Hoe u een off-grid zonne-energiesysteem voor thuis kunt dimensioneren

Investeren in een zonnestelsel is op de lange termijn een slimme oplossing voor huiseigenaren, vooral in de huidige omstandigheden waarin energiecrisissen zich op veel plaatsen voordoen.Het zonnepaneel kan meer dan 30 jaar meegaan, en ook lithiumbatterijen gaan steeds langer mee naarmate de technologie zich ontwikkelt.

Hieronder vindt u de basisstappen die u moet doorlopen om een ​​ideaal zonnestelsel voor uw huis te bepalen.

 

Stap 1: Bepaal het totale energieverbruik van uw huis

U moet het totale energieverbruik van uw huishoudelijke apparaten weten.Dit wordt gemeten per eenheid kilowatt/uur, dagelijks of maandelijks.Laten we zeggen dat de totale apparatuur in uw huis 1000 watt aan stroom verbruikt en 10 uur per dag werkt:

1000w * 10u = 10kwh per dag.

Het nominale vermogen van elk huishoudelijk apparaat kunt u vinden in de handleiding of op hun websites.Om nauwkeurig te zijn, kunt u technisch personeel vragen om ze te meten met professioneel gereedschap, zoals een meter.

Er kan enig stroomverlies optreden van uw omvormer, of het systeem staat in de stand-by-modus.Voeg extra 5% – 10% energieverbruik toe, afhankelijk van uw budget.Hiermee kunt u rekening houden bij het dimensioneren van uw batterijen.Het is van cruciaal belang dat u een kwaliteitsomvormer koopt.(Lees meer over onze streng geteste omvormers)

 

 

Stap 2: Site-evaluatie

Nu moet u een algemeen idee hebben van hoeveel zonne-energie u gemiddeld dagelijks kunt krijgen, zodat u weet hoeveel zonnepanelen u moet installeren om aan uw dagelijkse energiebehoefte te voldoen.

De informatie over zonne-energie kan worden verzameld via een zonne-urenkaart van uw land.De in kaart gebrachte bronnen van zonnestraling zijn te vinden op https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2

Laten we nu nemenDamascus, Syriëals voorbeeld.

Laten we voor ons voorbeeld 4 gemiddelde zonne-uren gebruiken zoals we op de kaart aflezen.

Zonnepanelen zijn ontworpen om in de volle zon te worden geïnstalleerd.Schaduw heeft invloed op de prestaties.Zelfs gedeeltelijke schaduw op één paneel zal een grote impact hebben.Inspecteer de locatie om er zeker van te zijn dat uw zonnepaneel tijdens de dagelijkse piekzonuren aan de volle zon wordt blootgesteld.Houd er rekening mee dat de hoek van de zon het hele jaar door zal veranderen.

Er zijn nog een paar andere overwegingen die u moet onthouden.We kunnen er gedurende het hele proces over praten.

 

 

Stap 3: Bereken de grootte van de batterijbank

Inmiddels hebben we basisinformatie om de batterijarray te dimensioneren.Nadat de accubank is gedimensioneerd, kunnen we bepalen hoeveel zonnepanelen er nodig zijn om deze opgeladen te houden.

Eerst controleren we het rendement van de zonne-omvormers.Meestal worden de omvormers geleverd met een ingebouwde MPPT-laadcontroller met een rendement van meer dan 98%.(Bekijk onze zonne-omvormers).

Maar het is nog steeds redelijk om bij de dimensionering rekening te houden met een inefficiëntiecompensatie van 5%.

In ons voorbeeld van 10 kWh/dag op basis van lithiumbatterijen,

10 KWh x 1,05 rendementscompensatie = 10,5 KWh

Dit is de hoeveelheid energie die uit de accu wordt gehaald om de belasting door de omvormer te laten lopen.

Omdat de ideale werktemperatuur van een lithiumbatterij tussen de 0 ligttot 0~40, hoewel de werktemperatuur in het bereik van -20 ligt~60.

Batterijen verliezen capaciteit naarmate de temperatuur daalt. We kunnen het volgende diagram gebruiken om de batterijcapaciteit te vergroten, gebaseerd op de verwachte batterijtemperatuur:

Voor ons voorbeeld voegen we een vermenigvuldiger van 1,59 toe aan de grootte van onze accubank om te compenseren voor een accutemperatuur van 20°F in de winter:

10,5 kWh x 1,59 = 16,7 kWh

Een andere overweging is dat er bij het laden en ontladen van batterijen energieverlies optreedt, en om de levensduur van batterijen te verlengen wordt het niet aangemoedigd om de batterijen volledig te ontladen.(Meestal houden we de DOD hoger dan 80% (DOD = ontladingsdiepte).

We krijgen dus de minimale energieopslagcapaciteit: 16,7 kWh * 1,2 = 20 kWh

Dit is voor één dag autonomie, dus we moeten dit vervolgens vermenigvuldigen met het aantal dagen vereiste autonomie.Voor 2 dagen autonomie zou het zijn:

20 kWh x 2 dagen = 40 kWh energieopslag

Om wattuur om te rekenen naar ampère-uur, deelt u deze door de accuspanning van het systeem.In ons voorbeeld:

40Kwh ÷ 24v = 1667Ah 24V accubank

40Kwh ÷ 48v = 833 Ah 48V accubank

 

Houd bij het dimensioneren van een accubank altijd rekening met de ontladingsdiepte, oftewel hoeveel capaciteit er uit de accu wordt ontladen.Het dimensioneren van een loodzuuraccu voor een ontladingsdiepte van maximaal 50% verlengt de levensduur van de accu.Lithiumbatterijen hebben minder last van diepe ontladingen en kunnen doorgaans diepere ontladingen aan zonder de levensduur van de batterij aanzienlijk te beïnvloeden.

