Hoe kinne jo de juste konfiguraasje berekkenje foar jo eigen lytse off-grid systeem?

Hawwe jo ea neitocht oer it brûken fan jo eigen sinne-enerzjysysteem yn in berchhutte, fiskersboat of kampeerauto om jo frij te meitsjen fan 'e ôfhinklikens fan it iepenbiere net?

Eins is dit net wat allinnich yngenieurs berikke kinne. Salang't jo in pear wichtige stappen en formules behearskje, kinne jo de passende konfiguraasje berekkenje foar jo eigen lytse off-grid fotovoltaïsk systeem.

In off-grid sinnesysteem ferwiist nei in ûnôfhinklik systeem dat net ôfhinklik is fan it iepenbiere net, mar ynstee folslein ôfhinklik is fan fotovoltaïsche enerzjyopwekking en batterijopslach om te foldwaan oan de elektrisiteitsbehoeften. It is ideaal foar gebrûk yn ôfgelegen bercheftige gebieten, eilannen, pastorale regio's, campers, fiskersboaten en oare lokaasjes mei instabile netstroom.

Hjirûnder sille wy jo troch fjouwer stappen liede om de fereaske konfiguraasje te berekkenjen.

Stap 1: Bepale it fermogen fan 'e fotovoltaïske module

De krêft fan 'e fotovoltaïsche panielen (sinnepanielen) bepaalt hoefolle elektrisiteit jo systeem kin opwekke.

De kearnberekkeningsoanpak is: earst de deistige elektrisiteitsfraach bepale, en dan kombinearje mei lokale klimaatomstannichheden (benammen de doer fan sinneskyn) om it totale fermogen fan 'e fotovoltaïsche panielen te bepalen.

Formule:

Modulekrêft = (Deistige elektrisiteitsfraach × Kontinu bewolkte dei-oerskotfaktor) ÷ (Lokale gemiddelde sinne-oeren × Systeemeffisjinsje)

* Deistich elektrisiteitsferbrûk: Dit kin berekkene wurde troch it nominale fermogen fan alle apparaten byinoar op te tellen, fermannichfâldige mei har gebrûkstiid.

Bygelyks, LED-lampen 10W × 5 oeren = 50Wh, kuolkast 60W × 24 oeren = 1440Wh.

* Faktor foar trochgeande oerskot oan bewolkte dagen: Om rekken te hâlden mei ûnfoldwaande stroomopwekking tidens opienfolgjende bewolkte dagen, wurdt dizze faktor typysk ynsteld tusken 1.1 en 1.3.

* Lokale gemiddelde deistige sinneskynoeren: Dit kin wurde krigen út lokale meteorologyske gegevens. Bygelyks, Peking hat in gemiddelde fan sawat 4 oeren sinneskyn deis, wylst Hainan mear as 5 oeren kin hawwe.

* Systeemeffisjinsje: Dit hâldt rekken mei kabelferliezen, controllereffisjinsje, omvormerferliezen, ensfh., en wurdt oer it algemien ynsteld tusken 0.75 en 0.8.

Bygelyks:

As wy oannimme dat jo deistige elektrisiteitsferbrûk 3,000 Wh is, binne de lokale gemiddelde deistige sinne-oeren 4.5 oeren, is de systeemeffisjinsje 0.78, en is de koëffisjint foar trochgeande reindagen 1.2:

Modulekrêft = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 W

Dit betsjut dat jo fotovoltaïsche panielen ynstallearje moatte mei in totaal fermogen fan sawat 1 kW, lykas fjouwer modules fan 250 W.

Stap 2: Bepale it off-grid omvormerfermogen

De omvormer konvertearret de gelijkstroom (DC) fan fotovoltaïsche panielen of batterijen yn wikselstroom (AC) foar gebrûk troch gewoane húshâldlike apparaten.

Syn krêft moat genôch wêze om te foldwaan oan jo maksimale direkte krêftfraach, benammen sjoen de ynskakelstroom fan ynduktive lesten (motor-oandreaune apparatuer).

Formule:

Omfoarmerkrêft = (Totaal resistyf ladingfermogen + Totaal ynduktyf ladingfermogen × 5) × Marzjefaktor ÷ Kraftfaktor

* Resistive lesten: Resistive apparaten lykas gloeilampen, elektryske wetterketels en ovens.

* Induktive lesten: Apparatuer mei motors of kompressors, lykas kuolkasten, wetterpompen, airconditioners, ensfh. It direkte fermogen by it opstarten kin 5-7 kear it nominale fermogen wêze.

* Feilichheidsfaktor: Typysk ynsteld op 1.2–1.5 om in marzje te garandearjen.

* Krêftfaktor: Typysk ynsteld op 0.8–0.9.

