בחירת מהפך וחישוב הסוללה לתחנת כוח סולארית ביתית

במאמר "דוגמא לחישוב פאנלים סולאריים לבית" קיבלנו את הערך הצריכה היומי - 7919.8 W * שעה וכמות האנרגיה הדרושה לכיסוי הצרכים היומיים של המכשירים שרשמנו - 396 A * שעה.

בואו נעשה חישוב קלאסי של כל מערכת אספקת החשמל הסולארית, כולל הסוללה הסולארית. אני רוצה להזהיר אותך מייד, בחישוב זה לא רציתי למטרה לצמצם את האינדיקטורים הכלכליים (נתמודד עם זה בהמשך), אלא רק הגדרתי את המשימה להציג את נוהל החישוב.

בחירת מהפך

בהתבסס על רשימת המכשירים שפירטנו, נוכל להחליט על הפרמטרים העיקריים מהפך עבור המערכת שלנו.

ראשית, מכיוון שרשימת המכשירים מכילה מכשירים הכוללים מנועים: משאבה חשמלית, מקרר, מכונת כביסה, שואב אבק, אנו בהחלט צריכים וצריכים לדבר על מהפך בעל יציאת מתח סינוסואיד ולא מעין סינוסואיד.

שנית, מתח הכניסה של המהפך צריך להיות תואם למתח שנבחר על ידינו - 24V.

באשר לכוח, הבחירה שלה תלויה באופן שאתה מסכים להשתמש במכשירים שלך. אם אתה מחשיב לנדרש להפעיל בו זמנית מכשירים עתירי אנרגיה, כמו מכונת כביסה, מיקרוגל, ברזל וכל זה על רקע מקרר עובד, תצטרך להוסיף את יכולותיהם המדורגות.

תקבל הספק שיא, שיקבע את עוצמת המהפך (מינימום 5 קילוואט), אבל אתה בעצמך מבין שאם לא תשתמש במכשירים אלה במקביל, אז כוחו של המהפך יהיה פחות, כך שמחירו יהיה נמוך יותר. זה תלוי בך.

בהתחשב ברשימת המכשירים המוסכמת וחלוקת השימוש בהם לאורך זמן, נוכל להגביל את עצמנו למהפך של 3.0 קילוואט: היצרן OutDack Power Technologies, דגם עם מטען משולב: GVFX3024E, רשת אינטראקטיבית GVFX3024E פתח אוורור 3000 W, 24 V, 80 A (עלות ממוצעת של 99500 רובל).

ראה גם בנושא זה:מהפך: גל סינוס או גל סינוס שונה?

חישוב סוללה

עכשיו בואו נדבר על סוללות. אנו יודעים על מטרת הסוללות מהמאמר "סוללות לתאים סולאריים". צריך רק להחליט כיצד אנו משתמשים בבית. אם הגעתם בסופי שבוע, בהתאם, צריכת החשמל העיקרית תתבצע בסופי שבוע. אך הצטברותו, כלומר הסוללות טעונות כל השבוע - מיום שני עד שישי בערב. לדוגמא, אני מגיע לביתי בסופי שבוע.

אנו נספק עתודת אנרגיה ליום אחד. למה אחת? מכיוון שבמשך חמישה ימים מהיעדרותי, ההסתברות לטעינה מלאה של הסוללות היא די גבוהה. אפשר לספק עתודת אנרגיה מובטחת למשך יומיים, אך הדבר אפשרי על ידי הגדלת הקיבולת הכוללת של המצברים, ומכאן עלות המערכת כולה.

רצוי להגביל את עצמך ליום אחד, וכאשר עלות המערכת כולה מתוארת, שחק עם אפשרויות הבחירה ובדוק את תגובת העלויות.

יש לקחת בחשבון עוד כמה נקודות.

ראשית: העובדה היא כי פריקת סוללות ל"עומק פריקה "גדול זהה להפיכתן לבלתי שמישות במו ידיהם (חיי השירות מצטמצמים משמעותית). עליכם להתמקד בעומק ההפרשות של 20 אחוזים.

