Auswahl eines Wechselrichters und Berechnung der Batterie für ein Solarkraftwerk zu Hause

Im Artikel "Ein Beispiel für die Berechnung von Sonnenkollektoren für zu Hause" Wir haben den täglichen Verbrauchswert - 7919,8 W * Stunde und die Menge an Energie, die benötigt wird, um den täglichen Bedarf der von uns aufgelisteten Geräte zu decken - 396 A * Stunde.

Lassen Sie uns eine klassische Berechnung des gesamten Solarstromversorgungssystems einschließlich der Solarbatterie durchführen. Ich möchte Sie sofort warnen, bei dieser Berechnung habe ich nicht das Ziel verfolgt, die Wirtschaftsindikatoren zu minimieren (wir werden uns später damit befassen), sondern nur die Aufgabe festgelegt, das Berechnungsverfahren zu zeigen.

Auswahl des Wechselrichters

Basierend auf der Liste der Geräte, die wir aufgelistet haben, können wir die Hauptparameter festlegen Wechselrichter für unser System.

Erstens, da die Liste der Geräte Geräte enthält, die Motoren enthalten: eine elektrische Pumpe, einen Kühlschrank, eine Waschmaschine, einen Staubsauger, können und sollten wir sicherlich von einem Wechselrichter mit einem sinusförmigen Spannungsausgang anstelle eines quasi-sinusförmigen sprechen.

Zweitens muss die Eingangsspannung des Wechselrichters der von uns gewählten Spannung entsprechen - 24V.

Die Wahl der Stromversorgung hängt davon ab, wie Sie der Verwendung Ihrer Geräte zustimmen. Wenn Sie es für notwendig halten, gleichzeitig energieintensive Geräte wie Waschmaschine, Mikrowelle, Bügeleisen und all dies vor dem Hintergrund eines funktionierenden Kühlschranks zu betreiben, müssen Sie deren Nennkapazität addieren.

Sie erhalten eine Spitzenleistung, die die Leistung des Wechselrichters bestimmt (mindestens 5 kW). Sie selbst verstehen jedoch, dass die Leistung des Wechselrichters geringer ist, wenn Sie diese Geräte nicht gleichzeitig verwenden, sodass sein Preis niedriger ist. Es liegt an dir.

Angesichts der vereinbarten Liste der Geräte und der Verteilung ihrer Verwendung über die Zeit könnten wir uns auf einen 3,0-kW-Wechselrichter beschränken: Hersteller OutDack Power Technologies, ein Modell mit integriertem Ladegerät: GVFX3024E, netzinteraktiv GVFX3024E Entlüftet 3000 W, 24 V, 80 A. (durchschnittliche Kosten von 99500 Rubel).

Siehe auch zu diesem Thema:Wechselrichter: Sinuswelle oder modifizierte Sinuswelle?

Batterieberechnung

Sprechen wir jetzt über Batterien. Den Zweck von Batterien kennen wir bereits aus dem Artikel "Batterien für Solarzellen". Es muss nur entschieden werden, wie wir das Haus nutzen. Wenn Sie am Wochenende anreisen, wird der Hauptstromverbrauch dementsprechend am Wochenende berechnet. Aber seine Akkumulation, d.h. Die Batterien werden die ganze Woche über aufgeladen - von Montag bis Freitagabend. Zum Beispiel komme ich am Wochenende zu mir nach Hause.

Wir werden für einen Tag eine Energiereserve bereitstellen. Warum einer? Denn für fünf Tage meiner Abwesenheit ist die Wahrscheinlichkeit einer vollständigen Aufladung der Batterien ziemlich hoch. Es ist möglich, eine garantierte Energiereserve für zwei Tage bereitzustellen, dies ist jedoch möglich, indem die Gesamtkapazität der Batterien und damit die Kosten des gesamten Systems erhöht werden.

Es ist ratsam, sich auf einen Tag zu beschränken. Wenn die Kosten des gesamten Systems angegeben sind, spielen Sie mit den Konfigurationsoptionen und sehen Sie sich die Kostenreaktion an.

