Odabir pretvarača i proračun baterije za kućnu solarnu elektranu

U članku "Primjer izračuna solarnih panela za dom" dobili smo dnevnu vrijednost potrošnje - 7919,8 W * sat i količinu energije potrebne za pokrivanje dnevnih potreba uređaja koje smo naveli - 396 A * sat.

Napravimo klasičan izračun cijelog solarnog napajanja, uključujući solarnu bateriju. Želim vas odmah upozoriti, u ovom izračunu nisam slijedio cilj minimiziranja ekonomskih pokazatelja (time ćemo se pozabaviti kasnije), već sam samo postavio zadatak prikazati postupak izračuna.

Odabir pretvarača

Na temelju popisa uređaja koji smo naveli, možemo odlučiti o glavnim parametrima pretvarač za naš sustav.

Prvo, budući da popis uređaja sadrži uređaje koji uključuju motore: električnu pumpu, hladnjak, perilicu rublja, usisavač, sigurno možemo i trebamo govoriti o pretvaraču s sinusoidnim naponom, a ne o kvazi-sinusoidu.

Drugo, ulazni napon pretvarača mora odgovarati naponu koji smo odabrali - 24V.

Što se tiče snage, njen izbor ovisi o načinu na koji pristajete na upotrebu svojih uređaja. Ako smatrate da je potrebno istovremeno upravljati energetski intenzivnim uređajima, poput perilice rublja, mikrovalne, pegle i sve to na pozadini radnog hladnjaka, morat ćete zbrojiti njihove nazivne kapacitete.

Primat ćete vršnu snagu, koja će odrediti snagu pretvarača (minimalno 5 kW), ali vi sami razumijete da ako istodobno ne upotrebljavate ove uređaje, tada će snaga pretvarača biti manja, pa će i njegova cijena biti niža. Na vama je.

S obzirom na dogovoreni popis uređaja i njihovu distribuciju tijekom vremena, možemo se ograničiti na pretvarač od 3 kW: proizvođač OutDack Power Technologies, model s integriranim punjačem: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Prozračno 3000 W, 24 V, 80 A (prosječni trošak od 99500 rubalja).

Pogledajte i ovu temu:Pretvornik: sinusni val ili modificirani sinusni val?

Proračun baterije

Sada razgovarajmo o baterijama. O namjeni akumulatora iz članka već znamo "Baterije za solarne ćelije", Potrebno je samo odlučiti kako koristimo kuću. Ako dolazite vikendom, u skladu s tim, glavna potrošnja električne energije obavljat će se vikendom. Ali njegova akumulacija, tj. baterije će se puniti cijeli tjedan - od ponedjeljka do petka navečer. Na primjer, vikendom dolazim u svoju kuću.

Osigurat ćemo rezervu energije za jedan dan. Zašto jedan? Jer pet dana mog odsustva vjerojatnost punog napunjenja baterija je prilično velika. Zajamčeno je rezervo energije moguće osigurati dva dana, ali to je moguće povećanjem ukupnog kapaciteta baterija, a samim tim i cijelog sustava.

Preporučljivo je ograničiti se na jedan dan, a kad su zacrtani troškovi cijelog sustava, poigrajte se s opcijama odabira i pogledajte reakciju troškova.

Treba razmotriti još nekoliko stvari.

Prvo: činjenica je da je pražnjenje baterija do velike "dubine pražnjenja" isto što i njihovo korištenje neupotrebljivim vlastitim rukama (vijek se značajno smanjuje). Treba se usredotočiti na dubinu ispuštanja od 20 posto.

Drugo: s gledišta sigurnog rada, najbolje je koristiti zatvorene baterije, jer baterije bez pritiska emitiraju štetne za disanje i eksplozivne plinove. Unatoč korištenju zatvorenih baterija, preporučio bih vam da odaberete sobu koja je dobro prozračena za njihovu ugradnju.

Treće: u pogledu performansi autonomnog sustava, najprikladnija vrsta baterije, iako ne najjeftinija gel baterije (GEL).

I zadnji. Temperatura okoline se također mora uzeti u obzir pri izračunavanju potrebnog kapaciteta baterije ako baterije treba raditi u hladnim razdobljima.

Pri niskim temperaturama okoline kapacitet baterije smanjuje se, tj. smanjeni energetski intenzitet, koji je baterija u mogućnosti dati na određenoj temperaturi. To znači da prilikom izračuna potrebnog kapaciteta baterije (ili baterija) treba povećati izračunatu vrijednost kapaciteta da biste stvorili rezervu u slučaju njegovog smanjenja.

Jednostavnim riječima, izračunati kapacitet trebate pomnožiti s koeficijentom koji odgovara temperaturi:

• 26,7S - koeficijent = 1,00;

• 21,2C - koeficijent = 1,04;

• 15,6S - koeficijent = 1,11;

• 10,0C - koeficijent = 1,19;

• 4,4C - koeficijent = 1,30;

• -1.1C - koeficijent = 1,40;

• -6,7C - koeficijent = 1,59.

