Výber invertora a výpočet batérie pre domácu solárnu elektráreň

V článku „Príklad výpočtu solárnych panelov pre domácnosť“ dostali sme dennú hodnotu spotreby - 7919,8 W * h a množstvo energie potrebnej na pokrytie denných potrieb uvedených zariadení - 396 A * h.

Urobme klasický výpočet celého solárneho systému vrátane solárnej batérie. Chcel by som vás hneď upozorniť, v tomto výpočte som nesledoval cieľ minimalizovať ekonomické ukazovatele (týmto sa budeme zaoberať neskôr), ale stanovil som iba úlohu ukázať postup výpočtu.

Výber meniča

Na základe zoznamu zariadení, ktoré sme uviedli, sa môžeme rozhodnúť o hlavných parametroch menič pre náš systém.

Po prvé, keďže zoznam zariadení obsahuje zariadenia, ktoré zahŕňajú motory: elektrické čerpadlo, chladnička, práčka, vysávač, môžeme určite a mali by sme hovoriť o meniči s výstupom sínusového napätia, skôr ako s kvázi sínusoidom.

Po druhé, vstupné napätie meniča musí zodpovedať napätiu zvolenému nami - 24 V.

Pokiaľ ide o napájanie, jeho výber závisí od toho, ako súhlasíte s používaním svojich zariadení. Ak považujete za potrebné súčasne prevádzkovať energeticky náročné zariadenia, ako je práčka, mikrovlnná rúra, žehlička a všetko toto, na pozadí pracovnej chladničky, musíte si spočítať ich menovitú kapacitu.

Dostanete špičkový výkon, ktorý určí výkon meniča (minimálne 5 kW), ale vy sami chápete, že ak tieto zariadenia nepoužívate súčasne, výkon meniča bude nižší, takže jeho cena bude nižšia. Je to len na vás.

Vzhľadom na dohodnutý zoznam zariadení a distribúciu ich používania v priebehu času by sme sa mohli obmedziť na menič 3,0 kW: výrobca OutDack Power Technologies, model s integrovanou nabíjačkou: GVFX3024E, interaktívna mriežka GVFX3024E s odvzdušnením 3000 W, 24 V, 80 A (priemerné náklady 99500 rubľov).

Pozri tiež túto tému:Invertor: sínusová vlna alebo upravená sínusová vlna?

Výpočet batérie

Teraz hovorme o batériách. O účele batérií z článku už vieme „Batérie pre solárne články“, Je len potrebné rozhodnúť sa, ako dom využívame. Ak prídete cez víkendy, hlavná spotreba energie sa uskutoční cez víkendy, resp. Ale jeho akumulácia, t.j. Batérie sa budú nabíjať celý týždeň - od pondelka do piatku večer. Napríklad som prišiel cez víkend cez víkend do svojho domu.

Zabezpečíme zásobu energie na jeden deň. Prečo jeden? Pretože po dobu piatich dní mojej neprítomnosti je pravdepodobnosť úplného nabitia batérií dosť vysoká. Garantovanú energetickú rezervu je možné poskytnúť na dva dni, je to však možné zvýšením celkovej kapacity batérií, a tým aj nákladov celého systému.

Je vhodné obmedziť sa na jeden deň, a keď sú náklady celého systému načrtnuté, hrajte s výberom možností a pozrite sa na reakciu na náklady.

Je potrebné vziať do úvahy niekoľko ďalších bodov.

Po prvé: faktom je, že vybíjanie batérií do veľkej „hĺbky vybíjania“ je rovnaké ako to, že ich vlastnými rukami nie sú použiteľné (životnosť sa výrazne skracuje). Mali by ste sa zamerať na hĺbku vybíjania 20 percent.

Po druhé: z hľadiska bezpečnej prevádzky je najlepšie používať zapečatené batérie, pretože beztlakové batérie emitujú škodlivé dýchacie a výbušné plyny. Napriek použitiu zapečatených batérií by som vám odporúčal vybrať si miestnosť, ktorá je na ich inštaláciu dobre vetraná.

Po tretie: pokiaľ ide o výkon autonómneho systému, najvhodnejší typ batérie, aj keď nie najlacnejší gélové batérie (GEL).

A posledná. Okolitá teplota by sa mala zohľadniť aj pri výpočte požadovanej kapacity batérie, ak sa musia batérie prevádzkovať v chladnom období.

Pri nízkych okolitých teplotách klesá kapacita batérie, t. znížená energetická náročnosť, ktorú je batéria schopná dať pri danej teplote. To znamená, že pri výpočte požadovanej kapacity batérie (alebo batérií) by ste mali zvýšiť vypočítanú hodnotu kapacity, aby ste v prípade jej poklesu vytvorili rezervu.

Jednoducho povedané, vynásobenú kapacitu by ste mali vynásobiť koeficientom zodpovedajúcim teplote:

• 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;

• -6,7 ° C - koeficient = 1,59.

A tak. Jeden deň som si vybral, aby som zaistil zaručenú energetickú rezervu: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Zohľadňujeme hĺbku vypúšťania: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Keďže systém prevádzkujem iba v letnom období (hovoríme o teplote prostredia): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Celková kapacita batérie (alebo batérií) je teda 1980 A * h.

