Η επένδυση σε ένα ηλιακό σύστημα είναι μια έξυπνη λύση για τους ιδιοκτήτες κατοικιών μακροπρόθεσμα, ιδιαίτερα σε τρέχοντα περιβάλλοντα όπου η ενεργειακή κρίση συμβαίνει σε πολλά μέρη.Το ηλιακό πάνελ μπορεί να λειτουργήσει για περισσότερα από 30 χρόνια, ενώ οι μπαταρίες λιθίου αποκτούν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής καθώς αναπτύσσεται η τεχνολογία.

Παρακάτω είναι τα βασικά βήματα που πρέπει να ακολουθήσετε για να διαστασιολογήσετε ένα ιδανικό ηλιακό σύστημα για το σπίτι σας.

Βήμα 1: Προσδιορίστε τη συνολική κατανάλωση ενέργειας του σπιτιού σας

Πρέπει να γνωρίζετε τη συνολική ισχύ που χρησιμοποιούν οι οικιακές σας συσκευές.Αυτό μετριέται με μονάδα κιλοβάτ/ώρα καθημερινά ή μηνιαία.Ας πούμε ότι ο συνολικός εξοπλισμός στο σπίτι σας καταναλώνει 1000 watt ισχύος και λειτουργεί 10 ώρες την ημέρα:

1000w * 10h = 10kwh ανά ημέρα.

Η ονομαστική ισχύς κάθε οικιακής συσκευής μπορεί να βρεθεί στο εγχειρίδιο ή στις ιστοσελίδες τους.Για να είστε ακριβείς, θα μπορούσατε να ζητήσετε από το τεχνικό προσωπικό να τα μετρήσει με σωστά επαγγελματικά εργαλεία, όπως ένα μετρητή.

Θα υπάρξει κάποια απώλεια ρεύματος από τον μετατροπέα σας ή το σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής.Προσθέστε επιπλέον 5% – 10% κατανάλωση ενέργειας ανάλογα με τον προϋπολογισμό σας.Αυτό θα λαμβάνεται υπόψη όταν μετράτε τις μπαταρίες σας.Είναι σημαντικό να αγοράσετε έναν ποιοτικό μετατροπέα.(Μάθετε περισσότερα για τους αυστηρά ελεγμένους μετατροπείς μας)

Βήμα 2: Αξιολόγηση τοποθεσίας

Τώρα πρέπει να έχετε μια γενική ιδέα για το πόση ηλιακή ενέργεια μπορείτε να λαμβάνετε καθημερινά κατά μέσο όρο, ώστε να γνωρίζετε πόσα ηλιακά πάνελ θα πρέπει να εγκαταστήσετε για να καλύψετε τις ημερήσιες ενεργειακές σας ανάγκες.

Οι πληροφορίες για την ηλιακή ενέργεια μπορούν να συλλεχθούν από έναν Χάρτη Ώρας Ήλιου της χώρας σας.Η χαρτογράφηση των πόρων ηλιακής ακτινοβολίας βρίσκεται στη διεύθυνση https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2

Τώρα, ας πάρουμεΔαμασκος Συριαως παράδειγμα.

Ας χρησιμοποιήσουμε 4 μέσες ηλιόλουστες ώρες για το παράδειγμά μας όπως διαβάζουμε από τον χάρτη.

Οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν σχεδιαστεί για να εγκαθίστανται σε πλήρη ηλιοφάνεια.Η σκιά θα επηρεάσει την απόδοση.Ακόμη και η μερική σκιά σε ένα πάνελ θα έχει μεγάλο αντίκτυπο.Επιθεωρήστε την τοποθεσία για να βεβαιωθείτε ότι η ηλιακή συστοιχία σας θα είναι εκτεθειμένη στον ήλιο κατά τις καθημερινές ώρες αιχμής.Λάβετε υπόψη ότι η γωνία του ήλιου θα αλλάζει κατά τη διάρκεια του έτους.

Υπάρχουν μερικές άλλες σκέψεις που πρέπει να θυμάστε.Μπορούμε να μιλήσουμε για αυτά σε όλη τη διαδικασία.

Βήμα 3: Υπολογίστε το μέγεθος της τράπεζας μπαταρίας

Μέχρι τώρα έχουμε βασικές πληροφορίες για το μέγεθος της συστοιχίας μπαταριών.Αφού γίνει το μέγεθος της τράπεζας μπαταριών, μπορούμε να προσδιορίσουμε πόσα ηλιακά πάνελ χρειάζονται για να διατηρηθεί φορτισμένη.

Αρχικά, ελέγχουμε την απόδοση των ηλιακών μετατροπέων.Συνήθως οι μετατροπείς διαθέτουν ενσωματωμένο ελεγκτή φόρτισης MPPT με απόδοση άνω του 98%.(Ελέγξτε τους ηλιακούς μας μετατροπείς).

