太陽光発電システムへの投資は、特にエネルギー危機が多くの場所で発生している現在の環境では、長期的には住宅所有者にとって賢明な解決策です。ソーラーパネルは30年以上動作し、技術の発展に伴いリチウム電池の寿命も長くなってきています。

以下は、あなたの家に理想的な太陽光発電システムのサイズを決定するために実行する必要がある基本的な手順です。

ステップ 1: 家の総エネルギー消費量を決定する

家電製品が使用する総電力量を把握する必要があります。これは、毎日または毎月、キロワット/時間の単位で測定されます。家の設備全体が 1000 ワットの電力を消費し、1 日あたり 10 時間稼働するとします。

1000w * 10h = 1日あたり10kwh。

各家電製品の定格電力は、マニュアルまたは Web サイトで確認できます。正確に言うと、技術担当者にメーターなどの専門的な適切なツールを使用して測定するよう依頼できます。

インバーターからの電力損失が発生しているか、システムがスタンバイ モードになっている可能性があります。予算に応じて、消費電力を 5% ～ 10% 追加してください。これは、バッテリーのサイズを決定するときに考慮されます。高品質のインバーターを購入することが重要です。(厳密にテストされたインバーターについて詳しくはこちらをご覧ください)

ステップ 2: サイトの評価

次に、毎日平均してどれくらいの太陽光エネルギーを得ることができるかについて一般的なアイデアを得る必要があります。そうすれば、毎日のエネルギー需要を満たすために何枚のソーラーパネルを設置する必要があるかを知ることができます。

太陽エネルギーの情報は、あなたの国の太陽時間マップから収集できます。日射量リソースのマッピングは、https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2 でご覧いただけます。

さあ、連れて行きましょうダマスカス、シリア例として。

この例では、地図から読み取る平均日照時間を 4 つ使用してみましょう。

ソーラーパネルは、完全に太陽が当たる場所に設置されるように設計されています。シェードはパフォーマンスに影響を与えます。1 つのパネルに部分的な影があるだけでも、大きな影響を与えます。設置場所を検査して、太陽電池アレイが毎日の太陽のピーク時間帯に完全に日光にさらされていることを確認してください。太陽の角度は年間を通じて変化することに注意してください。

他にも覚えておく必要がある考慮事項がいくつかあります。プロセス全体を通じてそれらについて話すことができます。

ステップ 3: バッテリー バンクのサイズを計算する

ここまでで、バッテリーアレイのサイズを決定するための基本的な情報が得られました。バッテリーバンクのサイズを決定したら、充電を維持するために必要なソーラーパネルの数を決定できます。

まず、太陽光発電インバーターの効率を確認します。通常、インバーターには、98% 以上の効率を備えた MPPT 充電コントローラーが組み込まれています。(当社の太陽光発電インバーターをご確認ください)。

しかし、サイジングを行う際に 5% の非効率の補正を考慮するのは依然として合理的です。

リチウム電池に基づく 10KWh/日の例では、

10 KWh x 1.05 効率補正 = 10.5 KWh

これは、インバータを介して負荷を実行するためにバッテリから引き出されるエネルギーの量です。

リチウム電池の理想的な動作温度は0℃以下です。℃0~40まで℃ただし、動作温度は-20度の範囲です。℃~60℃.

バッテリーは温度が下がると容量が低下します。次のグラフを使用して、予想されるバッテリー温度に基づいてバッテリー容量を増やすことができます。

この例では、冬のバッテリー温度 20°F を補償するために、バッテリー バンク サイズに 1.59 の乗数を追加します。

10.5KWh×1.59 = 16.7KWh

もう 1 つの考慮事項は、バッテリーの充電および放電時にエネルギー損失が発生するため、バッテリーの寿命を延ばすために、バッテリーを完全に放電することは推奨されないことです。(通常、DOD を 80% 以上に維持します (DOD = 放電深度)。

したがって、最小エネルギー貯蔵容量は次のようになります: 16.7KWh * 1.2 = 20KWh

これは 1 日の自律性に関するものであるため、これに必要な自律性の日数を掛ける必要があります。2 日間の自主性の場合、次のようになります。

20Kwh x 2 日 = 40KWh のエネルギー貯蔵

ワット時をアンペア時へ変換するには、システムのバッテリー電圧で割ります。私たちの例では:

