Hur man dimensionerar ett off-grid solenergisystem för hemmet

Att investera i ett solsystem är en smart lösning för husägare i det långa loppet, särskilt under nuvarande miljöer där energikriser inträffar på många platser.Solpanelen kan fungera i mer än 30 år, och även litiumbatterier får längre livslängd i takt med att tekniken utvecklas.

Nedan följer grundläggande steg du behöver gå igenom för att dimensionera ett idealiskt solsystem för ditt hem.

 

Steg 1: Bestäm den totala energiförbrukningen för ditt hus

Du måste känna till den totala effekten som används av dina hushållsapparater.Detta mäts med enheten kilowatt/timme dagligen eller månadsvis.Låt oss säga att den totala utrustningen i ditt hus förbrukar 1000 watt ström och fungerar 10 timmar om dagen:

1000w * 10h = 10kwh per dag.

Den nominella effekten för varje hushållsapparat kan hittas på manualen eller deras webbplatser.För att vara exakt kan du be teknisk personal att mäta dem med professionella rätt verktyg som en mätare.

Det skulle bli en del strömavbrott från din växelriktare, eller så är systemet i standby-läge.Lägg till extra 5 % – 10 % strömförbrukning enligt din budget.Detta skulle tas i beaktande när du dimensionerar dina batterier.Det är viktigt att köpa en kvalitetsinverterare.(Läs mer om våra strikt testade växelriktare)

 

 

Steg 2: Webbplatsutvärdering

Nu måste du ha en allmän uppfattning om hur mycket solenergi du kan få dagligen i genomsnitt, så att du vet hur många solpaneler du behöver installera för att möta ditt dagliga energibehov.

Informationen om solenergi kan samlas in från en Sun Hour Map över ditt land.Kartläggningen av solstrålningsresurserna finns på https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2

Nu, låt oss taDamaskus, Syriensom ett exempel.

Låt oss använda 4 genomsnittliga soltimmar för vårt exempel när vi läser från kartan.

Solpaneler är designade för att installeras i full sol.Shade kommer att påverka prestandan.Även halvskugga på en panel kommer att ha stor inverkan.Inspektera platsen för att försäkra dig om att din solpanel kommer att utsättas för full sol under dagliga högsäsong.Tänk på att solens vinkel kommer att förändras under hela året.

Det finns några andra överväganden som du måste komma ihåg.Vi kan prata om dem under hela processen.

 

 

Steg 3: Beräkna batteribankens storlek

Vid det här laget har vi grundläggande information om storleken på batterigruppen.Efter att batteribanken har dimensionerats kan vi avgöra hur många solpaneler som behövs för att hålla den laddad.

Först kontrollerar vi solenergiomriktarnas effektivitet.Vanligtvis kommer växelriktarna med inbyggd MPPT-laddningsregulator med mer än 98 % effektivitet.(Kolla våra solomriktare).

Men det är ändå rimligt att överväga 5 % ineffektivitetskompensation när vi gör dimensioneringen.

I vårt exempel på 10KWh/dag baserat på litiumbatterier,

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

Detta är mängden energi som dras från batteriet för att köra lasten genom växelriktaren.

Eftersom den ideala arbetstemperaturen för litiumbatterier är mellan 0till 0~40, även om dess arbetstemperatur ligger i intervallet -20~60.

Batterier tappar kapacitet när temperaturen sjunker och vi kan använda följande diagram för att öka batterikapaciteten, baserat på den förväntade batteritemperaturen:

För vårt exempel lägger vi till en multiplikator på 1,59 till vår batteribanksstorlek för att kompensera för en batteritemperatur på 20°F på vintern:

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

Ett annat övervägande är att det uppstår energiförlust vid laddning och urladdning av batterier, och för att förlänga batteriernas livslängd rekommenderas det inte att ladda ur batterierna helt.(Vanligtvis håller vi DOD högre än 80% (DOD = depth of discharge).

Så vi får den lägsta energilagringskapaciteten: 16,7KWh * 1,2 = 20KWh

Detta är för en enda dag av autonomi, så vi måste sedan multiplicera det med antalet dagar av nödvändig autonomi.För 2 dagars autonomi skulle det vara:

20Kwh x 2 dagar = 40KWh energilagring

För att omvandla wattimmar till amperetimmar, dividera med systemets batterispänning.I vårt exempel:

40Kwh ÷ 24v = 1667Ah 24V batteribank

40Kwh ÷ 48v = 833 Ah 48V batteribank

 

När du dimensionerar en batteribank, överväg alltid urladdningsdjupet eller hur mycket kapacitet som laddas ur batteriet.Att dimensionera ett blybatteri för maximalt 50 % urladdningsdjup förlänger batteriets livslängd.Litiumbatterier påverkas inte lika mycket av djupa urladdningar och kan vanligtvis hantera djupare urladdningar utan att nämnvärt påverka batteritiden.

