Alegerea unui invertor și calcularea bateriei pentru o centrală solară de acasă

În articol "Un exemplu de calcul al panourilor solare pentru locuință" am obținut valoarea de consum zilnic - 7919,8 W * oră și cantitatea de energie necesară pentru a acoperi nevoile zilnice ale dispozitivelor listate - 396 A * oră.

Să facem un calcul clasic al întregului sistem de alimentare cu energie solară, inclusiv a bateriei solare. Vreau să vă avertizez imediat, în acest calcul nu am urmărit obiectivul de minimizare a indicatorilor economici (vom face acest lucru mai târziu), ci am stabilit doar sarcina de a arăta procedura de calcul.

Selectarea invertorului

Pe baza listelor de dispozitive pe care le-am enumerat, putem decide cu privire la parametrii principali invertor pentru sistemul nostru.

În primul rând, din moment ce lista de dispozitive conține dispozitive care includ motoare: o pompă electrică, un frigider, o mașină de spălat, un aspirator, cu siguranță putem și trebuie să vorbim despre un invertor cu o tensiune sinusoidală, mai degrabă decât despre un cvasi-sinusoid.

În al doilea rând, tensiunea de intrare a invertorului trebuie să corespundă tensiunii alese de noi - 24V.

În ceea ce privește puterea, alegerea sa depinde de modul în care sunteți de acord să folosiți dispozitivele. Dacă considerați că este necesar să acționați simultan dispozitive cu consum energetic, cum ar fi o mașină de spălat, cuptor cu microunde, fier și toate acestea pe fundalul unui frigider de lucru, atunci va trebui să adăugați capacitățile lor nominale.

Vei primi o putere de vârf, ceea ce va determina puterea invertorului (minim 5 kW), însă tu însuși înțelegeți că dacă nu utilizați aceste dispozitive în același timp, atunci puterea invertorului va fi mai mică, deci prețul său va fi mai mic. Depinde de tine.

Având în vedere lista de dispozitive convenite și distribuind utilizarea lor în timp, ne-am putea limita la un invertor de 3,0 kW: producătorul OutDack Power Technologies, un model cu încărcător integrat: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Ventilat 3000 W, 24 V, 80 A (cost mediu de 99500 ruble).

Vezi și pe acest subiect:Inverter: undă sinusoidală sau undă sinusoidală modificată?

Calcularea bateriei

Acum să vorbim despre baterii. Știm deja despre scopul bateriilor din articol „Baterii pentru celule solare”. Este necesar doar să decidem modul în care folosim casa. Dacă ajungeți în weekend, în consecință, consumul principal de energie electrică va fi efectuat în weekend. Dar acumularea sa, adică. bateriile vor fi încărcate toată săptămâna - de luni până vineri seara. De exemplu, vin în casă la sfârșit de săptămână.

Vom asigura rezerva de energie pentru o zi. De ce una? Deoarece timp de cinci zile de absență, probabilitatea unei încărcări complete a bateriilor este destul de mare. Este posibil să se asigure o rezervă de energie garantată timp de două zile, dar acest lucru este posibil prin creșterea capacității totale a bateriilor și, prin urmare, a costului întregului sistem.

Este indicat să vă limitați la o zi, iar atunci când este conturat costul întregului sistem, jucați-vă cu opțiunile de selectare și priviți reacția la cost.

Este necesar să se țină cont de alte câteva puncte.

În primul rând: este că descărcarea bateriilor la o „adâncime mare de descărcare” este aceeași cu a le face inutilizabile cu propriile mâini (durata de viață este redusă semnificativ). Ar trebui să vă concentrați pe adâncimea de descărcare de 20 la sută.

În al doilea rând: din punct de vedere al funcționării sigure, este mai bine să folosiți baterii sigilate, deoarece bateriile nepresurizate emit nocive pentru respirație și gaze explozive. În ciuda folosirii bateriilor sigilate, aș recomanda să alegeți o cameră bine ventilată pentru instalarea lor.

În al treilea rând: din punct de vedere al performanței pentru un sistem autonom, cel mai potrivit tip de baterie, deși nu cel mai ieftin baterii cu gel (GEL).

Și ultimul. Temperatura ambiantă ar trebui să fie, de asemenea, luată în considerare atunci când se calculează capacitatea necesară a bateriei, dacă bateriile trebuie să funcționeze în perioade reci.

La temperaturi ambiante scăzute, capacitatea bateriei scade, adică intensitate energetică redusă, pe care bateria este capabilă să o dea la o temperatură dată. Acest lucru înseamnă că atunci când calculați capacitatea necesară a bateriei (sau a bateriilor), ar trebui să creșteți valoarea calculată a capacității pentru a crea o rezervă în cazul scăderii acesteia.

Cuvinte simple, ar trebui să înmulțiți capacitatea calculată cu coeficientul corespunzător temperaturii:

• 26,7 - coeficient = 1,00;

• 21.2C - coeficient = 1,04;

• 15,6С - coeficient = 1,11;

• 10,0C - coeficient = 1,19;

• 4.4C - coeficient = 1,30;

• -1,1C - coeficient = 1,40;

• -6.7C - coeficient = 1,59.

