Hvordan dimensjonere et off-grid solenergisystem for hjemmet

Å investere i et solsystem er en smart løsning for huseiere i det lange løp, spesielt under nåværende miljøer som energikrise skjer mange steder.Solcellepanelet kan fungere i mer enn 30 år, og også litiumbatterier får lengre levetid ettersom teknologien utvikler seg.

Nedenfor er grunnleggende trinn du må gå gjennom for å dimensjonere et ideelt solsystem for hjemmet ditt.

 

Trinn 1: Bestem det totale energiforbruket til huset ditt

Du må vite den totale effekten som brukes av husholdningsapparater.Dette måles ved enhet av kilowatt/time daglig eller månedlig.La oss si at det totale utstyret i huset ditt bruker 1000 watt strøm og fungerer 10 timer om dagen:

1000w * 10t = 10kwh per dag.

Den nominelle effekten til hvert husholdningsapparat kan finnes på håndboken eller deres nettsteder.For å være nøyaktig kan du be teknisk personell om å måle dem med profesjonelt riktig verktøy, for eksempel en måler.

Det vil være noe strømtap fra omformeren din, eller systemet er i standby-modus.Legg til ekstra 5 % – 10 % strømforbruk i henhold til budsjettet ditt.Dette vil bli tatt i betraktning når du dimensjonerer batteriene dine.Det er viktig å kjøpe en kvalitetsomformer.(Finn ut mer om våre strengt testede omformere)

 

 

Trinn 2: Nettstedsevaluering

Nå må du ha en generell ide om hvor mye solenergi du kan få daglig i gjennomsnitt, slik at du vet hvor mange solcellepaneler du må installere for å dekke ditt daglige energibehov.

Informasjonen om solenergi kan samles inn fra et soltimekart over landet ditt.Kartleggingsressursene for solstråling finnes på https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2

Nå, la oss taDamaskus, Syriasom et eksempel.

La oss bruke 4 gjennomsnittlige soltimer for vårt eksempel når vi leser fra kartet.

Solcellepaneler er designet for å installeres i full sol.Skygge kommer til å påvirke ytelsen.Selv delvis skygge på ett panel vil ha stor innvirkning.Inspiser stedet for å sikre at solcellepanelet ditt vil bli utsatt for full sol under de daglige høye soltidene.Husk at solens vinkel vil endre seg gjennom året.

Det er noen andre hensyn du må huske.Vi kan snakke om dem gjennom hele prosessen.

 

 

Trinn 3: Beregn batteribankstørrelse

Nå har vi grunnleggende informasjon om størrelsen på batterigruppen.Etter at batteribanken er dimensjonert, kan vi bestemme hvor mange solcellepaneler som trengs for å holde den ladet.

Først sjekker vi effektiviteten til solcelle-inverterne.Vanligvis kommer inverterne med innebygd MPPT ladekontroller med mer enn 98 % effektivitet.(Sjekk våre solomformere).

Men det er fortsatt rimelig å vurdere 5 % ineffektivitetskompensasjon når vi gjør dimensjoneringen.

I vårt eksempel på 10KWh/dag basert på litiumbatterier,

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

Dette er mengden energi som trekkes fra batteriet for å kjøre lasten gjennom omformeren.

Siden den ideelle arbeidstemperaturen til litiumbatteriet er mellom 0til 0-40, selv om arbeidstemperaturen er i området -20~60.

Batterier mister kapasitet når temperaturen går ned, og vi kan bruke følgende diagram for å øke batterikapasiteten, basert på forventet batteritemperatur:

For eksempelet vårt legger vi til en multiplikator på 1,59 til batteribankstørrelsen vår for å kompensere for en batteritemperatur på 20 °F om vinteren:

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

En annen vurdering er at når du lader og utlader batterier, er det energitap, og for å forlenge levetiden til batterier, anbefales det ikke å lade batteriene helt ut.(Vanligvis holder vi DOD høyere enn 80 % ( DOD = depth of discharge ).

Så vi får minimum energilagringskapasitet: 16,7KWh * 1,2 = 20KWh

Dette er for en enkelt dag med autonomi, så vi må deretter multiplisere det med antall dager med nødvendig autonomi.For 2 dager med autonomi vil det være:

20Kwh x 2 dager = 40KWh energilagring

For å konvertere watt-timer til amperetimer, divider du med systemets batterispenning.I vårt eksempel:

40Kwh ÷ 24v = 1667Ah 24V batteribank

40Kwh ÷ 48v = 833 Ah 48V batteribank

 

Når du skal dimensjonere en batteribank, må du alltid vurdere utladningsdybden, eller hvor mye kapasitet som utlades fra batteriet.Å dimensjonere et blybatteri for maksimalt 50 % utladningsdybde vil forlenge batteriets levetid.Litiumbatterier påvirkes ikke like mye av dype utladninger, og kan vanligvis håndtere dypere utladninger uten å påvirke batteriets levetid vesentlig.