I tako. Odabrao sam jedan dan kako bih osigurao zajamčenu rezervu energije: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

U obzir uzimamo dubinu pražnjenja: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Budući da sustav radim samo u ljetnom periodu (govorimo o temperaturi okoliša): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Dakle, ukupni kapacitet baterije (ili baterija) je 1980 A * h.

Pretpostavimo da smo odabrali GEL bateriju, koju je napravio Haze, model HZY 12-200 (prosječni trošak od 18500 rubalja). Nominalni kapacitet mu je 200 A * h. Izračunajmo koliko će baterija biti spojeno paralelno: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 kom.

Zaokružujemo (uvijek zaokružujemo, čak i ako je broj nakon decimalne točke manji od pet) - 10 komada baterija bit će paralelno spojeno.

Saznajte koliko će se baterija serijski spojiti. Za to odabiremo napon sustava (24 V) podijeljen na napon jedne baterije: 24 V: 12 V = 2.

Pa, saznajemo koliko će ukupno baterija biti uključeno u sistemsku bateriju: 10 x 2 = 20.

Dobili smo ukupan broj baterija potrebnih za sastavljanje akumulatora za sustav: 20 komada.

Spajanje baterije u nizu-paralelno. U ovom slučaju, to znači da se baterije moraju spajati u paru u nizu (deset takvih parova), a zauzvrat, tih deset pari su spojeni paralelno.

Izračunavamo sastav solarne baterije.

Pretpostavimo da odaberemo solarni modul od 200 W, 24 V, jednokristalni, proizvođača Chinaland Solar Energy, model: CHN200-72M (prosječni trošak 17500 rubalja).

Da biste izračunali solarnu bateriju, prvo morate odrediti solarnu izolaciju regije u kojoj će sustav raditi. Na internetu možete pronaći podatke o insolaciji. Upitom možete pronaći u Yandexu „mjesečno i godišnje solarno zračenje kW * h / m2“.

Na primjer: ako uzmete Moskvu (ili grad na zemljopisnoj širini od Moskve 55,7), razdoblje rada je od 1. ožujka do 31. rujna, nagib ploče je 40,0 stupnjeva. Prirodno, iz cijelog raspona vrijednosti od ožujka do rujna, uključujući rujan, biram najnižu vrijednost, tj. najgore od svega. Ovoga rujna je 104,6. Ovaj broj podijelim s brojem dana u mjesecu: 104,6: 30 = 3,49

Tako smo dobili prosječnu vrijednost broja sunčanih vršnih sati.

Podsjetim, naš dnevni zahtjev je 7919,8 W * sat.

Gubici na pražnjenju punjenja iznosit će najviše 20%, moramo ih uzeti u obzir: 7919,8 W * sat x 1,2 = 9503,76 W * h.

Dakle, snaga solarne baterije trebala bi biti: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 vata.

Sada možemo paralelno odrediti broj modula, uzimajući u obzir njihovu vrstu, koju smo odabrali ranije. Da bismo to učinili, u naznačenim karakteristikama modula pronalazimo vršnu snagu parametra modula u točki maksimalne snage (ili napon u točki maksimalne snage i struju u točki najveće snage i pomnožimo ih).

U našem slučaju napon u točki maksimalne snage iznosi 38,8 V, struja u točki maksimalne snage 5,15 ampera. Pomnožite ih i dobit ćete maksimalnu snagu u točki maksimalne snage: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 vata.

To jest, snaga modula u točki maksimalne snage iznosi 199,82 vata. Podijelite snagu solarne baterije pomoću ovog pokazatelja modula i dobijete željenu vrijednost: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 kom.

Broj priključenih modula u nizu (napon sustava koji smo odabrali - 24 V dijelimo s nazivnim naponom jednog modula - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Pomnožimo paralelno spojeni broj modula i broj modula spojenih u nizu i to određuje ukupni broj modula: 13,63 x 1 = 13,63 komada

Opet zaokružite. Dakle, broj solarnih modula trebao bi biti 14 (spojenih paralelno).

Još nije zaključak

Proveli smo izračun Sunčevog sustava, ali još je prerano za donošenje zaključaka. Nisam slijedio cilj minimizirati troškove cijelog sustava u ovom konkretnom članku. Iz tog razloga nema smisla izračunavati rezultat njegove vrijednosti.

Ipak, računajmo, ovo će nam u budućnosti pomoći u odabiru načina rada, u odabiru opreme, u skupu potrošača s već primijenjenim proračunima, a ne teorijskim:

• Pretvarač - 99500 rubalja;

• Baterije - 18500 rubalja x 20 = 370000 rubalja;

• Solarni moduli - 17.500 rubalja x 14 = 245.000 rubalja.

To jest, glavna oprema koštat će 714500 rubalja. Plus materijala, plus nadzemne i sl. Redoslijed brojeva je jasan. Riječ je o cjelovitom sustavu koji će omogućiti, bez da išta ništa ne uskraćuju, kuću upravljati od ožujka do rujna, a ne samo vikendom.

Što se tiče zimskog razdoblja, ja namjerno o tome sada nisam počeo govoriti, jer sam imao svoje mišljenje o tom pitanju. Mi ćemo razgovarati o ovoj temi s vama.

Boris Tsupilo