Es ist notwendig, einige weitere Punkte zu berücksichtigen.

Erstens: Tatsache ist, dass das Entladen von Batterien bis zu einer großen „Entladungstiefe“ gleichbedeutend damit ist, dass sie mit ihren eigenen Händen unbrauchbar werden (die Lebensdauer wird erheblich verkürzt). Sie sollten sich auf die 20-prozentige Entladungstiefe konzentrieren.

Zweitens: Unter dem Gesichtspunkt des sicheren Betriebs ist es am besten, versiegelte Batterien zu verwenden, da drucklose Batterien Atem- und explosive Gase schädigen. Trotz der Verwendung von versiegelten Batterien würde ich empfehlen, dass Sie einen Raum wählen, der für die Installation gut belüftet ist.

Drittens: In Bezug auf die Leistung eines autonomen Systems der am besten geeignete Batterietyp, wenn auch nicht der billigste Gel-Batterien (GEL).

Und der letzte. Die Umgebungstemperatur sollte auch bei der Berechnung der erforderlichen Batteriekapazität berücksichtigt werden, wenn Batterien in kalten Zeiten betrieben werden müssen.

Bei niedrigen Umgebungstemperaturen nimmt die Batteriekapazität ab, d.h. reduzierte Energieintensität, die der Akku bei einer bestimmten Temperatur abgeben kann. Dies bedeutet, dass Sie bei der Berechnung der erforderlichen Kapazität der Batterie (oder der Batterien) den berechneten Wert der Kapazität erhöhen sollten, um im Falle einer Verringerung eine Reserve zu bilden.

Mit einfachen Worten, Sie sollten die berechnete Kapazität mit dem der Temperatur entsprechenden Koeffizienten multiplizieren:

• 26,7С - Koeffizient = 1,00;

• 21,2C - Koeffizient = 1,04;

• 15,6С - Koeffizient = 1,11;

• 10,0 ° C - Koeffizient = 1,19;

• 4,4C - Koeffizient = 1,30;

• -1,1C - Koeffizient = 1,40;

• -6,7 ° C - Koeffizient = 1,59.

Und so. Ich habe einen Tag gewählt, um eine garantierte Energiereserve zu gewährleisten: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Wir berücksichtigen die Entladungstiefe: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Da ich das System nur im Sommer betreibe (wir sprechen von der Umgebungstemperatur): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Somit beträgt die Gesamtkapazität der Batterie (oder Batterien) 1980 A * h.

Angenommen, wir haben eine GEL-Batterie von Haze gewählt. Modell HZY 12-200 (durchschnittliche Kosten von 18500 Rubel). Die Nennkapazität beträgt 200 A * h. Berechnen wir, wie viele Batterien parallel geschaltet werden: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 Stk.

Wir runden auf (immer aufrunden, auch wenn die Dezimalstelle weniger als fünf beträgt) - 10 Batterieteile werden parallel geschaltet.

Finden Sie heraus, wie viele Batterien in Reihe geschaltet werden. Dazu wählen wir die Systemspannung (24 V) geteilt durch die Spannung einer Batterie: 24 V: 12 V = 2.

Nun, wir finden heraus, wie viele Gesamtbatterien in der Systembatterie enthalten sein werden: 10 x 2 = 20.

Wir haben die Gesamtzahl der Batterien, die zum Zusammenbau der Batterie für das System benötigt werden: 20 Stück.

Batterieanschluss in Reihe parallel. In diesem Fall bedeutet dies, dass die Batterien paarweise in Reihe geschaltet werden müssen (zehn solcher Paare), und diese zehn Paare sind wiederum parallel geschaltet.

Wir berechnen die Zusammensetzung der Solarbatterie.

Angenommen, wir wählen ein Solarmodul mit 200 W, 24 V, Einkristall, hergestellt von Chinaland Solar Energy, Modell: CHN200-72M (durchschnittliche Kosten von 17500 Rubel).

Um die Solarbatterie zu berechnen, müssen Sie zuerst die Sonneneinstrahlung der Region bestimmen, in der das System betrieben wird. Daten zur Sonneneinstrahlung finden Sie im Internet. Sie finden durch die Abfrage "monatliche und jährliche Sonneneinstrahlung kW * h / m2" in Yandex.

