Wybór falownika i obliczenie baterii dla domowej elektrowni słonecznej

W artykule „Przykład obliczania paneli słonecznych dla domu” otrzymaliśmy dzienną wartość zużycia - 7919.8 W * godzinę, a ilość energii potrzebnej do pokrycia dziennych potrzeb wymienionych urządzeń - 396 A * godzinę.

Zróbmy klasyczne obliczenia całego systemu zasilania energią słoneczną, w tym baterii słonecznej. Chcę was od razu ostrzec, w tym obliczeniu nie dążyłem do celu zminimalizowania wskaźników ekonomicznych (zajmiemy się tym później), a jedynie wyznaczyłem zadanie pokazania procedury obliczeniowej.

Wybór falownika

Na podstawie listy urządzeń, które wymieniliśmy, możemy zdecydować o głównych parametrach falownik dla naszego systemu.

Po pierwsze, ponieważ lista urządzeń zawiera urządzenia zawierające silniki: pompę elektryczną, lodówkę, pralkę, odkurzacz, z pewnością możemy i powinniśmy mówić o falowniku, który ma sinusoidalne napięcie wyjściowe, a nie quasi-sinusoidalny.

Po drugie, napięcie wejściowe falownika musi odpowiadać wybranemu przez nas napięciu - 24 V.

Jeśli chodzi o moc, jej wybór zależy od tego, jak zgadzasz się korzystać ze swoich urządzeń. Jeśli uznasz, że konieczne jest jednoczesne obsługiwanie energochłonnych urządzeń, takich jak pralka, kuchenka mikrofalowa, żelazko itp. Na tle działającej lodówki, musisz zsumować ich moce znamionowe.

Otrzymasz moc szczytową, która określi moc falownika (minimum 5 kW), ale sam rozumiesz, że jeśli nie korzystasz z tych urządzeń w tym samym czasie, moc falownika będzie mniejsza, więc jego cena będzie niższa. To zależy od ciebie.

Biorąc pod uwagę uzgodnioną listę urządzeń i rozkład ich użytkowania w czasie, możliwe byłoby ograniczenie się do falownika 3,0 kW: producent OutDack Power Technologies, model ze zintegrowaną ładowarką: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Odpowietrzony 3000 W, 24 V, 80 A (średni koszt 99500 rubli).

Zobacz także na ten temat:Falownik: fala sinusoidalna czy zmodyfikowana fala sinusoidalna?

Obliczanie baterii

Porozmawiajmy teraz o bateriach. Wiemy już o przeznaczeniu baterii z tego artykułu „Baterie do ogniw słonecznych”. Trzeba tylko zdecydować, w jaki sposób korzystamy z domu. Jeśli przyjedziesz w weekendy, główne zużycie energii elektrycznej zostanie przeprowadzone w weekendy. Ale jego akumulacja, tj. akumulatory będą ładowane przez cały tydzień - od poniedziałku do piątku wieczorem. Na przykład przychodzę do domu w weekendy.

Zapewnimy rezerwę energii na jeden dzień. Dlaczego jeden Ponieważ przez pięć dni mojej nieobecności prawdopodobieństwo pełnego naładowania akumulatorów jest dość wysokie. Możliwe jest zapewnienie gwarantowanej rezerwy energii na dwa dni, ale jest to możliwe poprzez zwiększenie całkowitej pojemności akumulatorów, a tym samym kosztów całego systemu.

Wskazane jest ograniczenie się do jednego dnia, a gdy nakreślony zostanie koszt całego systemu, graj z opcjami kompletacji i sprawdź reakcję kosztów.

Należy wziąć pod uwagę jeszcze kilka punktów.

Po pierwsze: faktem jest, że rozładowanie akumulatorów na dużą „głębokość rozładowania” jest tym samym, co unieruchomienie ich własnymi rękami (żywotność jest znacznie zmniejszona). Powinieneś skupić się na 20-procentowej głębokości rozładowania.

Po drugie: z punktu widzenia bezpiecznej eksploatacji najlepiej stosować akumulatory szczelne, ponieważ akumulatory bezciśnieniowe emitują szkodliwe dla oddychania i wybuchowe gazy. Pomimo zastosowania zamkniętych akumulatorów, polecam wybrać pomieszczenie, które jest dobrze wentylowane do ich instalacji.

Po trzecie: pod względem wydajności systemu autonomicznego najbardziej odpowiedni rodzaj baterii, choć nie najtańszy akumulatory żelowe (GEL).

I ostatni. Temperaturę otoczenia należy również wziąć pod uwagę przy obliczaniu wymaganej pojemności akumulatora, jeżeli akumulatory muszą być eksploatowane w niskich temperaturach.

W niskich temperaturach otoczenia pojemność akumulatora spada, tj. zmniejszona intensywność energii, którą akumulator jest w stanie dać w danej temperaturze. Oznacza to, że obliczając wymaganą pojemność baterii (lub baterii), należy zwiększyć obliczoną wartość pojemności, aby utworzyć rezerwę na wypadek jej zmniejszenia.

Krótko mówiąc, należy pomnożyć obliczoną pojemność przez współczynnik odpowiadający temperaturze:

• 26,7С - współczynnik = 1,00;

• 21,2C - współczynnik = 1,04;

• 15,6С - współczynnik = 1,11;

• 10,0 C - współczynnik = 1,19;

• 4,4C - współczynnik = 1,30;

• -1.1C - współczynnik = 1,40;

• -6,7 C - współczynnik = 1,59.

