Elegir un inversor y calcular la batería para una estación de energía solar doméstica

En el articulo "Un ejemplo de cálculo de paneles solares para el hogar" obtuvimos el valor de consumo diario: 7919.8 W * hora y la cantidad de energía necesaria para cubrir las necesidades diarias de los dispositivos que enumeramos: 396 A * hora.

Hagamos un cálculo clásico de todo el sistema de suministro de energía solar, incluida la batería solar. Quiero advertirle de inmediato, en este cálculo no busqué el objetivo de minimizar los indicadores económicos (trataremos esto más adelante), sino que solo establecí la tarea para mostrar el procedimiento de cálculo.

Selección de inversor

Según la lista de dispositivos que enumeramos, podemos decidir los parámetros principales inversor para nuestro sistema

En primer lugar, dado que la lista de dispositivos contiene dispositivos que incluyen motores: una bomba eléctrica, un refrigerador, una lavadora, una aspiradora, ciertamente podemos y debemos hablar de un inversor con una salida de voltaje sinusoidal en lugar de un cuasi-sinusoide.

En segundo lugar, el voltaje de entrada del inversor debe corresponder al voltaje elegido por nosotros: 24V.

En cuanto a la potencia, su elección depende de cómo acepte usar sus dispositivos. Si considera necesario operar simultáneamente dispositivos que consuman mucha energía, como una lavadora, microondas, plancha y todo esto en el contexto de un refrigerador en funcionamiento, tendrá que sumar sus capacidades nominales.

Recibirá una potencia máxima, que determinará la potencia del inversor (mínimo 5 kW), pero usted mismo comprende que si no utiliza estos dispositivos al mismo tiempo, la potencia del inversor será menor, por lo que su precio será menor. Depende de usted.

Dada la lista acordada de dispositivos y la distribución de su uso a lo largo del tiempo, podríamos limitarnos a un inversor de 3.0 kW: fabricante OutDack Power Technologies, un modelo con un cargador integrado: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Ventilado 3000 W, 24 V, 80 A (costo promedio de 99500 rublos).

Ver también sobre este tema:Inversor: ¿onda sinusoidal u onda sinusoidal modificada?

Cálculo de la batería

Ahora hablemos de las baterías. Ya sabemos sobre el propósito de las baterías del artículo. "Baterías para células solares". Solo es necesario decidir cómo usamos la casa. Si llega los fines de semana, en consecuencia, el consumo principal de electricidad se realizará los fines de semana. Pero su acumulación, es decir Las baterías se cargarán durante toda la semana, de lunes a viernes por la noche. Por ejemplo, vengo a mi casa los fines de semana.

Proporcionaremos reserva de energía por un día. ¿Por qué uno? Porque durante cinco días de mi ausencia, la probabilidad de una carga completa de las baterías es bastante alta. Es posible proporcionar una reserva de energía garantizada durante dos días, pero esto es posible al aumentar la capacidad total de las baterías y, por lo tanto, el costo de todo el sistema.

Es aconsejable limitarse a un día, y cuando se describe el costo de todo el sistema, juegue con las opciones de selección y observe la reacción del costo.

Es necesario tener en cuenta algunos puntos más.

Primero: el hecho es que descargar las baterías a una gran "profundidad de descarga" es lo mismo que dejarlas inutilizables con sus propias manos (la vida útil se reduce significativamente). Debe centrarse en la profundidad de descarga del 20 por ciento.

Segundo: desde el punto de vista de una operación segura, es mejor usar baterías selladas, ya que las baterías no presurizadas emiten gases nocivos para la respiración y explosivos. A pesar del uso de baterías selladas, recomendaría que elija una habitación que esté bien ventilada para su instalación.

Tercero: en términos de rendimiento para un sistema autónomo, el tipo de batería más adecuado, aunque no el más barato. baterías de gel (GEL).

Y el último. La temperatura ambiente también debe tenerse en cuenta al calcular la capacidad de batería requerida si las baterías tienen que funcionar en períodos fríos.

A bajas temperaturas ambientales, la capacidad de la batería disminuye, es decir. intensidad de energía reducida, que la batería puede dar a una temperatura dada. Esto significa que al calcular la capacidad requerida de la batería (o baterías), debe aumentar el valor calculado de la capacidad para crear una reserva en caso de que disminuya.

En palabras simples, debe multiplicar la capacidad calculada por el coeficiente correspondiente a la temperatura:

• 26.7С - coeficiente = 1.00;

• 21.2C - coeficiente = 1.04;

• 15.6С - coeficiente = 1.11;

• 10.0C - coeficiente = 1.19;

• 4.4C - coeficiente = 1.30;

• -1.1C - coeficiente = 1.40;

• -6.7C - coeficiente = 1.59.

Y asi. Elegí un día para garantizar una reserva de energía garantizada: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Tomamos en cuenta la profundidad de descarga: 396 A * h: 0.2 = 1980 A * h.

Dado que opero el sistema solo en el período de verano (estamos hablando de la temperatura del medio ambiente): 1980 A * h x 1.00 = 1980 A * h.

