Dobór komponentów do systemów solarnych i turbin wiatrowych

W tym artykule spróbujemy pomóc Ci zrozumieć jak zaprojektować ekonomiczny system fotowoltaiczny (solarny) dla oświetlenia ulicznego czy domu. Zacznijmy od podstaw: Czym jest system fotowoltaiczny?

System energii słonecznej jest jednym z odnawialnych źródeł energii, który używa paneli fotowoltaicznych, aby przekształcić światło słoneczne w energię elektryczną. Wygenerowana energia może być zarówno magazynowana jak i używana bezpośrednio, kierowana z powrotem do sieci albo łączona z jednym lub większą liczbą innych źródeł energii elektrycznej albo innym odnawialnym źródłem energii. System solarny jest najbardziej niezawodnym i czystym źródłem energii elektrycznej, które może pasować do szerokiego zakresu zastosowań, takich jak domy czy mieszkania, przemysł, rolnictwo i inne. Oczywiście, jeśli pierwszy warunek jest spełniony: wystarczający czas ekspozycji na słońce.

Solarny system oświetlenia ulicznego

Solarne oświetlenie uliczne zawiera wiele różnych komponentów, które powinny być wybrane zgodnie z typem twojego systemu, lokalizacją i zastosowaniami. Główne części solarnego systemu oświetlenia ulicznego to panel solarny, solarny regulator ładowania, akumulator, falownik, słup, lampa LED-owa. Poniżej krótko wspomnimy o podstawowych cechach każdej części:

• Panel fotowoltaiczny - przekształca światło słoneczne w prąd stały

• Regulator ładowania - reguluje napięcie i prąd przechodzący z paneli solarnych do akumulatora i zapobiega nadmiernemu naładowaniu akumulatora oraz przedłuża życie akumulatora

• Akumulator - magazynuje energię w celu zaopatrzenia urządzeń elektrycznych, kiedy jest taka potrzeba

Jak zaprojektować najlepszy system dla twojego projektu solarnego oświetlenia ulicznego?

Solarne oświetlenie uliczne stało się bardziej popularne na rynku w tym roku, w szczególności w regionach z wystarczającą ilością energii słonecznej, gdzie udział w rynku rośnie coraz bardziej. W odpowiedzi, rynek jest zalewany LED-owymi solarnymi lampami ulicznymi o różnej jakości. Niektóre uliczne lampy solarne o niskiej jakości znacznie wpłynęły na odbiór klientów. Najczęściej pojawiający się problem to niewystarczający czas świecenia niektórych lamp. Uliczne oświetlenie solarne może być włączone tylko przez 2-3 godziny dziennie. Aby rozwiązać problem niewystarczającego czasu świecenia konieczne jest, aby wybrać akumulatory i panele solarne o odpowiedniej pojemności. A więc w jaki sposób obliczamy odpowiednią pojemność akumulatora i energii słonecznej?

 

Ustal jakie jest zużycie prądu twojego oświetlenia ulicznego

System oświetlenia ulicznego

Najpierw musisz obliczyć prąd wymagany przez cały solarny system oświetlenia ulicznego.

Na przykład: solarny system uliczny, lampy 2 sztuki, 30W, LED, 12V akumulator

Prąd=60W/12V=5A

 

Domowa instalacja fotowoltaiczna off-grid

Zużycie energii urządzeń i sprzętu elektrycznego zazwyczaj jest mierzone w watach. Aby obliczyć całkowite zużycie energii, pomnóż waty przez czas użytkowania (mierzony w godzinach). Na przykład:

• 20W telewizor włączony przez 2 godziny równa się 40 watogodzin

• 10W radio włączone przez 5 godzin równa się 50 watogodzin

• 20W pompa wodna włączona przez 20 minut równa się 6,66 watogodzin

• 30W żarówka halogenowa włączona przez 3 godziny równa się 90 watogodzin

• 70W laptop podłączony do gniazdka przez 2 godziny równa się 140 watogodzin

• 30W kuchenka mikrofalowa używana przez 3 godziny równa się 90 watogodzin

• 50W wentylator jest włączony przez 5 godzin, to jest równe 250 watogodzin

Dodaj do siebie wszystkie wartości watogodzin każdego urządzenia w twoim domu, aby dowiedzieć się jak wiele energii twój dom pochłania dziennie. Możesz również użyć swojego miesięcznego rachunku za prąd, żeby oszacować twoje zużycie energii w ciągu jednego dnia.