I tak Wybrałem jeden dzień, aby zapewnić gwarantowaną rezerwę energii: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Bierzemy pod uwagę głębokość rozładowania: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Ponieważ używam systemu tylko w okresie letnim (mówimy o temperaturze otoczenia): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Zatem całkowita pojemność baterii (lub baterii) wynosi 1980 A * h.

Załóżmy, że wybraliśmy baterię GEL wyprodukowaną przez Haze, model HZY 12-200 (średni koszt 18500 rubli). Jego nominalna pojemność wynosi 200 A * h. Obliczmy, ile akumulatorów zostanie połączonych równolegle: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 szt.

Zaokrąglamy w górę (zawsze zaokrąglamy w górę, nawet jeśli miejsce dziesiętne jest mniejsze niż pięć) - 10 sztuk baterii zostanie połączonych równolegle.

Dowiedz się, ile baterii będzie połączonych szeregowo. W tym celu wybieramy napięcie systemowe (24 V) podzielone przez napięcie jednej baterii: 24 V: 12 V = 2.

Cóż, dowiadujemy się, ile całkowitych baterii będzie zawierać bateria systemowa: 10 x 2 = 20.

Otrzymaliśmy całkowitą liczbę baterii potrzebnych do montażu baterii w systemie: 20 sztuk.

Połączenie akumulatora szeregowo-równoległe. W tym przypadku oznacza to, że baterie muszą być połączone parami szeregowo (dziesięć takich par), a te dziesięć par z kolei są połączone równolegle.

Obliczamy skład baterii słonecznej.

Załóżmy, że wybraliśmy moduł słoneczny 200 W, 24 V, monokrystaliczny, wyprodukowany przez Chinaland Solar Energy, model: CHN200-72M (średni koszt 17500 rubli).

Aby obliczyć baterię słoneczną, należy najpierw określić nasłonecznienie regionu, w którym system będzie eksploatowany. Dane dotyczące nasłonecznienia można znaleźć w Internecie. Zapytanie „miesięczne i roczne promieniowanie słoneczne kW * h / m2” można znaleźć w Yandex.

Na przykład: jeśli weźmiesz Moskwę (lub miasto na szerokości geograficznej Moskwy 55,7), okres działania wynosi od 1 marca do 31 września, nachylenie panelu wynosi 40,0 stopni. Oczywiście z całego zakresu wartości od marca do września włącznie wybieram najniższą wartość, tj. najgorsze ze wszystkich. Ten wrzesień to 104,6. Dzielę tę liczbę przez liczbę dni w miesiącu: 104,6: 30 = 3,49

W ten sposób uzyskaliśmy średnią wartość liczby słonecznych godzin szczytu.

Przypomnę, że nasze codzienne zapotrzebowanie wynosi 7919.8 W * godziny.

Straty na rozładowaniu nie będą większe niż 20%, musimy je wziąć pod uwagę: 7919,8 W * godzina x 1,2 = 9503,76 W * h.

Dlatego moc baterii słonecznej powinna wynosić: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723.14 watów.

Teraz możemy określić liczbę modułów połączonych równolegle, biorąc pod uwagę ich typ, który wybraliśmy wcześniej. Aby to zrobić, we wskazanych charakterystykach modułów znajdujemy parametr szczytową moc modułu w punkcie maksymalnej mocy (lub napięcie w punkcie maksymalnej mocy i prądu w punkcie maksymalnej mocy i mnożymy je).

W naszym przypadku napięcie w punkcie maksymalnej mocy wynosi 38,8 V, prąd w punkcie maksymalnej mocy wynosi 5,15 ampera. Pomnóż je i uzyskaj maksymalną moc w punkcie maksymalnej mocy: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 wata.

Oznacza to, że moc modułu w punkcie maksymalnej mocy wynosi 199,82 wata. Dzielimy moc baterii słonecznej przez ten wskaźnik modułu i otrzymujemy pożądaną wartość: 2723.14 W: 199,82 W = 13,63 szt.

Liczba modułów połączonych szeregowo (wybrane przez nas napięcie systemowe - 24 V dzieli się przez napięcie znamionowe jednego modułu - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Mnożymy liczbę modułów połączonych równolegle i liczbę modułów połączonych szeregowo, a to określa całkowitą liczbę modułów: 13,63 x 1 = 13,63 sztuk

Znowu zaokrąglij w górę. Dlatego liczba modułów słonecznych powinna wynosić 14 (połączonych równolegle).

Jeszcze nie konkluzja

Dokonaliśmy obliczeń układu słonecznego, ale jest jeszcze za wcześnie, aby wyciągać wnioski. W tym konkretnym artykule nie dążyłem do zminimalizowania kosztów całego systemu. Z tego powodu nie ma sensu obliczać wyniku jego wartości.

A jednak, obliczmy, to pomoże nam w przyszłości nawigować w wyborze trybów pracy, w wyborze sprzętu, w wyborze konsumentów z już zastosowanymi obliczeniami, a nie teoretycznie:

• Falownik - 99500 rubli;

• Baterie - 18500 rubli x 20 = 370000 rubli;

• Moduły słoneczne - 17 500 rubli x 14 = 245,000 rubli.

Oznacza to, że główny sprzęt będzie kosztował 714500 rubli. Plus materiały, plus koszty ogólne itp. Kolejność liczb jest jasna. Odnosi się to do pełnoprawnego systemu, który pozwoli, praktycznie nie odmawiając niczego sobie, obsługiwać dom od marca do września, nie tylko w weekendy.

Jeśli chodzi o okres zimowy, celowo nie zacząłem o tym teraz rozmawiać, ponieważ miałem własne zdanie na ten temat. Omówimy z tobą ten temat.

Boris Tsupilo