Beispiel: Wenn Sie Moskau (oder eine Stadt auf einem Breitengrad von Moskau 55,7) nehmen, beträgt die Betriebsdauer vom 1. März bis zum 31. September, die Neigung des Panels beträgt 40,0 Grad. Natürlich wähle ich aus dem gesamten Wertebereich von März bis einschließlich September den niedrigsten Wert, d. H. das schlimmste von allen. Dieser September ist 104.6. Ich dividiere diese Zahl durch die Anzahl der Tage in einem Monat: 104,6: 30 = 3,49

So haben wir den Durchschnittswert der Anzahl der sonnigen Spitzenstunden erhalten.

Ich möchte Sie daran erinnern, dass unser Tagesbedarf 7919,8 W * Stunde beträgt.

Die Verluste bei der Entladung betragen nicht mehr als 20%, wir müssen sie berücksichtigen: 7919,8 W * Stunde x 1,2 = 9503,76 W * h.

Daher sollte die Leistung der Solarbatterie betragen: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 Watt.

Jetzt können wir die Anzahl der parallel geschalteten Module unter Berücksichtigung ihres zuvor ausgewählten Typs bestimmen. Dazu finden wir in den angegebenen Eigenschaften der Module den Parameter Spitzenleistung des Moduls am Punkt maximaler Leistung (oder Spannung am Punkt maximaler Leistung und Strom am Punkt maximaler Leistung und multiplizieren sie).

In unserem Fall beträgt die Spannung am maximalen Leistungspunkt 38,8 V, der Strom am maximalen Leistungspunkt 5,15 Ampere. Multiplizieren Sie sie und erhalten Sie die maximale Leistung am Punkt der maximalen Leistung: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 Watt.

Das heißt, die Modulleistung am maximalen Leistungspunkt beträgt 199,82 Watt. Wir teilen die Leistung der Solarbatterie durch diese Anzeige des Moduls und erhalten den gewünschten Wert: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 Stk.

Die Anzahl der in Reihe geschalteten Module (die von uns gewählte Systemspannung - 24 V wird durch die Nennspannung eines Moduls - 24 V geteilt): 24 V: 24 V = 1

Wir multiplizieren die Anzahl der parallel geschalteten Module und die Anzahl der in Reihe geschalteten Module. Dies bestimmt die Gesamtzahl der Module: 13,63 x 1 = 13,63 Stück

Wieder abrunden. Daher sollte die Anzahl der Solarmodule 14 betragen (parallel geschaltet).

Noch keine Schlussfolgerung

Wir haben das Sonnensystem berechnet, aber es ist noch zu früh, um Schlussfolgerungen zu ziehen. Ich habe in diesem Artikel nicht das Ziel verfolgt, die Kosten des gesamten Systems zu minimieren. Aus diesem Grund ist es nicht sinnvoll, das Ergebnis seines Wertes zu berechnen.

Und doch, lassen Sie uns zählen, dies wird uns in Zukunft helfen, bei der Auswahl der Betriebsarten, bei der Auswahl der Geräte, bei der Gruppe der Verbraucher mit bereits angewandten Berechnungen und nicht theoretisch zu navigieren:

• Wechselrichter - 99500 Rubel;

• Batterien - 18500 Rubel x 20 = 370000 Rubel;

• Solarmodule - 17.500 Rubel x 14 = 245.000 Rubel.

Das heißt, die Hauptausrüstung kostet 714500 Rubel. Plus Materialien plus Overhead usw. Die Reihenfolge der Zahlen ist klar. Dies ist ein vollwertiges System, das es ermöglicht, das Haus von März bis September nicht nur an Wochenenden zu betreiben, ohne sich selbst etwas zu verweigern.

Was die Winterperiode betrifft, habe ich jetzt bewusst nicht angefangen, darüber zu sprechen, weil ich meine eigene Meinung zu diesem Thema hatte. Wir werden dieses Thema mit Ihnen besprechen.

Boris Tsupilo