Poza tym, niektóre z nich mogą wymagać więcej watów, aby wystartować przez pierwszych kilka minut. Więc mnożymy rezultat przez 1,5 aby pokryć błąd pracy. Jeśli prześledzimy przykład wentylatora i kuchenki mikrofalowej: po pierwsze, nie możesz zignorować tego, że aktywacja urządzeń elektrycznych również wymaga pewnej ilości prądu. Po ustaleniu tego pomnóż moc każdego urządzenia przez liczbę godzin użytkowania, a następnie dodaj wszystkie wyniki. Ponieważ obliczenia nie biorą pod uwagę utraty efektywności, pomnóż uzyskany rezultat przez 1,5.

Przykład: Wentylator pracuje przez 7 godzin dziennie. Kuchenka mikrofalowa pracuje przez 1 godzinę w ciągu dnia.

100 x 5 + 500 x 1 = 1000 watogodzin 1000 x 1,5 = 1500 watogodzin

Obciążenie możesz również obliczyć używając dobrej jakości miernika cęgowego. Załóżmy dla tych obliczeń, że użyjemy miernika, który ma zakres pomiarowy do 600A. Używając tego miernika cęgowego możemy obliczyć zużycie energii w domu, biurze, szkole czy klinice medycznej. Zastosuj się do poniższych kroków, aby wyliczyć zużycie prądu:

1. Włącz wszystkie urządzenia

2. Użyj miernika cęgowego w przewodzie fazowym licznika elektrycznego

Podczas używania miernika cęgowego pokazuje on zużycie prądu w amperach. Na przykład 5A, 10A, 20A itp. Napięcie sieci zaczyna się od około 220V-240V. Ale musisz również sprawdzać napięcie używając tego miernika cęgowego.

3. Oblicz obciążenie = 220V x 5A = 1100W

 

Oblicz pojemność akumulatora

System oświetlenia ulicznego

Drugim krokiem będzie obliczenie wymaganej pojemności akumulatora.

Na przykład, czas świecenia solarnego oświetlenia ulicznego to 9,5 godz. każdej nocy, czas świecenia pod pełnym obciążeniem to 7 godz.

Przykład:

Źródłem światła jest lampa LED

• Świecenie ze 100% pełnym obciążeniem zaczyna się od godziny 19:30

• Świecenie z 50% obciążeniem zaczyna się od 23:00

• Następnego dnia od godziny 4:00 powraca do świecenia ze 100% obciążeniem

• Lampa LED przestaje świecić od 5:00 (następnego dnia)

Wymaga kontynuowania świecenia przez 5 deszczowych dni (5 deszczowych dni+ ostatnia noc, to 5+1=6 dni)

To:

•  3,5 godziny od 19:30 do 23:00 świecenia ze 100% pełnym obciążeniem

• 5 godzin od 23:00 do 4:00 (następnego dnia) świecenia z 50% obciążeniem, ilość potrzebna do świecenia z pełnym obciążeniem przez 2,5 godz.

• 1 godzina od 4:00 do 5:00

Więc całkowity czas świecenia wynosi 3,5 + 2,5 + 1 = 7 godzin

A zatem pojemność akumulatora=5A x 7h x 6(dni) = 210Ah

Dodatkowo, w celu uniknięcia nadmiernego naładowania lub nadmiernego rozładowania akumulatora, akumulatory są zazwyczaj ładowane tylko do poziomu około 80%, dokładniej pojemność 210 amperogodzin to tylko 80% prawdziwej pojemności w aplikacji. Co więcej, właściwa utrata powinna być mierzona zgodnie z różnymi obciążeniami. Na właściwy prąd podczas pracy akumulatora wpływają stałe źródło prądu, statecznik, utrata linii itp.

