Com dimensionar un sistema d'energia solar fora de xarxa per a la llar

Invertir en un sistema solar és una solució intel·ligent per als propietaris a llarg termini, especialment en els entorns actuals en què la crisi energètica es produeix a molts llocs.El panell solar pot funcionar més de 30 anys, i també les bateries de liti augmenten la vida útil a mesura que es desenvolupa la tecnologia.

A continuació es mostren els passos bàsics que heu de seguir per dimensionar un sistema solar ideal per a la vostra llar.

 

Pas 1: Determineu el consum total d'energia de la vostra casa

Heu de conèixer la potència total que fan servir els vostres electrodomèstics.Això es mesura per unitat de quilowatt/hora diària o mensualment.Diguem que l'equip total de casa teva consumeix 1000 watts d'energia i funciona 10 hores al dia:

1000w * 10h = 10kwh per dia.

La potència nominal de cada electrodomèstic es pot trobar al manual o als seus llocs web.Per ser exactes, podeu demanar al personal tècnic que els mesura amb eines professionals adequades, com ara un mesurador.

Hi hauria una pèrdua d'energia del vostre inversor o el sistema està en mode d'espera.Afegiu un consum d'energia addicional del 5% al ​​10% segons el vostre pressupost.Això es tindria en compte a l'hora de mesurar les bateries.És fonamental comprar un inversor de qualitat.(Obteniu més informació sobre els nostres inversors estrictament provats)

 

 

Pas 2: Avaluació del lloc

Ara cal tenir una idea general de quanta energia solar es pot obtenir diàriament de mitjana, així sabràs quants panells solars hauràs d'instal·lar per cobrir la teva necessitat energètica diària.

La informació de l'energia solar es pot recopilar a partir d'un mapa d'hores solars del vostre país.El cartografia dels recursos de radiació solar es pot trobar a https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2

Ara, agafemDamasc Síriacom un exemple.

Utilitzem 4 hores de sol mitjanes per al nostre exemple mentre llegim del mapa.

Els panells solars estan dissenyats per instal·lar-se a ple sol.L'ombra afectarà el rendiment.Fins i tot l'ombra parcial en un panell tindrà un gran impacte.Inspeccioneu el lloc per assegurar-vos que la vostra matriu solar estarà exposada a ple sol durant les hores màximes de sol diàries.Tingueu en compte que l'angle del sol canviarà al llarg de l'any.

Hi ha algunes altres consideracions que cal recordar.En podem parlar durant tot el procés.

 

 

Pas 3: calculeu la mida del banc de bateries

Ara ja tenim informació bàsica per dimensionar la matriu de bateries.Després de la mida del banc de bateries, podem determinar quants panells solars es necessiten per mantenir-lo carregat.

En primer lloc, comprovem l'eficiència dels inversors solars.Normalment, els inversors vénen amb un controlador de càrrega MPPT integrat amb una eficiència superior al 98%.(Consulta els nostres inversors solars).

Però encara és raonable considerar una compensació d'ineficiència del 5% quan fem el dimensionament.

En el nostre exemple de 10KWh/dia basat en bateries de liti,

10 KWh x 1,05 compensació d'eficiència = 10,5 KWh

Aquesta és la quantitat d'energia extreta de la bateria per fer funcionar la càrrega a través de l'inversor.

Com que la temperatura de treball ideal de la bateria de liti és entre 0fins a 0~40, tot i que la seva temperatura de treball està en el rang de -20~60.

Les bateries perden capacitat a mesura que baixen les temperatures i podem utilitzar el gràfic següent per augmentar la capacitat de la bateria, en funció de la temperatura esperada de la bateria:

Per al nostre exemple, afegirem un multiplicador d'1,59 a la mida del nostre banc de bateries per compensar una temperatura de la bateria de 20 °F a l'hivern:

10,5KWhx 1,59 = 16,7KWh

Una altra consideració és que quan es carreguen i descarreguen bateries, es produeix una pèrdua d'energia i, per allargar la vida útil de les bateries, no es recomana descarregar-les completament.(En general, mantenim el DOD superior al 80% (DOD = profunditat de descàrrega).

Així obtenim la capacitat mínima d'emmagatzematge d'energia: 16,7KWh * 1,2 = 20KWh

Això és per a un sol dia d'autonomia, així que després hem de multiplicar-lo pel nombre de dies d'autonomia requerits.Per a 2 dies d'autonomia, seria:

20Kwh x 2 dies = 40KWh d'emmagatzematge d'energia

Per convertir watts-hora en amperes hores, dividiu-lo per la tensió de la bateria del sistema.En el nostre exemple:

40Kwh ÷ 24v = 1667Ah Banc de bateries 24V

40Kwh ÷ 48v = 833 Ah Banc de bateries de 48V

 

Quan dimensioneu un banc de bateries, tingueu sempre en compte la profunditat de descàrrega o quanta capacitat es descarrega de la bateria.La mida d'una bateria de plom àcid per a una profunditat màxima de descàrrega del 50% allargarà la vida útil de la bateria.Les bateries de liti no es veuen tan afectades per les descàrregues profundes, i normalment poden gestionar descàrregues més profundes sense afectar substancialment la durada de la bateria.

