Si të llogaritni konfigurimin e duhur për sistemin tuaj të vogël jashtë rrjetit?

A keni menduar ndonjëherë të përdorni sistemin tuaj të energjisë diellore në një kasolle malore, varkë peshkimi ose karavan për t'u çliruar nga varësia nga rrjeti publik i energjisë?

Në fakt, kjo nuk është diçka që vetëm inxhinierët mund ta arrijnë. Për sa kohë që zotëroni disa hapa dhe formula kyçe, mund të llogaritni konfigurimin e duhur për sistemin tuaj të vogël fotovoltaik jashtë rrjetit.

Një sistem diellor jashtë rrjetit i referohet një sistemi të pavarur që nuk mbështetet në rrjetin publik, por mbështetet tërësisht në prodhimin e energjisë fotovoltaike dhe ruajtjen e baterive për të përmbushur nevojat e energjisë elektrike. Është ideal për përdorim në zona të largëta malore, ishuj, rajone baritore, RV, anije peshkimi dhe vende të tjera me energji të paqëndrueshme të rrjetit.

Më poshtë, do t'ju udhëzojmë përmes katër hapave për të llogaritur konfigurimin e kërkuar.

Hapi 1: Përcaktoni fuqinë e modulit fotovoltaik

Fuqia e paneleve fotovoltaike (paneleve diellore) përcakton se sa energji elektrike mund të gjenerojë sistemi juaj.

Qasja kryesore e llogaritjes është: së pari përcaktohet kërkesa ditore për energji elektrike, pastaj kombinohet ajo me kushtet lokale klimatike (veçanërisht kohëzgjatjen e diellit) për të përcaktuar fuqinë totale të paneleve fotovoltaike.

Formula:

Fuqia e modulit = (Kërkesa ditore për energji elektrike × Faktori i tepricës së ditës me re të vazhdueshme) ÷ (Orët mesatare lokale me diell × Efikasiteti i sistemit)

* Konsumi ditor i energjisë elektrike: Kjo mund të llogaritet duke mbledhur fuqinë nominale të të gjitha pajisjeve shumëzuar me kohën e përdorimit të tyre.

Për shembull, dritat LED 10W × 5 orë = 50Wh, frigoriferi 60W × 24 orë = 1440Wh.

* Faktori i tepricës së ditëve me re të vazhdueshme: Për të llogaritur prodhimin e pamjaftueshëm të energjisë gjatë ditëve me re të njëpasnjëshme, ky faktor zakonisht vendoset midis 1.1 dhe 1.3.

* Orët mesatare lokale me diell ditore: Kjo mund të merret nga të dhënat meteorologjike lokale. Për shembull, Pekini ka një mesatare prej afërsisht 4 orësh me diell në ditë, ndërsa Hainani mund të ketë mbi 5 orë.

* Efikasiteti i sistemit: Kjo merr parasysh humbjet e kabllove, efikasitetin e kontrolluesit, humbjet e invertorit, etj., dhe në përgjithësi vendoset midis 0.75 dhe 0.8.

Për shembull:

Duke supozuar se konsumi juaj ditor i energjisë elektrike është 3,000 Wh, orët mesatare ditore lokale me diell janë 4.5 orë, efikasiteti i sistemit është 0.78 dhe koeficienti i ditëve me shi të vazhdueshëm është 1.2:

Fuqia e modulit = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 W

Kjo do të thotë që duhet të instaloni panele fotovoltaike me një fuqi totale prej afërsisht 1 kW, siç janë katër module 250 W.

Hapi 2: Përcaktoni fuqinë e invertorit jashtë rrjetit

Invertori shndërron rrymën e vazhdueshme (DC) nga panelet fotovoltaike ose bateritë në rrymë alternative (AC) për përdorim nga pajisjet e zakonshme shtëpiake.

Fuqia e tij duhet të jetë e mjaftueshme për të përmbushur kërkesën tuaj maksimale të menjëhershme për energji, veçanërisht duke marrë parasysh rrymën hyrëse të ngarkesave induktive (pajisje të drejtuara nga motori).

Formula:

Fuqia e inverterit = (Fuqia totale e ngarkesës rezistuese + Fuqia totale e ngarkesës induktive × 5) × Faktori i marzhit ÷ Faktori i fuqisë

* Ngarkesa rezistente: Pajisje rezistente siç janë llambat, kazanët elektrikë dhe furrat.

* Ngarkesa induktive: Pajisje me motorë ose kompresorë, siç janë frigoriferët, pompat e ujit, kondicionerët etj. Fuqia e menjëhershme gjatë ndezjes mund të jetë 5-7 herë më e madhe se fuqia e vlerësuar.

* Faktori i sigurisë: Zakonisht vendoset në 1.2–1.5 për të siguruar një diferencë.

* Faktori i fuqisë: Zakonisht vendoset në 0.8–0.9.

