone tal-litju: Huma kompatti, ħfief, u kapaċi li jiskarikaw fil-fond, u joffru ffrankar fl-ispejjeż fit-tul.
4. Ippjana għal espansjoni futura: Jekk tantiċipa li żżid aktar apparat fil-futur, żgura li jkun hemm kapaċità ta' interfaċċja suffiċjenti kemm għas-sistema fotovoltajka kif ukoll għall-batteriji.

Il-qalba tad-disinn ta' sistema fotovoltajka żgħira off-grid tinsab fil-kalkolu preċiż tal-konfigurazzjoni bbażata fuq il-bżonnijiet attwali, aktar milli sempliċement "tixtri ftit pannelli u batteriji" u ttemm l-attività.

Immaniġġja dawn l-4 formuli:

1. Formula tal-qawwa tal-modulu fotovoltajku
2. Formula tal-qawwa tal-inverter
3. Formula tal-kapaċità tal-batterija
4. Formula tal-kurrent tad-dħul tal-kontrollur

Imbagħad tista' tikkalkula konfigurazzjoni għal sistema żgħira barra mill-grid li tkun kemm suffiċjenti kif ukoll stabbli.

Meta tkun qed tiddisinja għall-ewwel darba, tista' żżid marġni żejjed ta' 10%–20% ibbażat fuq ir-riżultati tal-formula, li jippermetti aktar flessibbiltà fl-immaniġġjar tal-bidliet fit-temp u l-espansjoni tat-tagħmir.