Capacitat mínima de la bateria total requerida: 2,52 quilowatts-hora

Tingueu en compte que aquesta és la quantitat mínima de capacitat de la bateria necessària, i augmentar la mida de la bateria pot fer que el sistema sigui més fiable, especialment a les zones propenses a un temps ennuvolat prolongat.

 

 

Pas 4: esbrineu quants panells solars necessiteu

Ara que hem determinat la capacitat de la bateria, podem dimensionar el sistema de càrrega.Normalment fem servir plaques solars, però una combinació de vent i solar podria tenir sentit per a zones amb bons recursos eòlics o per a sistemes que requereixen més autonomia.El sistema de càrrega ha de produir prou per substituir completament l'energia extreta de la bateria, alhora que té en compte totes les pèrdues d'eficiència.

En el nostre exemple, basat en 4 hores de sol i 40 Wh diaris d'energia requerida:

40KWh / 4 hores = 10 quilo watts Mida de la matriu de panells solars

Tanmateix, necessitem altres pèrdues en el nostre món real causades per ineficiències, com la caiguda de tensió, que s'estima generalment al voltant del 10%:

10Kw÷0,9 = 11,1 KW mida mínima per a la matriu fotovoltaica

Tingueu en compte que aquesta és la mida mínima per a la matriu fotovoltaica.Una matriu més gran farà que el sistema sigui més fiable, sobretot si no hi ha cap altra font de reserva d'energia disponible, com ara un generador.

Aquests càlculs també suposen que la matriu solar rebrà llum solar directa sense obstruccions de 8:00 a 16:00 durant totes les estacions.Si tot o part de la matriu solar està ombrejada durant el dia, s'ha de fer un ajust a la mida de la matriu fotovoltaica.

Cal tenir en compte una altra consideració: les bateries de plom-àcid s'han de carregar completament de manera regular.Requereixen un mínim d'uns 10 amperes de corrent de càrrega per cada 100 amperes hora de capacitat de la bateria per a una durada òptima de la bateria.Si les bateries de plom-àcid no es recarreguen regularment, és probable que fallin, normalment durant el primer any de funcionament.

El corrent de càrrega màxim de les bateries de plom-àcid sol ser d'uns 20 amperes per 100 Ah (taxa de càrrega C/5 o la capacitat de la bateria en amperes-hora dividida per 5) i en algun lloc entre aquest rang és ideal (10-20 amperes de corrent de càrrega per 100 Ah). ).

Consulteu les especificacions de la bateria i el manual d'usuari per confirmar les directrius de càrrega mínima i màxima.L'incompliment d'aquestes directrius normalment anul·larà la garantia de la bateria i el risc de fallar prematurament de la bateria.

Amb tota aquesta informació, obtindreu una llista de la configuració següent.

Panell solar: Watt11.1KW20 pcs de panells solars de 550w

25 plaques solars de 450 W

Bateria 40KWh

1700AH @ 24V

900AH @ 48V

 

Pel que fa a l'inversor, es selecciona en funció de la potència total de les càrregues que necessitaries per fer funcionar.En aquest cas, un electrodomèstic de 1000 w, n'hi hauria prou amb un inversor solar de 1,5 kw, però a la vida real, la gent necessita operar més càrregues alhora durant diferents períodes de temps al dia, es recomana comprar 3,5 kw o 5,5 kw solars. inversors.

 

Aquesta informació pretén servir com a guia general i hi ha molts factors que poden influir en la mida del sistema.

 

Si l'equip és crític i en una ubicació remota, val la pena invertir en un sistema de grans dimensions perquè el cost del manteniment pot superar ràpidament el preu d'uns quants panells solars o bateries addicionals.D'altra banda, per a determinades aplicacions, és possible que pugueu començar petit i expandir-vos més tard en funció del rendiment.En última instància, la mida del sistema vindrà determinada pel vostre consum d'energia, la ubicació del lloc i també les expectatives de rendiment basades en dies d'autonomia.

 

Si necessiteu ajuda amb aquest procés, no dubteu a posar-vos en contacte amb nosaltres i podrem dissenyar un sistema per a les vostres necessitats en funció de la ubicació i les necessitats energètiques.

 

 


Hora de publicació: 10-gen-2022