W związku z tym, właściwa pojemność akumulatora może być na poziomie 210Ah x 125% = 262,5Ah.

 

Domowa instalacja fotowoltaiczna off-grid

Używanie właściwego systemu paneli solarnych w domu jest ekonomiczne i przyjazne dla środowiska. Jednak jak wybrać odpowiedni akumulator i falownik? Podczas projektowania systemu solarnego może pojawić się problem, ponieważ twój akumulator musi być zarówno wystarczająco duży, aby spełnić twoje zapotrzebowanie na zasilanie i magazynować wystarczającą ilość energii, aby zaopatrywać urządzenia w nocy i podczas pochmurnych dni. Powinien być też wystarczająco mały, aby zredukować całkowity koszt systemu. Jeśli przesadzisz z wielkością akumulatorów solarnych, stracisz pieniądze. Jeśli wielkość twojego systemu będzie zbyt mała narazisz żywotność twojego akumulatora albo skończy Ci się energia- szczególnie w pochmurne dni. Jednak, jeśli znajdziesz odpowiednią pojemność akumulatora, twój system będzie działał bezproblemowo. Prawidłowy rozmiar urządzenia magazynującego energię zależy od wielu czynników. Jak więc obliczyć pojemność akumulatora dla twojego systemu solarnego? Będziesz potrzebować dwóch kluczowych informacji na temat zużycia energii oraz czasu autonomii. Temat zużycia energii opisaliśmy powyżej. Czym jest czas autonomii?

Instalacja solarna

Czas autonomii

Jak wiele dni twój system solarny będzie działał bez dostępu do światła słonecznego?

Jeśli mieszkasz w regionie, gdzie często zdarzają się pochmurne i deszczowe dni, twój akumulator musi mieć wystarczającą pojemność, aby zasilać twoje panele solarne, dopóki nie wyjdzie słońce. Musisz oszacować, przez ile dni nie będzie słońca w twojej okolicy. Ten krok jest kluczowy, aby upewnić się, że będziesz mógł używać energii słonecznej przez cały rok. Lepiej jest zastosować większy pakiet akumulatorów solarnych w regionach, gdzie występuje dużo pochmurnych dni, ale mniejszy pakiet akumulatorów solarnych jest wystarczający w regionach, gdzie często świeci słońce. Jednak zawsze rekomendowane jest raczej zawyżanie niż zaniżanie ich rozmiarów. Jeśli nie wiesz jaka jest dokładna liczba dni, podczas których twój system solarny nie będzie miał dostępu do słońca, możesz sprawdzić średnią roczną ilość pochmurnych dni w twojej okolicy w Internecie. Czas autonomii o długości dwóch dni oznacza, że twoje akumulatory mogą nieprzerwanie dostarczać energię przez dwa pełne dni bez ładowania. Standardowy czas autonomii wynosi z reguły od dwóch do pięciu dni.

Temperatura

Powinieneś również oszacować najniższą temperaturę, na jaką narażony będzie twój zespół akumulatorów. Ponownie, możesz znaleźć średnią najniższą temperaturę w twojej okolicy online. Ten krok pozwoli Ci dokładnie przewidzieć odpowiednią pojemność twojego zespołu akumulatorów.

Rozmiar falownika

Aby określić rozmiar twojego falownika, pierwszą rzeczą, którą należy zrobić jest obliczenie maksymalnego szczytowego zużycia. Jednym z wzorów, który można zastosować by się tego dowiedzieć jest dodanie mocy (W) wszystkich urządzeń w twoim domu, od kuchenek mikrofalowych do komputerów czy zwykłych wentylatorów. Wynik obliczeń będzie determinował rozmiar falownika, którego użyjesz.

