Choisir un onduleur et calculer la batterie d'une centrale solaire domestique

Dans l'article "Un exemple de calcul de panneaux solaires pour la maison" nous avons obtenu la valeur de consommation quotidienne - 7919,8 W * heure et la quantité d'énergie nécessaire pour couvrir les besoins quotidiens des appareils que nous avons énumérés - 396 A * heure.

Faisons un calcul classique de l'ensemble du système d'alimentation solaire, y compris la batterie solaire. Je tiens à vous avertir tout de suite, dans ce calcul, je n'ai pas poursuivi l'objectif de minimiser les indicateurs économiques (nous y reviendrons plus tard), mais j'ai uniquement défini la tâche pour afficher la procédure de calcul.

Sélection de l'onduleur

Sur la base de la liste des appareils que nous avons listés, nous pouvons décider des principaux paramètres onduleur pour notre système.

Premièrement, puisque la liste des appareils contient des appareils qui comprennent des moteurs: une pompe électrique, un réfrigérateur, une machine à laver, un aspirateur, nous pouvons certainement et devons parler d'un onduleur qui a une sortie de tension sinusoïdale plutôt qu'une quasi-sinusoïde.

Deuxièmement, la tension d'entrée de l'onduleur doit correspondre à la tension choisie par nous - 24V.

Quant à l'alimentation, son choix dépend de la façon dont vous acceptez d'utiliser vos appareils. Si vous estimez nécessaire de faire fonctionner simultanément des appareils énergivores, tels qu'un lave-linge, un four micro-ondes, un fer à repasser et tout cela dans le contexte d'un réfrigérateur en état de marche, vous devrez additionner leurs capacités nominales.

Vous obtiendrez une puissance de crête, qui déterminera la puissance de l'onduleur (minimum 5 kW), mais vous comprenez vous-même que si vous n'utilisez pas ces appareils en même temps, alors la puissance de l'onduleur sera inférieure, donc son prix sera plus bas. Ça dépend de vous.

Compte tenu de la liste convenue des appareils et de la répartition de leur utilisation dans le temps, il serait possible de se limiter à un onduleur de 3,0 kW: constructeur OutDack Power Technologies, modèle avec chargeur intégré: GVFX3024E, GVFX3024E Grille Interactif Ventilé 3000 W, 24 V, 80 A (coût moyen de 99500 roubles).

Voir aussi sur ce sujet:Onduleur: onde sinusoïdale ou onde sinusoïdale modifiée?

Calcul de la batterie

Parlons maintenant des batteries. Nous connaissons déjà la fonction des piles dans l'article "Batteries pour cellules solaires". Il suffit de décider comment nous utilisons la maison. Si vous arrivez le week-end, en conséquence, la principale consommation d'électricité sera effectuée le week-end. Mais son accumulation, c'est-à-dire les batteries seront chargées toute la semaine - du lundi au vendredi soir. Par exemple, je viens chez moi le week-end.

Nous fournirons une réserve d'énergie pour une journée. Pourquoi un? Parce que pendant cinq jours de mon absence, la probabilité d'une charge complète des batteries est assez élevée. Il est possible de fournir une réserve d'énergie garantie pendant deux jours, mais cela est possible en augmentant la capacité totale des batteries, et donc le coût de l'ensemble du système.

Il est conseillé de vous limiter à un jour, et lorsque le coût de l'ensemble du système est indiqué, jouez avec les options de prélèvement et examinez la réaction des coûts.

Il est nécessaire de prendre en compte quelques points supplémentaires.

Premièrement: le fait est que décharger les batteries sur une grande «profondeur de décharge» équivaut à les rendre inutilisables de leurs propres mains (la durée de vie est considérablement réduite). Vous devez vous concentrer sur la profondeur de décharge de 20%.

Deuxièmement: du point de vue d'un fonctionnement sûr, il est préférable d'utiliser des batteries scellées, car les batteries non pressurisées émettent des gaz nocifs pour la respiration et explosifs. Malgré l'utilisation de batteries scellées, je vous recommande de choisir une pièce bien ventilée pour leur installation.

Troisièmement: en termes de performances pour un système autonome, le type de batterie le plus approprié, mais pas le moins cher batteries au gel (GEL).

Et le dernier. La température ambiante doit également être prise en compte lors du calcul de la capacité de batterie requise si les batteries doivent être utilisées en période froide.

Aux basses températures ambiantes, la capacité de la batterie diminue, c'est-à-dire intensité énergétique réduite, que la batterie est capable de donner à une température donnée. Cela signifie que lors du calcul de la capacité requise de la batterie (ou des batteries), vous devez augmenter la valeur calculée de la capacité afin de créer une réserve en cas de diminution.

En termes simples, vous devez multiplier la capacité calculée par le coefficient correspondant à la température:

• 26,7С - coefficient = 1,00;

• 21,2C - coefficient = 1,04;

• 15,6С - coefficient = 1,11;

• 10,0C - coefficient = 1,19;

• 4,4C - coefficient = 1,30;

• -1,1C - coefficient = 1,40;

• -6,7C - coefficient = 1,59.

