Избор на инвертор и изчисляване на батерията за домашна слънчева електроцентрала

В статията „Пример за изчисляване на слънчеви панели за дома“ получихме дневната стойност на потреблението - 7919,8 W * час и количеството енергия, необходимо за покриване на дневните нужди на изброените от нас устройства - 396 A * час.

Нека направим класическо изчисление на цялата система за слънчево захранване, включително слънчевата батерия. Искам да ви предупредя веднага, при това изчисление не преследвах целта за минимизиране на икономическите показатели (ще се справим с това по-късно), а само поставих задачата да покажа процедурата за изчисление.

Избор на инвертор

Въз основа на списъка с устройства, които изброихме, можем да вземем решение за основните параметри инвертор за нашата система.

Първо, тъй като списъкът на устройствата съдържа устройства, които включват двигатели: електрическа помпа, хладилник, пералня, прахосмукачка, със сигурност можем и трябва да говорим за инвертор със синусоидално напрежение, а не за квазисинусоида.

Второ, входното напрежение на инвертора трябва да съответства на избраното от нас напрежение - 24V.

Що се отнася до захранването, изборът му зависи от това как се съгласявате да използвате вашите устройства. Ако считате за необходимо едновременно да използвате енергоемки устройства, като пералня, микровълнова печка, ютия и всичко това на фона на работещ хладилник, ще трябва да добавите техните номинални мощности.

Ще получите пикова мощност, която ще определи мощността на инвертора (минимум 5 кВт), но сами разбирате, че ако не използвате тези устройства едновременно, тогава мощността на инвертора ще бъде по-малка, така че цената му ще бъде по-ниска. От вас зависи.

Предвид договорения списък на устройствата и разпространявайки тяхното използване във времето, можем да се ограничим до инвертор с мощност 3,0 кВт: производител OutDack Power Technologies, модел с интегрирано зарядно устройство: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Вентилиран 3000 W, 24 V, 80 A (средна цена от 99500 рубли).

Вижте също по тази тема:Инвертор: синусова вълна или модифицирана синусоида?

Изчисляване на батерията

Сега да поговорим за батериите. Вече знаем за предназначението на батериите от статията „Батерии за слънчеви клетки“, Необходимо е само да решим как да използваме къщата. Ако пристигнете през почивните дни, съответно основното потребление на електроенергия ще се извършва през почивните дни. Но натрупването му, т.е. Батериите ще се зареждат през цялата седмица - от понеделник до петък вечерта. Например, идвам в къщата си през почивните дни.

Ще осигурим енергиен резерв за един ден. Защо един? Защото в продължение на пет дни от отсъствието ми вероятността за пълно зареждане на батериите е доста голяма. Възможно е да се осигури гарантиран запас от енергия за два дни, но това е възможно чрез увеличаване на общия капацитет на батериите, а оттам и на цената на цялата система.

Препоръчително е да се ограничите до един ден и когато разходите за цялата система са очертани, играйте с опциите за избор и разгледайте реакцията на разходите.

Има още няколко неща за разглеждане.

Първо: факт е, че изхвърлянето на батериите до голяма „дълбочина на разреждане“ е същото като да ги направи неизползваеми със собствените си ръце (експлоатационният живот се намалява значително). Трябва да се съсредоточите върху 20-процентовата дълбочина на изпускане.

Второ: от гледна точка на безопасната работа е най-добре да използвате запечатани батерии, тъй като акумулаторите без налягане излъчват вредни за дишането и експлозивни газове. Въпреки използването на запечатани батерии, бих препоръчал да изберете помещение, което е добре вентилирано за тяхната инсталация.

Трето: по отношение на производителността на автономна система, най-подходящият тип батерия, макар и не най-евтината гел батерии (GEL).

И последната. Температурата на околната среда също трябва да се взема предвид при изчисляване на необходимия капацитет на батерията, ако батериите трябва да работят в студени периоди.

При ниски температури на околната среда капацитетът на батерията намалява, т.е. намалена енергийна интензивност, която батерията е в състояние да даде при дадена температура. Това означава, че когато изчислявате необходимия капацитет на батерията (или батериите), трябва да увеличите изчислената стойност на капацитета, за да създадете резерв в случай на намаляването му.

С прости думи, трябва да умножите изчисления капацитет с коефициента, съответстващ на температурата:

• 26,7С - коефициент = 1,00;

• 21.2С - коефициент = 1,04;

• 15.6С - коефициент = 1,11;

• 10.0C - коефициент = 1,19;

• 4.4С - коефициент = 1,30;

• -1.1С - коефициент = 1,40;

• -6,7С - коефициент = 1,59.

