Si të përmasoni një bankë të baterive diellore për ngarkesa reale

Shumica e udhëzuesve të përmasave ju tregojnë formulën dhe ndaloni këtu. Formula është pjesa e lehtë. Ajo që i tërheq njerëzit në instalimet reale është gjithçka rreth tij - kapaciteti i përdorshëm që ndryshon me kiminë dhe temperaturën, një inverter që nuk mund të japë mbitensionin që i nevojitet një pompë pusi ose një numër autonomie që dukej mirë në letër derisa një tre{3}}tre ditë me re e zbrazi bankën deri në drekë në ditën e dytë.

Ky udhëzues ecën nëpër madhësinë e bankës së baterive në mënyrën se si i afrohet një projektuesi i sistemit: filloni me ngarkesa reale, zbatoni formulën bazë, më pas rregulloni për realitetet inxhinierike që një ekuacion teksti lë jashtë. Deri në fund do të keni një gamë kapaciteti që mund të blini për - jo vetëm një numër në një tabelë të bardhë.

Sa i madh duhet të jetë një bankë e baterive diellore?

Marrëdhënia thelbësore e madhësisë është:

Kapaciteti i nevojshëm i përdorshëm (Wh)=Përdorimi ditor i energjisë (Wh) × Ditët e autonomisë

Pastaj ndani me thellësinë tuaj të synuar të shkarkimit (DoD) për të marrë kapacitetin nominal që ju duhet në të vërtetë për të blerë:

Kapaciteti nominal (Wh)=Kapaciteti i kërkuar i përdorshëm ÷ fraksioni i përdorshëm

Nëse bateritë tuaja vlerësohen në amp{0}}orë dhe jo në vat-orë, konvertojeni me:

Ah=Wh ÷ tensioni i sistemit

Kjo ju jep një pikënisje të mbrojtur. Ajo që e kthen atë në një dizajn të vërtetë është llogaritja e kimisë së baterisë, efikasiteti i udhëtimit vajtje-ardhje, kufijtë e inverterit, ngarkesat e mbingarkesës, temperatura dhe dritarja e rimbushjes diellore. Pjesa tjetër e këtij artikulli shpjegon se si.

Një shënim mbi formulën: disa udhëzues shkruajnë "përdorimi ditor × koha e rezervimit në orë", e cila funksionon vetëm nëse e ndani. Duke përdorurditët e autonomisëi mban njësitë konsistente dhe shmang gabimin më të zakonshëm të madhësisë që shohim në forumet DIY.

Kapaciteti i baterisë kundrejt fuqisë dalëse

Përpara se çdo numër të thotë diçka, ndihmon të ndash dy gjëra që njerëzit shpesh ngatërrojnë:

• Kapaciteti (Wh ose kWh)- sa energji ruan banka. Kjo është ajo që llogaritin formulat e përmasave.
• Fuqia (W ose kW)- sa shpejt mund të shpërndahet ajo energji në një moment të caktuar. Kjo kufizohet nga shkalla C- e baterisë dhe, më shpesh, nga inverteri.

Një bankë 10 kWh me një inverter 3 kW mund të përdorë një laptop për ditë të tëra, por nuk mund të ndezë një pompë pusi me 5 kuaj fuqi. Nëse ky dallim është i panjohur, atëherëndryshimi midis kW dhe kWhia vlen të lexohet shpejt përpara se të vazhdoni - gabimet në përmasa shpesh fillojnë këtu.

Kapaciteti nominal kundrejt kapacitetit të përdorshëm

Një bateri 10 kWh pothuajse kurrë nuk ju jep 10 kWh energji ditore të përdorshme. Ajo që ju merrni në të vërtetë varet nga:

• Thellësia e sigurt e shkarkimit të kimisë - Prodhuesit e LiFePO4 zakonisht specifikojnë 80–95% DoD për përdorim në biçikletë, ndërsa acidi i plumbit-përmbytur zakonisht mbahet në 50% për të ruajtur jetën e ciklit
• Sistemet e litiumit me efikasitet vajtje-ardhje-- janë përgjithësisht 90–95%; acidi i plumbit rreth 80-85%
• Temperatura - kapaciteti i litiumit bie në temperatura të ulëta dhe ngarkimi nën zero zakonisht ndalohet pa ngrohës. Kjo vlen të shqyrtohet më në detaje nëse instaloni jashtë (Gama e temperaturës së baterisë së litiumitmbulon pragjet)
• Vetë konsumi i inverterit-dhe shpenzimet e përgjithshme të BMS

Mblidhini këto së bashku dhe "10 kWh nominale" mund të bëhet lehtësisht 7–8 kWh energji ditore reale, e përdorshme në një sistem litiumi dhe më afër 4 kWh në një bankë acidi plumb-. Kjo është ajo ku shumica e instalimeve të vogla shkojnë keq: njerëzit përmasojnë nga numri i ngjitëses dhe anashkalojnë zvogëlimin.