Și așa. Am ales o zi pentru a asigura o rezervă de energie garantată: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Luăm în considerare adâncimea de descărcare: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Din moment ce operez sistemul doar în perioada de vară (vorbim despre temperatura mediului): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Astfel, capacitatea totală a bateriei (sau a bateriilor) este de 1980 A * h.

Să presupunem că am ales o baterie GEL, fabricată de Haze, model HZY 12-200 (cost mediu de 18500 ruble). Capacitatea sa nominală este de 200 A * h. Să calculăm câte baterii vor fi conectate în paralel: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 buc.

Rotunjim (întotdeauna rotunjim, chiar dacă zecimalul este mai mic de cinci) - 10 bucăți de baterii vor fi conectate în paralel.

Aflați câte baterii vor fi conectate în serie. Pentru aceasta, selectăm tensiunea sistemului (24 V) împărțită la tensiunea unei baterii: 24 V: 12 V = 2.

Ei bine, aflăm câte baterii totale vor fi incluse în bateria sistemului: 10 x 2 = 20.

Am obținut numărul total de baterii necesare pentru asamblarea bateriei pentru sistem: 20 de bucăți.

Conexiunea bateriei în serie. În acest caz, aceasta înseamnă că bateriile trebuie conectate în perechi în serie (zece astfel de perechi) și, la rândul lor, aceste zece perechi sunt conectate în paralel.

Calculăm compoziția bateriei solare.

Să presupunem că alegem un modul solar de 200 W, 24 V, monocristal, produs de Chinaland Solar Energy, model: CHN200-72M (cost mediu de 17500 ruble).

Pentru a calcula bateria solară, trebuie mai întâi să determinați insolarea solară a regiunii în care va fi operat sistemul. Puteți găsi date despre insolație pe Internet. Puteți găsi prin interogare „radiații solare lunare și anuale kW * h / m2” în Yandex.

De exemplu: dacă luați Moscova (sau un oraș la o latitudine de Moscova 55,7), perioada de funcționare este de la 1 martie până la 31 septembrie, panta panoului este de 40,0 grade. Desigur, din întreaga gamă de valori din martie până în septembrie inclusiv, aleg cea mai mică valoare, adică. cel mai rău dintre toate. Acest septembrie este de 104,6. Împărțesc acest număr la numărul de zile dintr-o lună: 104.6: 30 = 3.49

Astfel, am obținut valoarea medie a numărului de ore de vârf însorite.

Permiteți-mi să vă reamintesc, cerința noastră zilnică este de 7919,8 W * ora.

Pierderile la descărcare-încărcare nu vor fi mai mult de 20%, trebuie să le luăm în considerare: 7919,8 W * oră x 1,2 = 9503,76 W * h.

Prin urmare, puterea bateriei solare ar trebui să fie: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 wați.

Acum putem determina numărul de module conectate în paralel, ținând cont de tipul lor, pe care l-am selectat anterior. Pentru a face acest lucru, în caracteristicile indicate ale modulelor găsim parametrul puterea maximă a modulului în punctul de putere maximă (sau tensiune la punctul de putere maximă și curent în punctul de putere maximă și le înmulțim).

În cazul nostru, tensiunea la punctul de putere maximă este de 38,8 V, curentul la punctul de putere maximă este de 5,15 amperi. Înmulțiți-le și obțineți puterea maximă în punctul de putere maximă: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 wați.

Adică, puterea modulului la punctul de putere maximă este de 199,82 wați. Împărțiți puterea bateriei solare la acest indicator al modulului și obțineți valoarea dorită: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 buc.

Numărul de module conectate în serie (tensiunea sistemului aleasă de noi - 24 V este împărțită la tensiunea nominală a unui modul - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Înmulțim numărul de module conectate în paralel și numărul de module conectate în serie și acest lucru determină numărul total de module: 13,63 x 1 = 13,63 bucăți

Din nou, rotunjeste-te. Astfel, numărul modulelor solare ar trebui să fie de 14 (conectate în paralel).

Încă nu este o concluzie

Am făcut calculul sistemului solar, dar este încă prea devreme pentru a trage concluzii. Nu am urmărit scopul de a reduce costul întregului sistem în acest articol. Din acest motiv, nu are sens să calculăm rezultatul valorii sale.

Și totuși, să numărăm, acest lucru ne va ajuta în viitor să navigăm în alegerea modurilor de operare, în alegerea echipamentelor, în setul de consumatori cu calcule deja aplicate, și nu teoretic:

• Inverter - 99500 ruble;

• Baterii - 18500 ruble x 20 = 370000 ruble;

• Module solare - 17 500 ruble x 14 = 245 000 ruble.

Adică principalele echipamente vor costa 71.4500 de ruble. Plus materiale, plus aeriene etc. Ordinea numerelor este clară. Aceasta este pentru un sistem cu drepturi depline, care va permite, fără a nega nimic în sine, să funcționeze casa din martie până în septembrie, nu numai în weekend.

Cât despre perioada de iarnă, în mod deliberat nu am început să vorbesc despre asta, pentru că aveam propria mea părere despre această chestiune. Vom discuta acest subiect cu tine.

Boris Tsupilo