Przykład: Pokój z dwoma 50-watowymi wentylatorami i 500-watową kuchenką mikrofalową. Rozmiar falownika wynosi 50 x 2 + 500 = 600W

Jaki rodzaj akumulatora jest polecany do systemów solarnych?

Po oszacowaniu dziennego zużycia energii musimy zastanowić się jaki rodzaj akumulatora będzie najlepszy, ponieważ mają one unikalne cechy i różne rozmiary. Typ akumulatora rekomendowany do użytku w systemach fotowoltaicznych to akumulator głębokiego cyklu. Akumulator głębokiego cyklu jest specjalnie zaprojektowany, aby być rozładowany do niskiego poziomu energii i szybko ponownie naładowany, albo cyklicznie ładowany i rozładowywany dzień po dniu przez lata. Obliczenie rozmiaru twojego zespołu akumulatorów jest również oparte o typ akumulatora. W oparciu o zużycie 10kWh dziennie:

Rozmiar akumulatora kwasowo-ołowiowego 

Rozmiar akumulatora litowego (np. LiFePO4)

10kWh x 2 (dla 50% głębokości rozładowania) x 1,2 (współczynnik nieefektywności) = 24kWh  10kWh x 1,2 (dla 80% głębokości rozładowania) x 1,05 (współczynnik nieefektywności) = 12,6kWh 

Pojemność akumulatora jest określona albo w kilowatogodzinach, albo w amperogodzinach. Na przykład, 24kWh = 500Ah na 48V → 500Ah x 48V = 24kWh

Zazwyczaj dobrym pomysłem jest zaokrąglenie w górę, aby pokryć nieefektywność falownika, spadek napięcia czy inne utraty. Pomyśl o tym jako o najmniejszym rozmiarze zespołu akumulatorów opartym na twoim typowym zużyciu. Możesz wziąć pod uwagę 600-800 amperów pojemności bazując na tym przykładzie, zależnie od twoich funduszy i innych czynników.

Jak wiele mocy mogę czerpać z akumulatora?

Niestety, nigdy nie będziesz w stanie użyć całej energii zmagazynowanej w akumulatorze. Każdy akumulator ma wskaźnik samorozładowania (DoD) aby zapobiec jego uszkodzeniu. Na przykład:

Akumulatory kwasowo-ołowiowe żelowe dostarczą Ci około 50% ich mocy (akumulator o mocy 100Ah posiada 50Ah mocy użytkowej)

• Akumulatory LiFePO4 dostarczą około 80% ich mocy (akumulator o mocy 100Ah posiada 80Ah mocy użytkowej)

Inne czynniki wpływające na rozmiar akumulatora

• Temperatura otoczenia- ciepło i zimno ma duży wpływ na wydajność i pojemność akumulatora

• Pory roku- ludzie zużywają więcej energii w różnych okresach w ciągu roku. Słońce produkuje więcej energii podczas lata niż zimą

• Budżet- rozmiar zespołu akumulatorów jest często kompromisem pomiędzy tym, ile chcesz wydać na akumulatory i tym jak często będziesz musiał uruchamiać swój generator zapasowy

Jak obliczyć pojemność akumulatora dla systemów solarnych?

Teraz, gdy wiesz już:

• Ile mocy potrzebujesz każdego dnia

• Ile dni zapasowych potrzebujesz

• Jaką maksymalną moc może dostarczyć Ci akumulator

Możesz w prosty sposób wyliczyć ile akumulatorów potrzebujesz.

Ustal pojemność urządzeń, które będziemy instalować w amperogodzinach: załóżmy, że mamy pompę nawadniającą, która pracuje w następujących warunkach: 160mh przez 24 godziny. Wtedy, w tym przypadku, aby obliczyć jej pojemność w amperogodzinach i porównać ją z akumulatorem dla systemu solarnego, jest konieczne aby zastosować następujący wzór: C = X * T. W tym przypadku „X” oznacza natężenie, a „T” czas. W przypadku powyższego przykładu, wynik będzie równy C = 0,16 * 24, czyli C = 3,84Ah.

