Výběr střídače a výpočet baterie pro domácí solární elektrárnu

V článku "Příklad výpočtu solárních panelů pro domácnost" dostali jsme denní hodnotu spotřeby - 7919,8 W * h a množství energie potřebné k pokrytí denních potřeb uvedených zařízení - 396 A * h.

Udělejme klasický výpočet celého solárního systému, včetně solární baterie. Chci vás hned varovat, v tomto výpočtu jsem nesledoval cíl minimalizovat ekonomické ukazatele (s tím se budeme zabývat později), ale stanovil jsem pouze úkol ukázat postup výpočtu.

Výběr střídače

Na základě seznamu zařízení, která jsme uvedli, se můžeme rozhodnout o hlavních parametrech střídač pro náš systém.

Zaprvé, protože seznam zařízení obsahuje zařízení, která obsahují motory: elektrická pumpa, lednice, pračka, vysavač, můžeme určitě a měli bychom mluvit o střídači se sinusovým výstupem napětí spíše než kvazi-sinusoid.

Zadruhé musí vstupní napětí střídače odpovídat napětí zvolenému námi - 24V.

Pokud jde o napájení, jeho volba závisí na tom, jak souhlasíte s používáním vašich zařízení. Pokud považujete za nutné současně provozovat energeticky náročná zařízení, jako je pračka, mikrovlnná trouba, žehlička a to vše na pozadí pracovní ledničky, budete muset přidat jejich jmenovité kapacity.

Dostanete špičkový výkon, který určí výkon střídače (minimálně 5 kW), ale vy sami chápete, že pokud tato zařízení nepoužíváte současně, bude výkon střídače nižší, takže jeho cena bude nižší. Je to na vás.

Vzhledem k dohodnutému seznamu zařízení a distribuci jejich používání v čase by bylo možné omezit se na měnič 3,0 kW: výrobce OutDack Power Technologies, model s integrovanou nabíječkou: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Odvzdušněný 3000 W, 24 V, 80 A (průměrná cena 99500 rublů).

Viz také toto téma:Střídač: sinusová vlna nebo modifikovaná sinusová vlna?

Výpočet baterie

Nyní pojďme mluvit o bateriích. O účelu baterií z článku již víme „Baterie pro solární články“. Je pouze nutné rozhodnout, jak dům využíváme. Pokud dorazíte o víkendech, hlavní spotřeba elektřiny bude provedena o víkendech. Ale jeho akumulace, tj. baterie se budou nabíjet celý týden - od pondělí do pátku večer. Například o víkendech chodím do svého domu.

Zajistíme zásobu energie na jeden den. Proč jeden? Protože po dobu pěti dnů mé nepřítomnosti je pravděpodobnost úplného nabití baterií poměrně vysoká. Je možné zajistit garantovanou energetickou rezervu na dva dny, ale je to možné zvýšením celkové kapacity baterií, a tím i nákladů na celý systém.

Je vhodné se omezit na jeden den, a když jsou náklady na celý systém nastíněny, hrajte s možností výběru a podívejte se na reakci na náklady.

Je třeba vzít v úvahu několik dalších bodů.

Zaprvé: faktem je, že vybíjení baterií do velké „hloubky vybití“ je stejné, jako je činí nepoužitelnými vlastními rukama (významně se snižuje životnost). Měli byste se zaměřit na hloubku vybití 20 procent.

Za druhé: z hlediska bezpečného provozu je nejlepší používat uzavřené baterie, protože beztlakové baterie emitují škodlivé dýchací a výbušné plyny. I přes použití zapečetěných baterií bych vám doporučil vybrat si místnost, která je pro jejich instalaci dobře větraná.

Zatřetí: co se týče výkonu autonomního systému, nejvhodnější typ baterie, i když ne nejlevnější gelové baterie (GEL).

A poslední. Okolní teplota by měla být také zohledněna při výpočtu požadované kapacity baterie, pokud musí být baterie provozovány v chladném období.

Při nízkých okolních teplotách se kapacita baterie snižuje, tj. snížená energetická náročnost, kterou je baterie schopna dát při dané teplotě. To znamená, že při výpočtu požadované kapacity baterie (nebo baterií) byste měli zvýšit vypočtenou hodnotu kapacity, abyste v případě jejího snížení vytvořili rezervu.

Zjednodušeně řečeno, vynásobte vypočítanou kapacitu koeficientem odpovídajícím teplotě:

• 26,7С - koeficient = 1,00;

• 21,2C - koeficient = 1,04;

• 15,6ї - koeficient = 1,11;

• 10,0C - koeficient = 1,19;

• 4.4C - koeficient = 1,30;

• -1,1C - koeficient = 1,40;

• -6,7C - koeficient = 1,59.

A tak. Jeden den jsem si vybral, abych zajistil garantovanou energetickou rezervu: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Zohledňujeme hloubku výboje: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Protože provozuji systém pouze v letním období (mluvíme o teplotě prostředí): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Celková kapacita baterie (nebo baterií) je tedy 1980 A * h.