Αλλά εξακολουθεί να είναι λογικό να λαμβάνεται υπόψη η αντιστάθμιση αναποτελεσματικότητας 5% όταν κάνουμε το μέγεθος.

Στο παράδειγμά μας των 10 KWh/ημέρα με βάση τις μπαταρίες λιθίου,

10 KWh x 1,05 αντιστάθμιση απόδοσης = 10,5 KWh

Αυτή είναι η ποσότητα ενέργειας που αντλείται από την μπαταρία για να περάσει το φορτίο μέσω του μετατροπέα.

Καθώς η ιδανική θερμοκρασία λειτουργίας της μπαταρίας λιθίου είναι bwtween 0℃έως 0~40℃, αν και η θερμοκρασία λειτουργίας του είναι στην περιοχή των -20℃~ 60℃.

Οι μπαταρίες χάνουν χωρητικότητα καθώς οι θερμοκρασίες πέφτουν και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον ακόλουθο πίνακα για να αυξήσουμε τη χωρητικότητα της μπαταρίας, με βάση την αναμενόμενη θερμοκρασία της μπαταρίας:

Για το παράδειγμά μας, θα προσθέσουμε έναν πολλαπλασιαστή 1,59 στο μέγεθος της μπαταρίας μας για να αντισταθμίσουμε μια θερμοκρασία μπαταρίας 20°F το χειμώνα:

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

Μια άλλη σκέψη είναι ότι κατά τη φόρτιση και την αποφόρτιση των μπαταριών, υπάρχει απώλεια ενέργειας και για να παραταθεί η διάρκεια ζωής των μπαταριών, δεν συνιστάται η πλήρης αποφόρτιση των μπαταριών.(Συνήθως διατηρούμε το DOD υψηλότερο από 80% ( DOD = βάθος εκφόρτισης ).

Έτσι έχουμε την ελάχιστη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας: 16,7 KWh * 1,2 = 20 KWh

Αυτό ισχύει για μία μόνο ημέρα αυτονομίας, επομένως πρέπει στη συνέχεια να την πολλαπλασιάσουμε με τον αριθμό των ημερών της απαιτούμενης αυτονομίας.Για 2 ημέρες αυτονομίας, θα ήταν:

20Kwh x 2 ημέρες = 40KWh αποθήκευσης ενέργειας

Για να μετατρέψετε τις βατώρες σε ώρες amp, διαιρέστε με την τάση της μπαταρίας του συστήματος.Στο παράδειγμά μας:

Συστοιχία μπαταρίας 40Kwh ÷ 24v = 1667Ah 24V

Συστοιχία μπαταρίας 40Kwh ÷ 48v = 833 Ah 48V

Όταν προσδιορίζετε το μέγεθος μιας τράπεζας μπαταριών, λαμβάνετε πάντα υπόψη το βάθος εκφόρτισης ή πόση χωρητικότητα αποφορτίζεται από την μπαταρία.Το μέγεθος μιας μπαταρίας μολύβδου οξέος για μέγιστο βάθος εκφόρτισης 50% θα παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.Οι μπαταρίες λιθίου δεν επηρεάζονται τόσο από τις βαθιές εκφορτίσεις και συνήθως μπορούν να χειριστούν βαθύτερες εκφορτίσεις χωρίς να επηρεάζουν ουσιαστικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Συνολική απαιτούμενη ελάχιστη χωρητικότητα μπαταρίας: 2,52 κιλοβατώρες

Λάβετε υπόψη ότι αυτή είναι η ελάχιστη ποσότητα χωρητικότητας της μπαταρίας που απαιτείται και η αύξηση του μεγέθους της μπαταρίας μπορεί να κάνει το σύστημα πιο αξιόπιστο, ειδικά σε περιοχές επιρρεπείς σε εκτεταμένη συννεφιά.

Βήμα 4: Υπολογίστε πόσα ηλιακά πάνελ χρειάζεστε

Τώρα που προσδιορίσαμε τη χωρητικότητα της μπαταρίας, μπορούμε να διαστασιολογήσουμε το σύστημα φόρτισης.Συνήθως χρησιμοποιούμε ηλιακούς συλλέκτες, αλλά ο συνδυασμός αιολικής και ηλιακής ενέργειας μπορεί να έχει νόημα για περιοχές με καλούς αιολικούς πόρους ή για συστήματα που απαιτούν μεγαλύτερη αυτονομία.Το σύστημα φόρτισης πρέπει να παράγει αρκετή ποσότητα για να αντικαταστήσει πλήρως την ενέργεια που αντλείται από την μπαταρία, ενώ ταυτόχρονα υπολογίζονται όλες οι απώλειες απόδοσης.