Porównując do akumulatorów: będziemy musieli wybrać akumulator o pojemności większej niż 3,84Ah. Powinno się pamiętać, że jeśli akumulator jest używany w cyklu nie jest rekomendowane całkowite rozładowywanie akumulatora (tak jak w przypadku akumulatorów paneli solarnych), a więc jest polecane aby zbytnio nie rozładowywać akumulatora, jedynie do około 50% jego pojemności. Aby to zrobić, musimy podzielić uprzednio uzyskaną wartość- pojemność urządzenia w amperogodzinach- przez 0,5. Pojemność ładowania akumulatora powinna wynosić 7,68Ah lub więcej.

Akumulatory są zazwyczaj połączone w zespoły 12V, 24V lub 48V w zależności od rozmiaru systemu. Jeśli akumulatory są połączone szeregowo napięcie wzrośnie. Na przykład, jeśli połączysz dwa 12V akumulatory szeregowo, będziesz mieć 24V system. Aby utworzyć 48V system możesz użyć sześciu akumulatorów 6V i połączyć je szeregowo. Przykłady zespołów akumulatorów litowych i kwasowo-ołowiowych na bazie domu będącego poza siecią, zużywającego 10kWh dziennie:

Dla akumulatorów litowych, 12,6kWh jest równe:

• 1,050 amperogodzin na 12V

• 525 amperogodzin na 24V

• 262,5 amperogodzin na 48V

Dla akumulatorów kwasowo-ołowiowych 24 kWh jest równe:

• 2,000 amperogodzin na 12V

• 1,000 amperogodzin na 24V

• 500 amperogodzin na 48V

  

Tabela rozmiarowa zespołów akumulatorów

Twoje dzienne
zużycie energii

Największy polecany
rozmiar akumulatora dla…
Rozmiar systemu solarnego
2kW 3kW 5kW 7kW 10kW
5-10kWh Maksymalizacji zwrotów: 5kWh 4kWh 4kWh 4kWh 4kWh
Maksymalizacji niezależności energetycznej: 22kWh (czas autonomii energetycznej o długości 3 dni) 35kWh (czas autonomii energetycznej o długości 5 dni) 35kWh (czas autonomii energetycznej o długości 5 dni) 35kWh (czas autonomii energetycznej o długości 5 dni)
11-15kWh Maksymalizacji zwrotów: 4kWh 7kWh 9kWh 8kWh 8kWh
Maksymalizacji niezależności energetycznej: 40kWh (czas autonomii energetycznej o długości 3 dni) 65kWh (czas autonomii energetycznej o długości 5 dni) 65kWh (czas autonomii energetycznej o długości 5 dni)
16-20kWh Maksymalizacji zwrotów: 3kWh 6kWh 13kWh 12kWh 11kWh
Maksymalizacji niezależności energetycznej: 55kWh (czas autonomii energetycznej o długości 3 dni) 90kWh (czas autonomii energetycznej o długości 5 dni)
21-25kWh Maksymalizacji zwrotów: 2kWh 5kWh 12kWh 16kWh 15kWh
Maksymalizacji niezależności energetycznej: 23kWh (0,77 dni  ochrony przed przerwą w dostawie prądu) 70kWh (czas autonomii energetycznej o długości 3 dni)
26-30kWh Maksymalizacji zwrotów: 1kWh 4kWh 11kWh 18kWh 18kWh
Maksymalizacji niezależności energetycznej: 40kWh (1,5 dni ochrony przed przerwą w dostawie prądu)
31-40kWh Maksymalizacji zwrotów: 3kWh 10kWh 17kWh 23kWh
Maksymalizacji niezależności energetycznej: 27kWh (0.7 dni ochrony przed przerwą w dostawie prądu)

 