Total nødvendig minimum batterikapasitet: 2,52 kilowattimer

Merk at dette er minimumsmengden av batterikapasitet som trengs, og å øke batteristørrelsen kan gjøre systemet mer pålitelig, spesielt i områder som er utsatt for langvarig overskyet vær.

 

 

Trinn 4: Finn ut hvor mange solcellepaneler du trenger

Nå som vi har bestemt batterikapasiteten, kan vi dimensjonere ladesystemet.Normalt bruker vi solcellepaneler, men en kombinasjon av vind og sol kan være fornuftig for områder med gode vindressurser, eller for systemer som krever mer autonomi.Ladesystemet må produsere nok til å erstatte energien som trekkes ut av batteriet fullt ut, samtidig som det tas hensyn til alle effektivitetstap.

I vårt eksempel, basert på 4 soltimer og 40 Wh per dag energibehov:

40KWh / 4 timer = 10 Kilo Watt Solar Panel Array Størrelse

Vi trenger imidlertid andre tap i vår virkelige verden forårsaket av ineffektivitet, for eksempel spenningsfall, som generelt anslås å være rundt 10 %:

10Kw÷0,9 = 11,1 KW minimumsstørrelse for PV-matrisen

Merk at dette er minimumsstørrelsen for PV-matrisen.Et større utvalg vil gjøre systemet mer pålitelig, spesielt hvis ingen annen reserveenergikilde, for eksempel en generator, er tilgjengelig.

Disse beregningene antar også at solpanelet vil motta uhindret direkte sollys fra kl. 08.00 til 16.00 i alle årstider.Hvis hele eller deler av solcellepanelet er skyggelagt i løpet av dagen, må en justering av PV-panelets størrelse gjøres.

Et annet hensyn må tas: bly-syre-batterier må lades helt opp med jevne mellomrom.De krever minimum rundt 10 ampere ladestrøm per 100 ampere timer batterikapasitet for optimal batterilevetid.Hvis blybatterier ikke lades opp regelmessig, vil de sannsynligvis svikte, vanligvis innen det første driftsåret.

Maksimal ladestrøm for blybatterier er vanligvis rundt 20 ampere per 100 Ah (C/5 ladehastighet, eller batterikapasitet i amperetimer delt på 5) og et sted mellom dette området er ideelt (10-20 ampere ladestrøm per 100ah) ).

Se batterispesifikasjonene og brukerhåndboken for å bekrefte retningslinjene for minimum og maksimum lading.Unnlatelse av å oppfylle disse retningslinjene vil vanligvis ugyldiggjøre batterigarantien og risikere for tidlig batterisvikt.

Med all denne informasjonen vil du få en liste over følgende konfigurasjoner.

Solcellepanel: Watt11,1KW20 stk 550w solcellepaneler

25 stk 450w solcellepaneler

Batteri 40KWh

1700AH @ 24V

900AH @ 48V

 

Når det gjelder omformeren, er den valgt basert på den totale effekten til lastene du trenger for å kjøre.I dette tilfellet vil 1000w husholdningsapparater, en 1,5kw solenergiomformer være nok, men i det virkelige liv trenger folk å betjene flere belastninger på samme tid i forskjellige perioder daglig, det anbefales å kjøpe 3,5kw eller 5,5kw solenergi omformere.

 

Denne informasjonen er ment å tjene som en generell veiledning, og det er mange faktorer som kan påvirke systemstørrelsen.

 

Hvis utstyret er kritisk og på et avsidesliggende sted, er det verdt å investere i et overdimensjonert system fordi kostnadene for vedlikehold fort kan overstige prisen på noen ekstra solcellepaneler eller batterier.På den annen side, for visse applikasjoner, kan du kanskje starte i det små og utvide senere, avhengig av hvordan det fungerer.Systemstørrelsen vil til slutt bli bestemt av energiforbruket ditt, stedets plassering og også forventningene til ytelse basert på dager med autonomi.

 

Trenger du hjelp til denne prosessen, ta gjerne kontakt med oss ​​så kan vi designe et system for dine behov basert på plassering og energikrav.

 

 


Innleggstid: Jan-10-2022