Předpokládejme, že jsme vybrali GEL baterii, kterou vytvořil Haze, model HZY 12-200 (průměrná cena 18500 rublů). Jmenovitá kapacita je 200 A * h. Pojďme si spočítat, kolik baterií bude zapojeno paralelně: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 ks.

Zaokrouhlujeme nahoru (vždy zaokrouhlí nahoru, i když desetinné místo je menší než pět) - 10 kusů baterií bude připojeno paralelně.

Zjistěte, kolik baterií bude zapojeno do série. K tomu volíme systémové napětí (24 V) děleno napětím jedné baterie: 24 V: 12 V = 2.

Zjistíme, kolik celkového počtu baterií bude zahrnuto v systémové baterii: 10 x 2 = 20.

Dostali jsme celkový počet baterií potřebných k sestavení baterie pro systém: 20 kusů.

Připojení baterie sériově paralelně. V tomto případě to znamená, že baterie musí být zapojeny v párech v sérii (deset takových párů) a tyto deset páry jsou zase zapojeny paralelně.

Vypočítáme složení solární baterie.

Předpokládejme, že zvolíme solární modul 200 W, 24 V, monokrystal, vyrobený společností Chinaland Solar Energy, model: CHN200-72M (průměrné náklady 1700 rublů).

Chcete-li vypočítat solární baterii, musíte nejprve určit sluneční izolaci oblasti, kde bude systém provozován. Údaje o slunečním záření naleznete na internetu. V dotazu „měsíční a roční sluneční záření kW * h / m2“ najdete v Yandexu.

Například: pokud vezmete Moskvu (nebo město na šířku Moskvy 55,7), doba provozu je od 1. března do 31. září, sklon panelu je 40,0 stupňů. Přirozeně si z celého rozsahu hodnot od března do září včetně vyberu nejnižší hodnotu, tj. nejhorší ze všech. Letos v září je 104,6. Toto číslo vydělím počtem dní v měsíci: 104,6: 30 = 3,49

Získali jsme tedy průměrnou hodnotu počtu hodin slunečného maxima.

Dovolte mi, abych vám připomněl, náš denní požadavek je 7919,8 W * hodina.

Ztráty při vybíjení nebudou více než 20%, musíme je vzít v úvahu: 7919,8 W * hodina x 1,2 = 9503,76 W * h.

Proto by měla být energie solární baterie: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 wattů.

Nyní můžeme určit počet paralelně zapojených modulů s ohledem na jejich typ, který jsme vybrali dříve. Za tímto účelem najdeme v uvedených charakteristikách modulů špičkový výkon modulu v bodě maximálního výkonu (nebo napětí v bodě maximálního výkonu a proudu v bodě maximálního výkonu a vynásobte je).

V našem případě je napětí v bodě maximálního výkonu 38,8 V, proud v bodě maximálního výkonu je 5,15 ampér. Vynásobte je a získejte maximální výkon v bodě maximálního výkonu: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 wattů.

To znamená, že výkon modulu v bodě maximálního výkonu je 199,82 wattů. Rozdělíme výkon solární baterie tímto indikátorem modulu a získáme požadovanou hodnotu: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 ks.

Počet modulů zapojených do série (systémové napětí zvolené námi - 24 V je děleno jmenovitým napětím jednoho modulu - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Vynásobíme počet paralelně zapojených modulů a počet sériově zapojených modulů, což určuje celkový počet modulů: 13,63 x 1 = 13,63 kusů

Znovu zaokrouhlete nahoru. Počet solárních modulů by tedy měl být 14 (zapojen paralelně).

Ještě ne závěr

Provedli jsme výpočet sluneční soustavy, ale je ještě příliš brzy na to, abychom vyvodili závěry. V tomto konkrétním článku jsem nesledoval cíl minimalizovat náklady na celý systém. Z tohoto důvodu nemá smysl vypočítat výsledek jeho hodnoty.

A přesto si to spočítáme, to nám v budoucnu pomůže orientovat se ve výběru provozních režimů, výběru zařízení, výběru spotřebitelů s již aplikovanými výpočty, a nikoli teoretických:

• Střídač - 99500 rublů;

• Baterie - 18500 rublů x 20 = 370000 rublů;

• Solární moduly - 17 500 rublů x 14 = 245 000 rublů.

To znamená, že hlavní zařízení bude stát 714500 rublů. Plus materiály, plus režie atd. Pořadí čísel je jasné. Jedná se o plnohodnotný systém, který umožní, aniž by prakticky sám sobě něco popřel, provozovat dům od března do září, nejen o víkendech.

Co se týče zimního období, jsem o tom teď úmyslně nezačal mluvit, protože jsem k této záležitosti měl svůj vlastní názor. Toto téma s vámi probereme.

Boris Tsupilo