Dobór akumulatora do turbiny wiatrowej

Zazwyczaj preferowane są akumulatory kwasowo-ołowiowe w niskiej cenie, dla turbin wiatrowych od 100W do 300W akumulatory o pojemności 100Ah - 200Ah, natomiast dla turbin wiatrowych od 300W do 600W akumulatory 200Ah – 400Ah. Dolne i górne limity napięcia ładowania powinny być kontrolowane przez falownik. Turbina wiatrowa używa ładunku zmiennego do akumulatora, na prąd zmienny wpływa stan akumulatora. W celu zachowania pojemności ładowania i rozładowania oraz oczekiwanej długości życia, akumulator magazynujący energię powinien być instalowany w takich miejscach, które są suche, chłodne i wentylowane w okresie letnim oraz ciepłe zimą.

Turbina

 

Oblicz moc panelu solarnego (Wp)

System oświetlenia ulicznego

Zgodnie z powyższym przykładem, solarne oświetlenie uliczne musi pracować przez 7 godzin każdej nocy, podczas gdy około 4,5 godziny wynosi czas, w którym akumulator ma dostęp do wystarczającej ilości światła słonecznego. (czas ekspozycji paneli solarnych na efektywne światło słoneczne jest inne dla każdego regionu). Napięcie panelu solarnego to 17,4V. Dodaj przynajmniej 20% ilości wymaganej dla paneli solarnych.

Wp / 17,4V = (5A x 7h x 120%) / 4,5h,

A więc, Wp=162W

Ponadto, w montażach solarnych lamp ulicznych utrata linii, utrata regulatora oraz istnienie statecznika lub źródła prądu stałego są różne. W praktycznych zastosowaniach ta różnica może wynosić około 15%-25%. A więc wartość 162W jest jedynie wartością teoretyczną, aby uzyskać właściwą należy dodać 15%-25%, 162W (115% - 125%) = 186,3W - 202,5W. Na tej podstawie możesz obliczyć ilość paneli fotowoltaicznych dla systemu. Podziel otrzymaną wartość przez moc znamionową Wp paneli fotowoltaicznych dostępnych na rynku. Zaokrąglij jakąkolwiek ułamkową część wyniku do największej pełnej liczby i to będzie ilość wymaganych paneli fotowoltaicznych.

Wynik obliczeń jest minimalną liczbą paneli solarnych. Jeśli więcej paneli fotowoltaicznych zostanie zainstalowane, system będzie działał lepiej i żywotność akumulatora zostanie poprawiona. Jeśli mniej paneli solarnych zostanie użyte, system może w ogóle nie działać podczas okresów zachmurzenia i żywotność akumulatora zostanie skrócona.

Domowa instalacja fotowoltaiczna off-grid

Producent zawsze określa maksymalną moc szczytową panelu fotowoltaicznego w danych technicznych (Wp = peak watts). Jednakże ta wartość może być osiągnięta jedynie wtedy, gdy słońce świeci na panel pod kątem 90°.

Jeśli oświetlenie lub kąt nie będą dopasowane, wydajność panelu będzie spadać. W praktyce zostało odkryte, że podczas przeciętnego słonecznego dnia panel solarny dostarcza około 45% swojej szczytowej wydajności podczas 8-godzinnego okresu.

Wielkość panelu solarnego powinna być obliczana w następujący sposób:

(59 watogodzin: 8 godzin) : 0,45 = 16,93W

A więc moc szczytowa panelu solarnego powinna wynosić 16,39 Wp albo więcej.

Jeśli rozważasz zastosowanie paneli solarnych w swoim domu, będziesz miał największą korzyść z ich "konsumpcji własnej" energii, którą produkują w ciągu dnia. Prostym powodem dla tego zjawiska jest to, że używanie energii solarnej samodzielnie pozwala Ci uniknąć nabywania drogiej energii z sieci zamiast zyskiwania jedynie niewielkiej korzyści za wysyłanie jej do sieci. Twój wskaźnik "konsumpcji własnej" będzie zależał od ilości energii, której używasz w ciągu dnia, wzoru twojego zużycia w trakcie dnia i rozmiaru systemu, który zainstalujesz. Możesz zwiększyć swój poziom solarnej konsumpcji własnej poprzez włączanie większej ilości urządzeń w ciągu dnia- manualnie lub używając domowego systemu zarządzania energią.