שנית: מנקודת המבט של פעולה בטוחה, עדיף להשתמש בסוללות אטומות, מכיוון שמצברים לא מרופדים פולטים מזיקים לנשימה וגזים נפיצים. למרות השימוש בסוללות אטומות, הייתי ממליץ לכם לבחור בחדר מאוורר היטב להתקנתם.

שלישית: מבחינת הביצועים עבור מערכת אוטונומית, סוג הסוללה המתאים ביותר, אם כי לא הזול ביותר סוללות ג'ל (GEL).

והאחרון. יש לקחת בחשבון את טמפרטורת הסביבה גם בחישוב קיבולת הסוללה הנדרשת אם יש להפעיל סוללות בתקופות קרות.

בטמפרטורות נמוכות הסביבה, קיבולת הסוללה פוחתת, כלומר עוצמת אנרגיה מופחתת, שהסוללה מסוגלת לתת בטמפרטורה נתונה. משמעות הדבר היא שכאשר מחשבים את הקיבולת הנדרשת של הסוללה (או הסוללות), עליכם להגדיל את הערך המחושב של הקיבולת על מנת ליצור רזרבה במקרה של ירידה.

במילים פשוטות, עליכם להכפיל את הקיבולת המחושבת במקדם המתאים לטמפרטורה:

• מקדם 26.7С = 1.00;

• 21.2C - מקדם = 1.04;

• 15.6С מקדם = 1.11;

• 10.0C - מקדם = 1.19;

• 4.4C - מקדם = 1.30;

• -1.1C - מקדם = 1.40;

• -6.7C - מקדם = 1.59.

וכך. בחרתי יום אחד להבטיח שמורת אנרגיה מובטחת: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

אנו לוקחים בחשבון את עומק הפריקה: 396 A * h: 0.2 = 1980 A * h.

מכיוון שאני מפעיל את המערכת רק בתקופת הקיץ (אנחנו מדברים על הטמפרטורה של הסביבה): 1980 A * h x 1.00 = 1980 A * h.

לפיכך, הקיבולת הכוללת של הסוללה (או הסוללות) היא 1980 A * שעות.

נניח שבחרנו בסוללת GEL, מתוצרת Haze, דגם HZY 12-200 (עלות ממוצעת של 18500 רובל). הקיבולת הנומינלית שלה היא 200 A * h. בואו נחשב כמה סוללות יחוברו במקביל: 1980 A * h: 200 A * h = 9.9 יח '.

אנו עיגולים כלפי מעלה (תמיד עיגול כלפי מעלה, גם אם המספר שאחרי הנקודה העשרונית הוא פחות מחמש) - 10 חלקי סוללות יחוברו במקביל.

גלה כמה סוללות יחוברו בסדרות. לשם כך אנו בוחרים את מתח המערכת (24 וולט) מחולק במתח של סוללה אחת: 24 וולט: 12 וולט = 2.

ובכן, אנו מגלים כמה הסוללות הכוללות יכללו בסוללת המערכת: 10 על 2 = 20.

קיבלנו את המספר הכולל של סוללות הדרושות להרכבת הסוללה למערכת: 20 חלקים.

חיבור סוללה במקביל לסדרה. במקרה זה, המשמעות היא שיש לחבר את הסוללות בזוגות בסדרה (עשרה זוגות כאלה), ובתורם, עשרה זוגות אלה מחוברים במקביל.

אנו מחשבים את הרכב הסוללה הסולארית.

נניח שאנו בוחרים במודול סולארי 200 וואט, 24 וולט, גביש יחיד, המיוצר על ידי אנרגיה סולארית Chinaland, דגם: CHN200-72M (עלות ממוצעת של 17500 רובל).

כדי לחשב את הסוללה הסולארית, עליכם לקבוע תחילה את התשתית השמש של האזור בו תפעל המערכת. אתה יכול למצוא נתונים על מדרום באינטרנט. אתה יכול למצוא לפי השאילתה "קרינה סולארית חודשית ושנתית kW * h / m2" ב- Yandex.