Foarbyld:

As jo ​​​​in ljochtarmatuur fan 200W hawwe (resistive lading), in kuolkast fan 100W (induktive lading), in marzjefaktor fan 1.3 en in krêftfaktor fan 0.85:

Omfoarmerkrêft = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 W

Jo sille in omvormer nedich hawwe mei in minimale kapasiteit fan 1.1 kW, en it is oan te rieden om in model fan 1.5 kW te kiezen foar gruttere stabiliteit.

Stap 3: Bepale de batterijkapasiteit

De batterij is de "stroomopslach" fan it off-grid systeem, en de elektrisiteit dy't nachts of op bewolkte dagen brûkt wurdt, komt der benammen fan. De kapasiteit hinget ôf fan it oantal dagen dat jo in trochgeande stroomfoarsjenning nedich binne en it deistige elektrisiteitsferbrûk.

Formule:

Batterijkapasiteit (Ah) = (Deistich elektrisiteitsferbrûk × Oantal dagen stroomfoarsjenning op bewolkte dagen) ÷ (Djipte fan ûntlading × Laad-/ûntladingseffisjinsje × Batterijspanning)

* Djipte fan ûntlading (DOD): Foar lead-soer batterijen wurdt in DOD fan 0.5–0.6 oanrikkemandearre; foar litiumbatterijen is in DOD fan 0.8–0.9 akseptabel.

* Oplaad-/ûntladingseffisjinsje: Typysk ynsteld op 0.85–0.9.

* Batterijbankspanning: Algemiene spanningen omfetsje 12V, 24V en 48V; hegere spanningen wurde oanrikkemandearre foar hegere stroomeasken.

Foarbyld:

As jo ​​​​deistich 3000Wh brûke en stroom wolle hawwe foar 2 dagen bewolkt waar, mei in 48V lithiumbatterij (DOD=0.9, effisjinsje=0.9):

Batterijkapasiteit = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ah

Jo soene in 48V 154Ah (sawat 7.4 kWh) batterijpakket nedich hawwe.

Stap 4: Bepale de spesifikaasjes fan 'e controller

De fotovoltaïske controller regelet it oplaadproses fan 'e fotovoltaïske modules nei de batterij.

De spesifikaasjes dêrfan binne primêr ôfhinklik fan 'e maksimale ynfierstroom, berekkene mei de folgjende formule:

Formule:

Ynfierstroom fan 'e controller = Maksimum fermogen fan fotovoltaïsche modules ÷ Batterijpakketspanning

Bygelyks, as jo fotovoltaïsche panielen in totaal fermogen hawwe fan 1000W en de spanning fan it batterijpakket 48V is:

Ynfierstroom fan 'e controller = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

Dêrom moatte jo in controller kieze mei in yngongsstroom grutter as 21A, typysk in MPPT-type (hegere effisjinsje, foardieliger op bewolkte dagen).

Praktyske tips

1. Rekkenje op in marge: De libbensdoer en operasjonele stabiliteit fan 'e apparatuer hinget ôf fan in passend redundânsjeûntwerp; fêststelle de parameters net te strang.
2. MPPT is superieur oan PWM: Hoewol MPPT-controllers wat djoerder binne, biede se in hegere effisjinsje fan enerzjyopwekking, foaral ûnder ynstabile ljochtomstannichheden.
3. Jou prioriteit oan lithium-ion-batterijen: Se binne kompakt, lichtgewicht en kinne djip ûntladen wurde, wêrtroch't se op lange termyn kostenbesparring biede.
4. Plan foar takomstige útwreiding: As jo ​​​​fan doel binne yn 'e takomst mear apparaten ta te foegjen, soargje dan foar foldwaande ynterfacekapasiteit foar sawol it fotovoltaïske systeem as batterijen.

De kearn fan it ûntwerpen fan in lyts off-grid fotovoltaïsk systeem leit yn it presys berekkenjen fan 'e konfiguraasje op basis fan werklike behoeften, ynstee fan gewoan "in pear panielen en batterijen te keapjen" en der in punt efter te setten.

Behearskje dizze 4 formules:

1. Formule foar krêft fan fotovoltaïske modules
2. Formule foar krêft fan inverter
3. Formule foar batterijkapasiteit
4. Formule foar ynfierstroom fan 'e controller

Jo kinne dan in konfiguraasje berekkenje foar in lyts off-grid systeem dat sawol foldwaande as stabyl is.

As jo foar it earst ûntwerpe, kinne jo in ekstra marzje fan 10%–20% tafoegje op basis fan 'e formuleresultaten, wêrtroch jo mear fleksibiliteit hawwe by it omgean mei waarsferoaringen en útwreiding fan apparatuer.