Et ainsi. J'ai choisi un jour pour assurer une réserve d'énergie garantie: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Nous prenons en compte la profondeur de décharge: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Depuis que je fais fonctionner le système uniquement pendant la période estivale (nous parlons de la température de l'environnement): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Ainsi, la capacité totale de la batterie (ou des batteries) est de 1980 A * h.

Supposons que nous choisissions une batterie GEL, fabriquée par Haze, modèle HZY 12-200 (coût moyen de 18500 roubles). Sa capacité nominale est de 200 A * h. Calculons combien de batteries seront connectées en parallèle: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 pcs.

Nous arrondissons (toujours arrondis, même si la décimale est inférieure à cinq) - 10 piles seront connectées en parallèle.

Découvrez combien de batteries seront connectées en série. Pour cela, nous sélectionnons la tension du système (24 V) divisée par la tension d'une batterie: 24 V: 12 V = 2.

Eh bien, nous savons combien de batteries au total seront incluses dans la batterie du système: 10 x 2 = 20.

Nous avons obtenu le nombre total de batteries nécessaires pour assembler la batterie du système: 20 pièces.

Connexion de la batterie en parallèle série. Dans ce cas, cela signifie que les batteries doivent être connectées par paires en série (dix de ces paires), et à leur tour, ces dix paires sont connectées en parallèle.

Nous calculons la composition de la batterie solaire.

Supposons que nous choisissions un module solaire 200 W, 24 V, monocristallin, fabriqué par Chinaland Solar Energy, modèle: CHN200-72M (coût moyen de 17500 roubles).

Pour calculer la batterie solaire, vous devez d'abord déterminer l'ensoleillement solaire de la région où le système sera utilisé. Vous pouvez trouver des données sur l'insolation sur Internet. Vous pouvez trouver par la requête «rayonnement solaire mensuel et annuel kW * h / m2» dans Yandex.

Par exemple: si vous prenez Moscou (ou une ville à une latitude de Moscou 55,7), la période de fonctionnement est du 1er mars au 31 septembre, la pente du panneau est de 40,0 degrés. Naturellement, parmi toute la gamme de valeurs de mars à septembre inclus, je choisis la valeur la plus basse, c'est-à-dire le pire de tous. Ce mois de septembre est de 104,6. Je divise ce nombre par le nombre de jours dans un mois: 104,6: 30 = 3,49

Ainsi, nous avons obtenu la valeur moyenne du nombre d'heures de pointe ensoleillées.

Permettez-moi de vous rappeler que notre besoin quotidien est de 7919,8 W * heure.

Les pertes sur charge-décharge ne dépasseront pas 20%, il faut en tenir compte: 7919,8 W * heure x 1,2 = 9503,76 W * h.

Par conséquent, la puissance de la batterie solaire devrait être: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 watts.

Nous pouvons maintenant déterminer le nombre de modules connectés en parallèle, en tenant compte de leur type, que nous avons sélectionné précédemment. Pour ce faire, dans les caractéristiques indiquées des modules, nous trouvons le paramètre puissance de crête du module au point de puissance maximale (ou tension au point de puissance maximale et courant au point de puissance maximale et multipliez-les).

Dans notre cas, la tension au point de puissance maximale est de 38,8 V, le courant au point de puissance maximale est de 5,15 ampères. Multipliez-les et obtenez la puissance maximale au point de puissance maximale: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 watts.

Autrement dit, la puissance du module au point de puissance maximale est de 199,82 watts. Nous divisons la puissance de la batterie solaire par cet indicateur du module et obtenons la valeur souhaitée: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 pcs.

Le nombre de modules connectés en série (la tension du système choisie par nous - 24 V est divisée par la tension nominale d'un module - 24 V): 24 V: 24 V = 1

On multiplie le nombre de modules connectés en parallèle et le nombre de modules connectés en série et cela détermine le nombre total de modules: 13,63 x 1 = 13,63 pièces

Encore une fois, arrondissez. Ainsi, le nombre de modules solaires doit être de 14 (connectés en parallèle).

Pas encore une conclusion

Nous avons fait le calcul du système solaire, mais il est encore trop tôt pour tirer des conclusions. Je n'ai pas poursuivi l'objectif de minimiser le coût de l'ensemble du système dans cet article particulier. Pour cette raison, cela n'a aucun sens de calculer le résultat de sa valeur.

Et pourtant, calculons, cela nous aidera à l'avenir à naviguer dans le choix des modes de fonctionnement, dans le choix des équipements, dans la sélection des consommateurs avec des calculs déjà appliqués, et non théoriques:

• Onduleur - 99500 roubles;

• Batteries - 18500 roubles x 20 = 370000 roubles;

• Modules solaires - 17 500 roubles x 14 = 245 000 roubles.

Autrement dit, l'équipement principal coûtera 714500 roubles. Plus les matériaux, plus les frais généraux, etc. L'ordre des nombres est clair. Il s'agit d'un système à part entière qui permettra, sans se nier pratiquement rien, d'exploiter la maison de mars à septembre, pas seulement le week-end.

Quant à la période hivernale, je n'ai délibérément pas commencé à en parler maintenant, car j'avais ma propre opinion à ce sujet. Nous discuterons de ce sujet avec vous.

Boris Tsupilo