לדוגמא: אם לוקחים את מוסקבה (או עיר ברוחב רוחב של מוסקבה 55.7), תקופת הפעולה היא מה -1 במרץ עד 31 בספטמבר, שיפוע הפאנל הוא 40.0 מעלות. באופן טבעי, מכל מגוון הערכים ממרץ עד ספטמבר כולל, אני בוחר את הערך הנמוך ביותר, כלומר הגרוע מכולם. ספטמבר הקרוב הוא 104.6. אני מחלק את המספר הזה במספר הימים בחודש: 104.6: 30 = 3.49

לפיכך, השגנו את הערך הממוצע של מספר שעות השיא שטופי השמש.

הרשו לי להזכיר לכם, הדרישה היומית שלנו היא 7919.8 W * שעה.

הפסדים בשחרור מטען יסתכמו בלא יותר מ 20%, עלינו לקחת בחשבון אותם: 7919.8 W * שעה x 1.2 = 9503.76 W * h.

מכאן שעוצמת הסוללה הסולארית צריכה להיות: 9503.76 W * h: 3.49 = 2723.14 וואט.

כעת אנו יכולים לקבוע את מספר המודולים המחוברים במקביל, תוך התחשבות בסוגם, שבחרנו קודם. לשם כך, במאפיינים המצוינים של המודולים אנו מוצאים את כוח שיא הפרמטר של המודול בנקודת ההספק המרבית (או מתח בנקודת ההספק המרבית והזרם בנקודת ההספק המרבית ומכפיל אותם).

במקרה שלנו, המתח בנקודת ההספק המרבית הוא 38.8 וולט, הזרם בנקודת ההספק המרבית הוא 5.15 אמפר. הכפל אותם וקבל את ההספק המרבי בנקודה של הספק מרבי: 38.8 V x 5.15 A = 199.82 וואט.

כלומר, הספק המודול בנקודת ההספק המרבית הוא 199.82 וואט. חלקו את כוח הסוללה הסולארית על ידי אינדיקטור זה של המודול וקבלו את הערך הרצוי: 2723.14 W: 199.82 W = 13.63 יח.

מספר המודולים המחוברים בסדרה (מתח המערכת שנבחר על ידינו - 24 וולט מחולק על ידי המתח המדורג של מודול אחד - 24 וולט): 24 וולט: 24 וולט = 1

אנו מכפילים את מספר המודולים המחוברים במקביל ומספר המודולים המחוברים בסדרה וזה קובע את המספר הכולל של המודולים: 13.63 x 1 = 13.63 חתיכות

שוב, עיגול למעלה. לפיכך, מספר המודולים הסולאריים צריך להיות 14 (מחוברים במקביל).

עדיין לא מסקנה

עשינו את החישוב של מערכת השמש, אך עדיין מוקדם להסיק מסקנות. לא רציתי למטרה לצמצם את עלות המערכת כולה במאמר הספציפי הזה. מסיבה זו, אין טעם לחשב את התוצאה של ערכה.

ובכל זאת, בואו נספור, זה יעזור לנו בעתיד לנווט בבחירת מצבי הפעלה, בבחירת ציוד, במערך הצרכנים עם חישובים שכבר הוחלו ולא תיאורטי:

• מהפך - 99500 רובל;

• סוללות - 18500 רובל x 20 = 370000 רובל;

• מודולים סולאריים - 17,500 רובל x 14 = 245,000 רובל.

כלומר, הציוד העיקרי יעלה 714500 רובל. פלוס חומרים, פלוס תקורה וכו '. סדר המספרים ברור. זה מיועד למערכת מן המניין שתאפשר, מבלי להכחיש מעצמה דבר לעצמה, להפעיל את הבית ממרץ עד ספטמבר, ולא רק בסופי שבוע.

באשר לתקופת החורף, בכוונה לא התחלתי לדבר על זה עכשיו, כי הייתה לי דעה משלי בעניין זה. נדבר איתך בנושא זה.

בוריס צופילו