Tria d'un inversor i el càlcul de la bateria d'una central solar de casa

A l’article "Un exemple de càlcul de plaques solars per a la llar" obtenim el valor de consum diari: 7919,8 W * hora i la quantitat d’energia necessària per cobrir les necessitats diàries dels dispositius que enumerem - 396 A * hora.

Fem un càlcul clàssic de tot el sistema d’alimentació d’energia solar, inclosa la bateria solar. Vull advertir-lo de seguida, en aquest càlcul no he perseguit l'objectiu de minimitzar els indicadors econòmics (tractarem amb això més endavant), sinó només establir la tasca per mostrar el procediment de càlcul.

Selecció inversor

A partir de la llista de dispositius que enumerem, podem decidir els paràmetres principals inversor pel nostre sistema.

En primer lloc, atès que la llista de dispositius conté dispositius que inclouen motors: una bomba elèctrica, una nevera, una rentadora, un aspirador, certament podríem i hauríem de parlar d’un inversor amb una sortida de tensió sinusoïdal en lloc d’un quasi-sinusoide.

En segon lloc, la tensió d’entrada de l’inversor ha de correspondre a la tensió escollida per nosaltres - 24V.

Pel que fa a la potència, la seva elecció depèn de la forma d’acceptar utilitzar els vostres dispositius. Si considereu necessari fer funcionar simultàniament dispositius amb gran consum d’energia, com ara una rentadora, microones, planxa i tot això en el fons d’un refrigerador de treball, haureu d’afegir les seves capacitats nominals.

Rebrà una potència màxima, que determinarà la potència de l’inversor (mínim 5 kW), però tu mateix entens que si no utilitzes aquests dispositius al mateix temps, la potència de l’inversor serà menor, així que el seu preu serà inferior. Et toca a tu.

Tenint en compte la llista de dispositius acordada i distribuint-ne l’ús amb el temps, podríem limitar-nos a un inversor de 3,0 kW: fabricant OutDack Power Technologies, model amb carregador integrat: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Ventilat 3000 W, 24 V, 80 A (cost mitjà de 99500 rubles).

Vegeu també aquest tema:Inverter: ona sinusoïdal o ona sinusoïdal modificada?

Càlcul de la bateria

Ara parlem de piles. Ja sabem de l'objectiu de les bateries de l'article "Bateries per a cèl·lules solars". Només cal decidir com fem servir la casa. Si arribeu els caps de setmana, en conseqüència, el principal consum d’electricitat es realitzarà els caps de setmana. Però la seva acumulació, és a dir. les bateries es carregaran tota la setmana, de dilluns a divendres al vespre. Per exemple, vinc a casa meva els caps de setmana.

Donarem reserva d’energia durant un dia. Per què un? Com que durant cinc dies de la meva absència, la probabilitat de la càrrega completa de les bateries és força alta. És possible proporcionar una reserva d’energia garantida durant dos dies, però això és possible augmentant la capacitat total de les bateries i, per tant, el cost de tot el sistema.

És aconsellable limitar-se a un dia i, quan es perfila el cost de tot el sistema, jugueu amb les opcions de recollida i mireu la reacció de costos.

Cal tenir en compte alguns punts més.

Primer: el fet és que descarregar les bateries a una gran “profunditat de descàrrega” és el mateix que fer-les inutilitzables amb les seves pròpies mans (la vida útil es redueix significativament). Heu de centrar-vos en la profunditat de descàrrega del 20 per cent.

Segon: des del punt de vista del funcionament segur, el millor és utilitzar piles tancades, ja que les bateries sense pressió emeten perjudicials per a la respiració i gasos explosius. Tot i l’ús de piles tancades, li recomanaria triar una habitació ben ventilada per a la seva instal·lació.

Tercer: en termes de rendiment per a un sistema autònom, el tipus de bateria més adequat, tot i que no el més barat bateries de gel (GEL).

I l’últim. També cal tenir en compte la temperatura ambient al calcular la capacitat de la bateria necessària si s’han de funcionar les bateries en períodes de fred.

A temperatures ambientals baixes, la capacitat de la bateria disminueix, és a dir. redueix la intensitat d’energia que la bateria és capaç de donar a una temperatura determinada. Això vol dir que, quan calcular la capacitat requerida de la bateria (o bateries), haureu d’augmentar el valor calculat de la capacitat per crear una reserva en cas de disminució.

En paraules simples, heu de multiplicar la capacitat calculada pel coeficient corresponent a la temperatura:

• Coeficient 26,7С = 1,00;

• 21,2C - coeficient = 1,04;

• Coeficient 15,6С = 1,11;

• 10,0C - coeficient = 1,19;

• 4,4C - coeficient = 1,30;

• -1,1C - coeficient = 1,40;

• -6,7C - coeficient = 1,59.

I així. Vaig triar un dia per assegurar una reserva d’energia garantida: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Tenim en compte la profunditat de descàrrega: 396 A * h: 0,2 = 1980 A * h.