Poniższa tabela zawiera bardzo przybliżone, oszacowane wskaźniki solarnej konsumpcji własnej dla zakresu popularnych rozmiarów systemów solarnych i poziomów zużycia energii. Ogólnie polecamy wybieranie rozmiarów systemów solarnych, które oznaczają, że twój poziom konsumpcji własnej pozostanie wyższy niż 30%.

Twoje dzienne
zużycie energii
Wskaźnik konsumpcji własnej
dla różnych rozmiarów systemów solarnych
2kW  3kW  5kW  7kW  10kW 
5-10kWh 30% 25% 17% 13% 9%
11-15kWh 48% 38% 26% 20% 15%
16-20kWh 57% 46% 34% 26% 20%
21-25kWh 66% 53% 40% 32% 24%
26-30kWh 73% 59% 44% 37% 28%
31-40kWh 82% 67% 50% 42% 34%

Przypomnienie: Powyższa tabela jest bardzo generalizowanym, orientacyjnym przewodnikiem, nie bierze ona pod uwagę lokalizacji ani nachylenia i ukierunkowania twojego dachu- nie mówiąc o cenach systemów i szczegółach finansowych takich jak okres zwrotu.

 

Ustal rozmiar solarnego regulatora ładowania

System oświetlenia ulicznego

Solarny regulator ładowania jest zazwyczaj oceniany pod względem pojemności natężenia oraz napięcia. Wybierz regulator ładowania tak aby dopasować go do napięcia paneli fotowoltaicznych oraz akumulatorów, a później określ który typ solarnego regulatora ładowania jest odpowiedni dla twojego zastosowania. Upewnij się, że solarny regulator ładowania ma wystarczającą pojemność, aby obsługiwać prąd z paneli fotowoltaicznych. Dla typu szeregowego regulatora ładowania rozmiar regulatora zależy od całkowitego prądu wyjściowego paneli fotowoltaicznych, który jest dostarczany do regulatora, zależy również od konfiguracji panelu fotowoltaicznego (połączenie szeregowe albo równoległe).

Zgodnie ze standardową praktyką rozmiar solarnego regulatora ładowania uzyskujemy poprzez wzięcie prądu zwarciowego (lsc) dla paneli fotowoltaicznych i pomnożenie go przez 1,3.

Wielkość solarnego regulatora ładowania= całkowity prąd zwarciowy paneli fotowoltaicznych x 1,3

Uwaga: dla regulatorów ładowania MPPT rozmiar będzie inny

Domowa instalacja fotowoltaiczna off-grid

Podczas wybierania regulatora ładowania natężenie prądu panelu jest najważniejszym kryterium selekcji. Ponieważ kiedy akumulator systemu solarnego jest ładowany, panel solarny jest odłączany od akumulatora magazynującego energię i regulator ładowania powoduje zwarcie. To może zapobiegać powstawaniu zbyt wysokiego napięcia generowanego przez panel solarny i uszkodzeniu panelu solarnego.

W związku z tym prąd regulatora ładowania musi być równy lub większy od prądu zwarciowego używanego panelu solarnego. Jeśli kilka paneli solarnych jest połączonych równolegle w systemie fotowoltaicznym, suma prądów zwarciowych wszystkich paneli jest wartością decyzyjną.

W niektórych przypadkach regulator ładowania przyjmuje również rolę monitorowania konsumentów. Jeśli użytkownik rozładowuje akumulator systemu solarnego podczas deszczowych pór roku, regulator odłączy użytkownika od akumulatora magazynującego energię w odpowiednim momencie.