И така. Избрах един ден, за да осигуря гарантиран запас от енергия: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Взимаме предвид дълбочината на изпускане: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Тъй като аз работя със системата само през летния период (говорим за температурата на околната среда): 1980 A * h x 1.00 = 1980 A * h.

По този начин общият капацитет на батерията (или батериите) е 1980 A * h.

Да предположим, че сме избрали GEL батерия, направена от Haze, модел HZY 12-200 (средна цена от 18500 рубли). Номиналният му капацитет е 200 A * h. Нека изчислим колко батерии ще бъдат свързани паралелно: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 бр.

Ние закръгляме (винаги закръгляме нагоре, дори ако числото след десетичната запетая е по-малко от пет) - 10 броя батерии ще бъдат свързани паралелно.

Разберете колко батерии ще бъдат свързани последователно. За това избираме напрежението на системата (24 V), разделено на напрежението на една батерия: 24 V: 12 V = 2.

Е, установяваме колко общи батерии ще бъдат включени в батерията на системата: 10 x 2 = 20.

Получихме общия брой батерии, необходими за сглобяването на батерията за системата: 20 броя.

Връзка на батерията в серия-паралелна. В този случай това означава, че батериите трябва да бъдат свързани по двойки последователно (десет такива двойки), а от своя страна тези десет двойки са свързани паралелно.

Изчисляваме състава на слънчевата батерия.

Да предположим, че избираме соларен модул 200 W, 24 V, монокристален, произведен от Chinaland Solar Energy, модел: CHN200-72M (средна цена от 17500 рубли).

За да изчислите слънчевата батерия, първо трябва да определите слънчевата инсулация на района, в който ще работи системата. Можете да намерите данни за инсолация в Интернет. Можете да намерите чрез заявката „месечна и годишна слънчева радиация kW * h / m2“ в Yandex.

Например: ако вземете Москва (или град на ширина на Москва 55.7), периодът на работа е от 1 март до 31 септември, наклонът на панела е 40.0 градуса. Естествено, от целия диапазон от стойности от март до септември включително, избирам най-ниската стойност, т.е. най-лошото от всички. Този септември е 104,6. Разделям това число на броя дни в месец: 104.6: 30 = 3.49

По този начин получихме средната стойност на броя часове на слънчеви пикове.

Нека ви напомня, дневното ни изискване е 7919,8 W * час.

Загубите при заряд-разряд ще възлизат на не повече от 20%, трябва да ги вземем под внимание: 7919.8 W * час x 1.2 = 9503.76 W * h.

Следователно, мощността на слънчевата батерия трябва да бъде: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 вата.

Сега можем да определим паралелно броя на модулите, като вземем предвид техния тип, който избрахме по-рано. За целта в посочените характеристики на модулите намираме максималната мощност на параметъра на модула в максималната мощност (или напрежението в точката с максимална мощност и тока в точката на максимална мощност и ги умножаваме).

В нашия случай напрежението в точката с максимална мощност е 38,8 V, токът в точката с максимална мощност е 5,15 ампера. Умножете ги и вземете максималната мощност в точката на максимална мощност: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 вата.

Тоест, мощността на модула в точката на максимална мощност е 199,82 вата. Разделете мощността на слънчевата батерия по този индикатор на модула и получете желаната стойност: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 бр.

Броят на модулите, свързани последователно (избраното от нас напрежение на системата - 24 V се дели на номиналното напрежение на един модул - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Умножаваме броя на модулите, свързани паралелно, и броя на модулите, свързани последователно, и това определя общия брой модули: 13.63 x 1 = 13.63 броя

Отново закръглете. По този начин броят на слънчевите модули трябва да бъде 14 (свързани паралелно).

Все още не е заключение

Направихме изчислението на Слънчевата система, но все още е рано да се правят изводи. Не преследвах целта да минимизирам разходите за цялата система в тази конкретна статия. Поради тази причина няма смисъл да се изчислява резултатът от неговата стойност.

И все пак, нека да броим, това ще ни помогне в бъдеще да се ориентираме в избора на режими на работа, в избора на оборудване, в набора от потребители с вече приложени изчисления, а не теоретични:

• Инвертор - 99500 рубли;

• Батерии - 18500 рубли х 20 = 370000 рубли;

• Слънчеви модули - 17 500 рубли х 14 = 245 000 рубли.

Тоест основното оборудване ще струва 714500 рубли. Плюс материали, плюс режийни разходи и т.н. Редът на числата е ясен. Това е за пълноценна система, която ще позволи, без практически да отрича нищо на себе си, да управлява къщата от март до септември, а не само през почивните дни.

Що се отнася до зимния период, умишлено не започнах да говоря за това сега, защото имах собствено мнение по този въпрос. Ще обсъдим с вас тази тема.

Борис Цупило