Στο παράδειγμά μας, με βάση την ενεργειακή απαίτηση 4 ωρών και 40 Wh ανά ημέρα:

40KWh / 4 ώρες = Μέγεθος συστοιχίας ηλιακών πλαισίων 10 Kilo Watts

Ωστόσο, χρειαζόμαστε άλλες απώλειες στον πραγματικό μας κόσμο που προκαλούνται από αναποτελεσματικότητα, όπως η πτώση τάσης, που γενικά εκτιμάται ότι είναι περίπου 10%:

10Kw÷0,9 = 11,1 KW ελάχιστο μέγεθος για τη Φ/Β γεννήτρια

Σημειώστε ότι αυτό είναι το ελάχιστο μέγεθος για τη Φ/Β γεννήτρια.Μια μεγαλύτερη συστοιχία θα κάνει το σύστημα πιο αξιόπιστο, ειδικά εάν δεν υπάρχει διαθέσιμη άλλη εφεδρική πηγή ενέργειας, όπως μια γεννήτρια.

Αυτοί οι υπολογισμοί υποθέτουν επίσης ότι η ηλιακή συστοιχία θα δέχεται ανεμπόδιστο άμεσο ηλιακό φως από τις 8 π.μ. έως τις 4 μ.μ. κατά τη διάρκεια όλων των εποχών.Εάν ολόκληρη ή μέρος της ηλιακής συστοιχίας είναι σκιασμένη κατά τη διάρκεια της ημέρας, πρέπει να γίνει προσαρμογή στο μέγεθος της ηλιακής γεννήτριας.

Πρέπει να εξεταστεί ένα άλλο ζήτημα: οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος πρέπει να φορτίζονται πλήρως σε τακτική βάση.Απαιτούν τουλάχιστον περίπου 10 amp ρεύματος φόρτισης ανά 100 amp ώρες χωρητικότητας μπαταρίας για βέλτιστη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.Εάν οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος δεν επαναφορτίζονται τακτικά, πιθανότατα θα αποτύχουν, συνήθως εντός του πρώτου έτους λειτουργίας.

Το μέγιστο ρεύμα φόρτισης για μπαταρίες μολύβδου οξέος είναι συνήθως περίπου 20 αμπέρ ανά 100 Ah (ρυθμός φόρτισης C/5 ή χωρητικότητα μπαταρίας σε amp ώρες διαιρούμενο με 5) και κάπου μεταξύ αυτού του εύρους είναι ιδανικό (10-20 αμπέρ ρεύματος φόρτισης ανά 100 ah ).

Ανατρέξτε στις προδιαγραφές της μπαταρίας και στο εγχειρίδιο χρήστη για να επιβεβαιώσετε τις οδηγίες ελάχιστης και μέγιστης φόρτισης.Η μη τήρηση αυτών των κατευθυντήριων οδηγιών συνήθως ακυρώνει την εγγύηση της μπαταρίας σας και υπάρχει κίνδυνος πρόωρης βλάβης της μπαταρίας.

Με όλες αυτές τις πληροφορίες, θα λάβετε μια λίστα με τις ακόλουθες ρυθμίσεις.

Ηλιακό πάνελ: Watt 11,1KW20 τμχ ηλιακών συλλεκτών 550w

25 τμχ ηλιακών συλλεκτών 450w

Μπαταρία 40 KWh

1700AH @ 24V

900AH @ 48V

Όσον αφορά τον μετατροπέα, επιλέγεται με βάση τη συνολική ισχύ των φορτίων που θα χρειαστείτε για να εκτελέσετε.Σε αυτήν την περίπτωση, η οικιακή συσκευή 1000w, ένας ηλιακός μετατροπέας 1,5 kw θα ήταν αρκετός, αλλά στην πραγματική ζωή, οι άνθρωποι πρέπει να λειτουργούν περισσότερα φορτία ταυτόχρονα για διαφορετικές χρονικές περιόδους ημερησίως, συνιστάται η αγορά ηλιακών 3,5 kw ή 5,5 kw μετατροπείς.

Αυτές οι πληροφορίες προορίζονται να χρησιμεύσουν ως γενικός οδηγός και υπάρχουν πολλοί παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν το μέγεθος του συστήματος.

Εάν ο εξοπλισμός είναι κρίσιμος και σε απομακρυσμένη τοποθεσία, αξίζει να επενδύσετε σε ένα υπερμεγέθη σύστημα, επειδή το κόστος συντήρησης μπορεί γρήγορα να ξεπεράσει την τιμή μερικών επιπλέον ηλιακών συλλεκτών ή μπαταριών.Από την άλλη πλευρά, για ορισμένες εφαρμογές, ενδέχεται να μπορείτε να ξεκινήσετε από μικρές και να επεκτείνετε αργότερα, ανάλογα με την απόδοση.Το μέγεθος του συστήματος θα καθοριστεί τελικά από την κατανάλωση ενέργειας, την τοποθεσία της τοποθεσίας και επίσης τις προσδοκίες για απόδοση με βάση τις ημέρες αυτονομίας.

Εάν χρειάζεστε βοήθεια με αυτήν τη διαδικασία, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας και μπορούμε να σχεδιάσουμε ένα σύστημα για τις ανάγκες σας με βάση την τοποθεσία και τις ενεργειακές απαιτήσεις.