Total erforderlig minsta batterikapacitet: 2,52 kilowattimmar

Observera att detta är den minsta mängd batterikapacitet som behövs, och att öka batteristorleken kan göra systemet mer tillförlitligt, särskilt i områden som är utsatta för långvarigt mulet väder.

 

 

Steg 4: Ta reda på hur många solpaneler du behöver

Nu när vi har bestämt batterikapaciteten kan vi dimensionera laddningssystemet.Normalt använder vi solpaneler, men en kombination av vind och sol kan vara meningsfull för områden med goda vindresurser eller för system som kräver mer autonomi.Laddningssystemet måste producera tillräckligt för att helt ersätta den energi som dras ur batteriet samtidigt som alla effektivitetsförluster beaktas.

I vårt exempel, baserat på 4 soltimmar och 40 Wh per dag energibehov:

40KWh / 4 timmar = 10 Kilo Watt Solar Panel Array Storlek

Men vi behöver andra förluster i vår verkliga värld orsakade av ineffektivitet, såsom spänningsfall, som i allmänhet uppskattas till cirka 10%:

10Kw÷0,9 = 11,1 KW minsta storlek för PV-matrisen

Observera att detta är minimistorleken för PV-matrisen.En större array kommer att göra systemet mer tillförlitligt, särskilt om ingen annan reservenergikälla, såsom en generator, är tillgänglig.

Dessa beräkningar förutsätter också att solpanelen kommer att få obehindrat direkt solljus från 08:00 till 16:00 under alla årstider.Om hela eller delar av solpanelen är skuggad under dagen måste en justering av PV-panelens storlek göras.

En annan faktor måste tas upp: blybatterier måste laddas upp regelbundet.De kräver minst cirka 10 ampere laddningsström per 100 amperetimmar batterikapacitet för optimal batteritid.Om blybatterier inte laddas upp regelbundet, kommer de sannolikt att misslyckas, vanligtvis inom det första driftsåret.

Den maximala laddningsströmmen för blybatterier är vanligtvis runt 20 ampere per 100 Ah (C/5 laddningshastighet, eller batterikapacitet i amperetimmar dividerat med 5) och någonstans mellan detta intervall är idealiskt (10-20 ampere laddningsström per 100ah ).

Se batterispecifikationerna och användarmanualen för att bekräfta minimi- och maximiladdningsriktlinjerna.Underlåtenhet att följa dessa riktlinjer kommer vanligtvis att ogiltigförklara din batterigaranti och riskera att batteriet slutar fungera i förtid.

Med all denna information får du en lista över följande konfigurationer.

Solpanel: Watt11.1KW20 st 550w solpaneler

25 st 450w solpaneler

Batteri 40KWh

1700AH @ 24V

900AH @ 48V

 

När det gäller växelriktaren väljs den baserat på den totala effekten av lasterna som du skulle behöva köra.I det här fallet skulle 1000w hushållsapparat, en 1,5kw solomriktare vara tillräckligt, men i verkligheten måste människor använda fler belastningar samtidigt under olika perioder dagligen, det rekommenderas att köpa 3,5kw eller 5,5kw solenergi växelriktare.

 

Denna information är avsedd att fungera som en allmän vägledning och det finns många faktorer som kan påverka systemets storlek.

 

Om utrustningen är kritisk och på en avlägsen plats är det värt att investera i ett överdimensionerat system eftersom underhållskostnaden snabbt kan överstiga priset för några extra solpaneler eller batterier.Å andra sidan, för vissa applikationer kan du kanske börja smått och utöka senare beroende på hur det fungerar.Systemstorleken kommer i slutändan att bestämmas av din energiförbrukning, platsens plats och även förväntningarna på prestanda baserat på dagar av autonomi.

 

Behöver du hjälp med denna process, kontakta oss gärna så kan vi designa ett system för dina behov utifrån lokalisering och energikrav.

 

 


Posttid: 2022-jan-10