Predpokladajme, že vyberieme GEL batériu vyrobenú spoločnosťou Haze, model HZY 12-200 (priemerné náklady na 18500 rubľov). Jeho menovitá kapacita je 200 A * h. Vypočítajme, koľko batérií sa pripojí paralelne: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 ks.

Zaokrúhľujeme nahor (vždy zaokrúhlite nahor, aj keď je počet za desatinnou čiarkou menší ako päť) - 10 kusov batérií bude pripojených paralelne.

Zistite, koľko batérií bude zapojených do série. Z tohto dôvodu vyberáme systémové napätie (24 V) vydelené napätím jednej batérie: 24 V: 12 V = 2.

Zisťujeme, koľko všetkých batérií bude zahrnutých v systémovej batérii: 10 x 2 = 20.

Dostali sme celkový počet batérií potrebných na zostavenie batérie pre systém: 20 kusov.

Batériové zapojenie sériovo paralelné. V tomto prípade to znamená, že batérie musia byť zapojené v sériách v sérii (desať takýchto párov), a naopak, týchto desať párov je zapojených paralelne.

Vypočítame zloženie solárnej batérie.

Predpokladajme, že zvolíme solárny modul 200 W, 24 V, monokryštál, vyrobený spoločnosťou Chinaland Solar Energy, model: CHN200-72M (priemerné náklady 1700 rubľov).

Ak chcete vypočítať solárnu batériu, musíte najprv určiť slnečné žiarenie v oblasti, v ktorej bude systém prevádzkovaný. Údaje o slnečnom žiarení nájdete na internete. V dotaze „mesačné a ročné slnečné žiarenie kW * h / m2“ nájdete v Yandex.

Napríklad: ak zoberiete Moskvu (alebo mesto na šírku Moskvy 55,7), obdobie prevádzky je od 1. marca do 31. septembra, sklon panelu je 40,0 stupňov. Prirodzene, z celého rozsahu hodnôt od marca do septembra vrátane vyberám najnižšiu hodnotu, t. najhoršie zo všetkých. Tento september je 104,6. Toto číslo vydelím počtom dní v mesiaci: 104,6: 30 = 3,49

Získali sme teda priemernú hodnotu počtu slnečných hodín.

Dovoľte mi pripomenúť, že naša denná požiadavka je 7919,8 W * hodina.

Straty pri vybíjaní nebudú dosahovať viac ako 20%, musíme ich vziať do úvahy: 7919,8 W * hodina x 1,2 = 9503,76 W * h.

Výkon solárnej batérie by preto mal byť: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 wattov.

Teraz môžeme určiť počet paralelne zapojených modulov, berúc do úvahy ich typ, ktorý sme vybrali skôr. Za týmto účelom nájdeme v uvedených charakteristikách modulov špičkový výkon modulu v bode maximálneho výkonu (alebo napätie v bode maximálneho výkonu a prúd v bode maximálneho výkonu a vynásobte ich).

V našom prípade je napätie v bode maximálneho výkonu 38,8 V, prúd v bode maximálneho výkonu je 5,15 ampér. Vynásobte ich a získajte maximálny výkon v bode maximálneho výkonu: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 wattov.

To znamená, že výkon modulu v bode maximálneho výkonu je 199,82 wattov. Rozdeľte výkon solárnej batérie týmto ukazovateľom modulu a získajte požadovanú hodnotu: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 ks.

Počet modulov zapojených do série (nami zvolené systémové napätie - 24 V sa vydelí menovitým napätím jedného modulu - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Vynásobíme počet paralelne zapojených modulov a počet modulov zapojených do série, čo určuje celkový počet modulov: 13,63 x 1 = 13,63 kusov

Znovu zaokrúhlite. Preto by mal byť počet solárnych modulov 14 (zapojených paralelne).

Zatiaľ nie je záver

Urobili sme výpočet slnečnej sústavy, ale je ešte príliš skoro na vyvodenie záverov. V tomto konkrétnom článku som nesledoval cieľ minimalizovať náklady na celý systém. Z tohto dôvodu nemá význam vypočítať výsledok jeho hodnoty.

A napriek tomu, počítajme, to nám v budúcnosti pomôže orientovať sa vo výbere prevádzkových režimov, vo výbere vybavenia, v súbore spotrebiteľov s už aplikovanými výpočtami, a nie teoretických:

• Invertor - 99500 rubľov;

• Batérie - 18500 rubľov x 20 = 370000 rubľov;

• Solárne moduly - 17 500 rubľov x 14 = 245 000 rubľov.

To znamená, že hlavné zariadenie bude stáť 714500 rubľov. Plus materiály, plus režijné náklady atď. Poradie čísiel je jasné. Je to pre plnohodnotný systém, ktorý umožní, bez toho, aby si prakticky vôbec niečo poprel, prevádzkovanie domu od marca do septembra, nielen cez víkendy.

Pokiaľ ide o zimné obdobie, o tom som už zámerne nezačal hovoriť, pretože som k tejto záležitosti mal vlastný názor. O tejto téme sa s vami porozprávame.

Boris Tsupilo