Com que faig funcionar el sistema només en el període estiuenc (parlem de la temperatura del medi ambient): 1980 A * h x 1,00 = 1980 A * h.

Així, la capacitat total de la pila (o bateries) és de 1980 A * h.

Suposem que triem una bateria GEL fabricada per Haze, model HZY 12-200 (cost mitjà de 1.300.000 rubles). La seva capacitat nominal és de 200 A * h. Calculem quantes piles es connectaran en paral·lel: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 unitats.

Arrodonim (sempre arrodonint, fins i tot si el nombre després del punt decimal és inferior a cinc): es connectaran en paral·lel 10 peces de bateries.

Esbrineu quantes piles es connectaran en sèrie. Per a això, seleccionem el voltatge del sistema (24 V) dividit pel voltatge d’una bateria: 24 V: 12 V = 2.

Doncs descobrim quantes bateries totals s’inclouran a la bateria del sistema: 10 x 2 = 20.

Tenim el nombre total de bateries necessàries per muntar la bateria del sistema: 20 peces.

Connexió de la bateria en paral·lel en sèrie. En aquest cas, això vol dir que les bateries s’han de connectar per parelles en sèries (deu d’aquests parells) i, al seu torn, aquestes deu parelles estan connectades en paral·lel.

Calculem la composició de la bateria solar.

Suposem que escollim un mòdul solar de 200 W, 24 V, monocristal, fabricat per Chinaland Solar Energy, model: CHN200-72M (cost mitjà de 17500 rubles).

Per calcular la bateria solar, primer heu de determinar la insolació solar de la regió on funcionarà el sistema. Podeu trobar dades sobre la insolació a Internet. Podeu trobar a la consulta "radiació solar mensual i anual kW * h / m2" a Yandex.

Per exemple: si porteu Moscou (o una ciutat a una latitud de Moscou 55,7), el període d’operació és de l’1 de març al 31 de setembre, la inclinació del panell és de 40,0 graus. Naturalment, de tota la gamma de valors de març a setembre inclosos, trio el valor més baix, és a dir. el pitjor de tots. Aquest setembre és el 104,6. Dividiu aquest nombre pel nombre de dies d'un mes: 104,6: 30 = 3,49

Així, es va obtenir el valor mitjà del nombre d’hores assolellades punta.

Vull recordar-ho, el nostre requeriment diari és de 7919,8 W * hora.

Les pèrdues per descàrrega no seran superiors al 20%, cal tenir-les en compte: 7919,8 W * hora x 1,2 = 9503,76 W * h.

Per tant, la potència de la bateria solar hauria de ser: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 watts.

Ara podem determinar el nombre de mòduls connectats en paral·lel, tenint en compte el seu tipus, que hem seleccionat anteriorment. Per fer-ho, a les característiques indicades dels mòduls trobem la potència màxima del paràmetre del mòdul en el punt de màxima potència (o la tensió al punt màxim de potència i la corrent al punt de màxima potència i els multipliquem).

En el nostre cas, la tensió al punt màxim de potència és de 38,8 V, el corrent al punt màxim de potència és de 5,15 amperes. Multiplica’ls i obté la màxima potència en el punt de potència màxima: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 watts.

És a dir, la potència del mòdul en la màxima potència és de 199,82 watts. Dividiu la potència de la bateria solar en aquest indicador del mòdul i obteniu el valor desitjat: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 unitats.

El nombre de mòduls connectats en sèrie (la tensió del sistema escollida per nosaltres - 24 V es divideix en la tensió nominal d’un mòdul - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Multipliquem el nombre de mòduls connectats en paral·lel i el nombre de mòduls connectats en sèrie i això determina el nombre total de mòduls: 13,63 x 1 = 13,63 peces

De nou, arrodonir-se. Per tant, el nombre de mòduls solars hauria de ser de 14 (connectats en paral·lel).

Encara no és una conclusió

Hem fet el càlcul del sistema solar, però encara és massa aviat per treure conclusions. No he perseguit l'objectiu de minimitzar el cost de tot el sistema en aquest article en concret. Per aquesta raó, no té sentit calcular el resultat del seu valor.

I tot i així, expliquem, això ens ajudarà en el futur a navegar en l’elecció dels modes de funcionament, en l’elecció dels equips, en el conjunt de consumidors amb càlculs ja aplicats i no teòric:

• Inverter - 99500 rubles;

• Bateries - 18500 rubles x 20 = 370000 rubles;

• Mòduls solars: 17.500 rubles x 14 = 245.000 rubles.

És a dir, l’equip principal tindrà un cost de 71.4500 rubles. Plus de materials, més despeses generals, etc. L’ordre dels números és clar. Es tracta d’un sistema de ple dret que permetrà, sense negar pràcticament res a si mateix, operar la casa de març a setembre, no només els caps de setmana.

Pel que fa al període d’hivern, deliberadament no vaig començar a parlar-ne ara, perquè tenia la meva pròpia opinió sobre aquest tema. Discutirem aquest tema amb vosaltres.

Boris Tsupilo