Totaal benodigde minimale batterijcapaciteit: 2,52 kilowattuur

Houd er rekening mee dat dit de minimaal benodigde hoeveelheid batterijcapaciteit is, en dat het vergroten van de batterijgrootte het systeem betrouwbaarder kan maken, vooral in gebieden die gevoelig zijn voor langdurig bewolkt weer.

 

 

Stap 4: Zoek uit hoeveel zonnepanelen je nodig hebt

Nu we de batterijcapaciteit hebben bepaald, kunnen we het laadsysteem op maat maken.Normaal gesproken gebruiken we zonnepanelen, maar een combinatie van wind- en zonne-energie kan zinvol zijn voor gebieden met goede windbronnen, of voor systemen die meer autonomie vereisen.Het laadsysteem moet voldoende produceren om de energie die uit de accu wordt gehaald volledig te vervangen, waarbij rekening wordt gehouden met alle efficiëntieverliezen.

In ons voorbeeld, op basis van 4 zonuren en 40 Wh energiebehoefte per dag:

40 kWh / 4 uur = 10 kilowatt zonnepaneelarraygrootte

We hebben echter te maken met andere verliezen in onze echte wereld die worden veroorzaakt door inefficiënties, zoals spanningsval, die over het algemeen worden geschat op ongeveer 10%:

10Kw÷0,9 = 11,1 KW minimumgrootte voor de PV-array

Houd er rekening mee dat dit de minimale grootte is voor de PV-array.Een grotere array zal het systeem betrouwbaarder maken, vooral als er geen andere back-up energiebron, zoals een generator, beschikbaar is.

Bij deze berekeningen wordt er ook van uitgegaan dat de zonnepanelen gedurende alle seizoenen van 08.00 uur tot 16.00 uur onbelemmerd direct zonlicht ontvangen.Als de zonnepanelen overdag geheel of gedeeltelijk in de schaduw staan, moet de grootte van de PV-generator worden aangepast.

Er moet nog een andere overweging worden aangepakt: loodzuuraccu's moeten regelmatig volledig worden opgeladen.Ze vereisen minimaal ongeveer 10 ampère laadstroom per 100 ampère-uur batterijcapaciteit voor een optimale levensduur van de batterij.Als loodzuuraccu's niet regelmatig worden opgeladen, zullen ze waarschijnlijk defect raken, meestal binnen het eerste jaar na gebruik.

De maximale laadstroom voor loodzuuraccu's ligt doorgaans rond de 20 ampère per 100 Ah (C/5-laadsnelheid, of accucapaciteit in ampère-uren gedeeld door 5) en ergens tussen dit bereik is ideaal (10-20 ampère laadstroom per 100 Ah ).

Raadpleeg de batterijspecificaties en de gebruikershandleiding om de minimale en maximale oplaadrichtlijnen te bevestigen.Als u zich niet aan deze richtlijnen houdt, vervalt doorgaans uw batterijgarantie en loopt u het risico dat de batterij voortijdig defect raakt.

Met al deze informatie krijgt u een lijst met de volgende configuraties.

Zonnepaneel: Watt11.1KW20 stuks van 550W zonnepanelen

25 stuks zonnepanelen van 450 W

Batterij40 kWh

1700 Ah @ 24V

900 Ah @ 48 V

 

Wat de omvormer betreft, deze wordt geselecteerd op basis van het totale vermogen van de belastingen die u nodig heeft.In dit geval zou een huishoudapparaat van 1000 W en een 1,5 kW zonne-omvormer voldoende zijn, maar in het echte leven moeten mensen meer belastingen tegelijkertijd gedurende verschillende perioden per dag gebruiken. Het wordt aanbevolen om 3,5 kW of 5,5 kW zonne-energie te kopen. omvormers.

 

Deze informatie is bedoeld als algemene leidraad en er zijn veel factoren die de systeemgrootte kunnen beïnvloeden.

 

Als de apparatuur kritisch is en zich op een afgelegen locatie bevindt, is het de moeite waard om in een extra groot systeem te investeren, omdat de onderhoudskosten snel de prijs van een paar extra zonnepanelen of batterijen kunnen overschrijden.Aan de andere kant kunt u voor bepaalde toepassingen mogelijk klein beginnen en later uitbreiden, afhankelijk van de prestaties ervan.De systeemgrootte wordt uiteindelijk bepaald door uw energieverbruik, de locatie van de locatie en ook door de prestatieverwachtingen op basis van het aantal dagen autonomie.

 

Heeft u hulp nodig bij dit proces, neem dan gerust contact met ons op, dan kunnen wij op basis van de locatie en energiebehoefte een systeem voor uw wensen ontwerpen.

 

 


Posttijd: 10 januari 2022