40Kwh ÷ 24v = 1667Ah 24V バッテリーバンク

40Kwh ÷ 48v = 833 Ah 48V バッテリーバンク

バッテリーバンクのサイズを決めるときは、常に放電深度、つまりバッテリーからどれだけの容量が放電されるかを考慮してください。鉛蓄電池の放電深度が最大 50% になるようにサイズを決めると、バッテリの寿命が長くなります。リチウム電池は深放電の影響をそれほど受けず、通常、電池寿命に大きな影響を与えることなく、より深い放電に対処できます。

必要な最小バッテリー容量の合計: 2.52 キロワット時

これは必要なバッテリー容量の最小量であり、特に曇りの天気が続く地域では、バッテリーのサイズを増やすとシステムの信頼性が高まることに注意してください。

ステップ 4: 必要なソーラーパネルの数を計算する

バッテリー容量が決定したので、充電システムのサイズを決定できます。通常、私たちはソーラーパネルを使用しますが、風力資源が豊富な地域や、より自律性が必要なシステムには、風力と太陽光の組み合わせが合理的である可能性があります。充電システムは、すべての効率損失を考慮しながら、バッテリーから引き出されるエネルギーを完全に置き換えるのに十分な量を生成する必要があります。

この例では、4 日照時間と 1 日あたり 40 Wh のエネルギー要件に基づいています。

40KWh / 4 時間 = 10 キロワットのソーラー パネル アレイ サイズ

ただし、現実世界では、電圧降下などの非効率によって引き起こされる他の損失も考慮する必要があり、これは一般に約 10% であると推定されています。

10Kw÷0.9 = 11.1 KW PV アレイの最小サイズ

これは PV アレイの最小サイズであることに注意してください。特に発電機など他のバックアップ エネルギー源が利用できない場合、アレイが大きいほどシステムの信頼性が高まります。

これらの計算では、太陽電池アレイが季節を問わず午前 8 時から午後 4 時まで遮るもののない直射日光を受けることも前提としています。太陽電池アレイの全体または一部が日中に影になる場合は、PV アレイのサイズを調整する必要があります。

もう 1 つ考慮する必要があるのは、鉛蓄電池を定期的に完全に充電する必要があるということです。最適なバッテリー寿命を実現するには、バッテリー容量 100 アンペア時間あたり、少なくとも約 10 アンペアの充電電流が必要です。鉛蓄電池を定期的に再充電しないと、通常は使用後 1 年以内に故障する可能性があります。

鉛蓄電池の最大充電電流は、通常、100 Ah あたり約 20 アンペア (C/5 充電率、またはアンペア時でのバッテリ容量を 5 で割った値) であり、この範囲の間が理想的です (100 Ah あたり 10 ～ 20 アンペアの充電電流) ）。

最小および最大充電ガイドラインを確認するには、バッテリーの仕様とユーザーマニュアルを参照してください。これらのガイドラインを満たさないと、通常、バッテリーの保証が無効になり、バッテリーが早期に故障する危険があります。

これらの情報をすべて入力すると、次の構成のリストが表示されます。

ソーラーパネル：Watt11.1KW 550wソーラーパネル20枚

450w ソーラーパネル 25 枚

バッテリー40KWh

1700AH @ 24V

900AH @ 48V

インバーターに関しては、実行する必要がある負荷の合計電力に基づいて選択されます。この場合、1000wの家電製品、1.5kwのソーラーインバータで十分ですが、実際の生活では、毎日異なる時間帯により多くの負荷を同時に動作させる必要があるため、3.5kwまたは5.5kwのソーラーインバータを購入することをお勧めします。インバーター。

この情報は一般的なガイドとして機能することを目的としており、システムのサイズに影響を与える可能性のある要因は数多くあります。

機器が重要で遠隔地にある場合は、メンテナンスのコストが数枚の追加のソーラー パネルやバッテリーの価格をすぐに超える可能性があるため、大規模なシステムに投資する価値があります。一方、特定のアプリケーションでは、小規模に開始して、パフォーマンスに応じて後で拡張できる場合があります。システムのサイズは、最終的には、エネルギー消費量、設置場所、および自律稼動日数に基づくパフォーマンスの期待によって決まります。

このプロセスに関してサポートが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。場所とエネルギー要件に基づいて、お客様のニーズに合わせたシステムを設計できます。