Por lo tanto, la capacidad total de la batería (o baterías) es 1980 A * h.

Supongamos que elegimos una batería GEL, hecha por Haze, modelo HZY 12-200 (costo promedio de 18500 rublos). Su capacidad nominal es de 200 A * h. Calculemos cuántas baterías se conectarán en paralelo: 1980 A * h: 200 A * h = 9.9 pcs.

Redondeamos (siempre redondeamos, incluso si el número después del punto decimal es menor que cinco): se conectarán 10 piezas de baterías en paralelo.

Descubra cuántas baterías se conectarán en serie. Para esto, seleccionamos el voltaje del sistema (24 V) dividido por el voltaje de una batería: 24 V: 12 V = 2.

Bueno, descubrimos cuántas baterías totales se incluirán en la batería del sistema: 10 x 2 = 20.

Obtuvimos la cantidad total de baterías necesarias para ensamblar la batería del sistema: 20 piezas.

Conexión de batería en serie-paralelo. En este caso, esto significa que las baterías deben conectarse en pares en serie (diez de esos pares) y, a su vez, estos diez pares están conectados en paralelo.

Calculamos la composición de la batería solar.

Supongamos que elegimos un módulo solar de 200 W, 24 V, monocristal, fabricado por Chinaland Solar Energy, modelo: CHN200-72M (costo promedio de 17500 rublos).

Para calcular la batería solar, primero debe determinar la insolación solar de la región donde se utilizará el sistema. Puede encontrar datos sobre insolación en Internet. Puede encontrar mediante la consulta "radiación solar mensual y anual kW * h / m2" en Yandex.

Por ejemplo: si toma Moscú (o una ciudad a una latitud de Moscú 55.7), el período de operación es del 1 de marzo al 31 de septiembre, la pendiente del panel es de 40.0 grados. Naturalmente, de toda la gama de valores de marzo a septiembre inclusive, elijo el valor más bajo, es decir, Lo peor de todo. Este septiembre es 104.6. Divido este número por la cantidad de días en un mes: 104.6: 30 = 3.49

Por lo tanto, obtuvimos el valor promedio de la cantidad de horas pico de sol.

Permítame recordarle, nuestro requerimiento diario es 7919.8 W * hora.

Las pérdidas en la descarga de carga ascenderán a no más del 20%, debemos tenerlas en cuenta: 7919.8 W * hora x 1.2 = 9503.76 W * h.

Por lo tanto, la potencia de la batería solar debería ser: 9503.76 W * h: 3.49 = 2723.14 vatios.

Ahora podemos determinar el número de módulos conectados en paralelo, teniendo en cuenta su tipo, que seleccionamos anteriormente. Para hacer esto, en las características indicadas de los módulos, encontramos el parámetro de potencia máxima del módulo en el punto de máxima potencia (o voltaje en el punto de máxima potencia y corriente en el punto de máxima potencia y los multiplicamos).

En nuestro caso, el voltaje en el punto de máxima potencia es de 38.8 V, la corriente en el punto de máxima potencia es de 5.15 amperios. Multiplíquelos y obtenga la potencia máxima en el punto de máxima potencia: 38.8 V x 5.15 A = 199.82 vatios.

Es decir, la potencia del módulo en el punto de máxima potencia es 199.82 vatios. Divida la potencia de la batería solar por este indicador del módulo y obtenga el valor deseado: 2723.14 W: 199.82 W = 13.63 pcs.

El número de módulos conectados en serie (el voltaje del sistema elegido por nosotros - 24 V se divide por el voltaje nominal de un módulo - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Multiplicamos el número de módulos conectados en paralelo y el número de módulos conectados en serie y esto determina el número total de módulos: 13.63 x 1 = 13.63 piezas

De nuevo, redondear. Por lo tanto, el número de módulos solares debe ser 14 (conectados en paralelo).

Aún no es una conclusión

Hemos realizado el cálculo del sistema solar, pero aún es demasiado pronto para sacar conclusiones. No busqué el objetivo de minimizar el costo de todo el sistema en este artículo en particular. Por esta razón, no tiene sentido calcular el resultado de su valor.

Y, sin embargo, cuentemos que esto nos ayudará en el futuro a navegar en la elección de los modos de operación, en la elección del equipo, en el conjunto de consumidores con cálculos ya aplicados, y no teóricamente:

• Inversor - 99500 rublos;

• Baterías - 18500 rublos x 20 = 370000 rublos;

• Módulos solares - 17,500 rublos x 14 = 245,000 rublos.

Es decir, el equipo principal costará 714500 rublos. Más materiales, más gastos generales, etc. El orden de los números es claro. Esto es para un sistema completo que permitirá, sin prácticamente negarse a sí mismo, operar la casa de marzo a septiembre, no solo los fines de semana.

En cuanto al período de invierno, deliberadamente no comencé a hablar de eso ahora, porque tenía mi propia opinión sobre este asunto. Discutiremos este tema con usted.

Boris Tsupilo