     Pojemność akumulatora 12V
8Ah 14Ah 60Ah 90Ah 110Ah 165Ah 220Ah

Moc

panela

solarnego

20W 5 godz. 9 godz.          
30W   6 godz. 26 godz.        
55W     14 godz. 21 godz. 27 godz.    
115W     7 godz. 10 godz. 13 godz.    
175W       7 godz. 8 godz. 12 godz.  
320W         5 godz. 7 godz. 9 godz.
  Czas ładowania akumulatora z regulatorem MPPT

Przykład

Dom ma poniższe zużycie urządzeń elektrycznych:

• Jedna 18W świetlówka ze statecznikiem elektronicznym używana przez 4 godziny dziennie

• Jeden 60W wentylator używany przez 2 godziny dziennie

• Jedna 75W lodówka, która pracuje przez 24 godziny ze sprężarką działającą przez 12 godzin i wyłączoną przez 12 godzin

System będzie zasilany przez 12Vdc, 110Wp panel fotowoltaiczny.

1. Ustal potrzeby zużycia energii

Całkowite używanie urządzeń = (18W x 4 godziny) + (60W x 2 godziny) + (75W x 24 x 0,5 godzin) = 1,092 watogodzin/dzień

Całkowita potrzebna energia paneli fotowoltaicznych = 1,092 x 1,3 = 1,419 watogodzin/dzień

2. Ustal wielkość panelu fotowoltaicznego

• Całkowita moc szczytowa potrzebnej pojemności panelu fotowoltaicznego =

1,419 / 3,4 = 413,9 Wp

• Ilość potrzebnych paneli fotowoltaicznych = 413,9 / 110 = 3,76 paneli

Właściwa ilość = 4 panele

Więc ten system powinien być zasilany przez przynajmniej 4 panele o mocy szczytowej 110.

3. Rozmiar falownika

Całkowita liczba watów wszystkich urządzeń = 18 + 60 + 75 = 153W

Dla bezpieczeństwa powinno się rozważyć falownik w o 25%-30% większym rozmiarze.

Rozmiar falownika powinien wynosić około 190W albo więcej.

4. Rozmiar akumulatora

Całkowite zużycie urządzeń = [(18W x 4 godziny) + (60W x 2 godziny) + (75W x 24 x 0,5 godzin)] x 3

Całkowita wymagana ilość amperogodzin- 535,29 Ah

Więc akumulator powinien mieć pojemność 12V, 600Ah, czas autonomii 3 dni.

5. Rozmiar solarnego regulatora ładowania

Specyfikacja panelu fotowoltaicznego:

Pm = 110 Wp

Vm = 16,7 Vdc

Im = 6,6A

Voc= 20,7A

Isc= 7,5A

Solarny regulator ładowania = (4 panele x 7,5 A) x 1,3 = 39 A

Nasze osiągnięcia

e-Gazele Biznesu 2016 e-Gazele Biznesu 2020 e-Gazele Biznesu 2022

Wyróżnienia od Euler Hermes
"Złoty Płatnik 2015"
"Złoty Płatnik 2016"
Złoty płatnik 2015 Złoty płatnik 2016 Eksport

Firma Logisoft - właściciel marki Elektriko - prowadzi nieprzerwanie działalność już 18 lat - od 14 sierpnia 2006 roku. Zaufało nam już 26109 firm. W ofercie posiadamy 22 226 produktów.

Plików cookie używamy do spersonalizowania treści i reklam, aby oferować funkcje społecznościowe i analizować ruch w naszej witrynie. Informacje o tym, jak korzystasz z naszej witryny, udostępniamy partnerom społecznościowym, reklamowym i analitycznym. Partnerzy mogą połączyć te informacje z innymi danymi otrzymanymi od Ciebie lub uzyskanymi podczas korzystania z ich usług. Tutaj możesz dokonać szczegółowych ustawień lub cofnąć zgodę. Więcej informacji znajdziesz w naszej polityce prywatności .