Shembull:

Duke supozuar se keni një ndriçues 200W (ngarkesë rezistente), një frigorifer 100W (ngarkesë induktive), një faktor marzhi prej 1.3 dhe një faktor fuqie prej 0.85:

Fuqia e inverterit = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 W

Do t'ju duhet një inverter me një kapacitet minimal prej 1.1 kW, dhe rekomandohet të zgjidhni një model 1.5 kW për stabilitet më të madh.

Hapi 3: Përcaktoni kapacitetin e baterisë

Bateria është "depozituesi i energjisë" i sistemit jashtë rrjetit, dhe energjia elektrike e përdorur natën ose në ditët me re vjen kryesisht prej saj. Kapaciteti varet nga numri i ditëve që ju nevojitet furnizim i vazhdueshëm me energji dhe konsumi ditor i energjisë elektrike.

Formula:

Kapaciteti i baterisë (Ah) = (Konsumi ditor i energjisë elektrike × Numri i ditëve të furnizimit me energji elektrike në ditët me re) ÷ (Thellësia e shkarkimit × Efikasiteti i karikimit/shkarkimit × Tensioni i paketës së baterisë)

* Thellësia e Shkarkimit (DOD): Për bateritë plumb-acid, rekomandohet një DOD prej 0.5–0.6; për bateritë e litiumit, një DOD prej 0.8–0.9 është e pranueshme.

* Efikasiteti i Ngarkimit/Shkarkimit: Zakonisht vendoset në 0.85–0.9.

* Tensioni i Bankës së Baterisë: Tensionet e zakonshme përfshijnë 12V, 24V dhe 48V; rekomandohen tensione më të larta për kërkesa më të larta energjie.

Shembull:

Duke supozuar se përdorni 3000Wh çdo ditë dhe dëshironi të keni energji për 2 ditë me mot me re, duke përdorur një bateri litiumi 48V (DOD=0.9, efikasitet=0.9):

Kapaciteti i baterisë = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ah

Do t'ju duhet një bateri 48V 154Ah (afërsisht 7.4kWh).

Hapi 4: Përcaktoni specifikimet e kontrolluesit

Kontrolluesi fotovoltaik rregullon procesin e karikimit nga modulet fotovoltaike në bateri.

Specifikimet e tij varen kryesisht nga rryma maksimale e hyrjes, e llogaritur duke përdorur formulën e mëposhtme:

Formula:

Rryma e hyrjes së kontrolluesit = Fuqia maksimale e moduleve fotovoltaike ÷ Tensioni i paketës së baterisë

Për shembull, nëse panelet tuaja fotovoltaike kanë një fuqi totale prej 1000W dhe tensioni i baterisë është 48V:

Rryma e hyrjes së kontrolluesit = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

Prandaj, duhet të zgjidhni një kontrollues me një rrymë hyrëse më të madhe se 21A, zakonisht një lloj MPPT (efikasitet më i lartë, më i favorshëm në ditët me re).

Këshilla praktike

1. Lejoni një diferencë: Jetëgjatësia dhe stabiliteti operativ i pajisjeve varen nga projektimi i duhur i redundancës; mos i fiksoni parametrat shumë ngurtësisht.
2. MPPT është superior ndaj PWM: Edhe pse kontrolluesit MPPT janë pak më të shtrenjtë, ato ofrojnë efikasitet më të lartë të gjenerimit të energjisë, veçanërisht në kushte të paqëndrueshme ndriçimi.
3. Jepini përparësi baterive litium-jon: Ato janë kompakte, të lehta dhe të afta për shkarkim të thellë, duke ofruar kursime afatgjata të kostos.
4. Planifikoni zgjerimin në të ardhmen: Nëse parashikoni shtimin e më shumë pajisjeve në të ardhmen, sigurohuni që të keni kapacitet të mjaftueshëm ndërfaqeje si për sistemin fotovoltaik ashtu edhe për bateritë.

Thelbi i projektimit të një sistemi të vogël fotovoltaik jashtë rrjetit qëndron në llogaritjen e saktë të konfigurimit bazuar në nevojat aktuale, në vend që thjesht të "blesh disa panele dhe bateri" dhe ta mbyllësh punën.

Zotëroni këto 4 formula:

1. Formula e fuqisë së modulit fotovoltaik
2. Formula e fuqisë së inverterit
3. Formula e kapacitetit të baterisë
4. Formula e rrymës së hyrjes së kontrolluesit

Pastaj mund të llogaritni një konfigurim për një sistem të vogël jashtë rrjetit që është i mjaftueshëm dhe i qëndrueshëm.

Kur projektoni për herë të parë, mund të shtoni një diferencë shtesë prej 10%-20% bazuar në rezultatet e formulës, duke lejuar më shumë fleksibilitet në përballimin e ndryshimeve të motit dhe zgjerimin e pajisjeve.