Hapi 1

Para se të vendosni përmasat e ndonjë gjëje, vendosni se çfarë duhet të bëjë bateria. Rastet reale të përdorimit duken kështu:

• Rezervimi thelbësor- frigorifer, drita, internet, disa priza, ndoshta një pajisje mjekësore
• Rezervimi i pjesshëm- i shtëpisë- disa qarqe kritike gjatë një ndërprerjeje
• Rezervimi i gjithë-shtëpisë- objektiv shumë më i madh, shpesh ka nevojë për mbështetje nga gjeneratori
• Vendbanimi jashtë rrjetit-- përdorim i përditshëm plus hapësirë ​​ruajtëse gjatë natës dhe motit të keq-
• RV, furgon, varkë- hapësirë ​​ruajtëse kompakte për ngarkesat celulare

Këta skenarë kanë zarfe përmasash shumë të ndryshme dhe cili prej tyre zbatohet për ju - më shumë se çdo formulë - jep përgjigjen përfundimtare. Nëse nuk keni vendosur nëse jeni në rrjet-të lidhur, jashtë-rrjetit ose hibrid, ky është vendi për të filluar (aktivizuar-rrjeti vs off-rrjeti vs sistemet diellore hibridezbërthen dallimet).

Llogaritja e përdorimit ditor të energjisë

Për çdo ngarkesë:

Watts × orë në ditë=Wh në ditë

Dy gjëra që fillestarëve u mungojnë rregullisht këtu:

1. Fuqia e targës së emrit nuk është fuqia e kohës së funksionimit.Një frigorifer i vlerësuar me 120 W nuk tërheq 120 W vazhdimisht - ai cikle. Përdorimi i pllakës së emrit si tërheqje e vazhdueshme mbivlerëson Wh ditore me afërsisht 2–3×. Një matës kWh në prizë në pajisjen aktuale për një ose dy ditë është shumë më i saktë.
2. Lëkundjet sezonale kanë rëndësi.Ajri i kondicionuar, ngrohja e hapësirës, ​​pompat e puseve dhe ngrohësit elektrikë të ujit kanë variacione të mëdha nga verë-në{-dimër. Madhësia për muajin më të keq që ju intereson, jo mesatarja vjetore.

Një listë tipike e ngarkesave rezervë-mund të duket kështu:

Hapi 2: Vendosni Sa ditë autonomie ju nevojiten

Autonomia është numri i ditëve që banka duhet të mbajë ngarkesat tuaja me pak ose aspak input diellor. Objektivat tipike:

• 0,5 ditë (vetëm gjatë natës)Sistemi i lidhur me - rrjet-me diellore gjatë ditës që kompenson shumicën e ngarkesave
• 1 dite- e zakonshme për klimat me diell dhe dizajne të fokusuara në rezervë-
• 2-3 ditë- jashtë-shtëpive të rrjetit në zona me diell të besueshëm, ose rajone që shohin zona të herëpashershme me re
• 3–5+ ditë- gjerësi veriore, ngarkesa të rënda dimërore ose vende me periudha të gjata me re

TëLlogaritësi NREL PVWattsjep vendndodhjen-përllogaritje specifike të prodhimit diellor muaj pas muaji dhe leximi i rezultatit më të keq-mujor është zakonisht më i dobishëm se mesatarja vjetore kur vendosni se për çfarë autonomie të projektoni.

Ka një tregti të vërtetë- këtu. Çdo ditë shtesë autonomie shton kosto dhe peshë të konsiderueshme, dhe bankat më të mëdha gjithashtu kanë nevojë për grupe më të mëdha diellore për t'i rimbushur ato brenda orëve të disponueshme të diellit. Instaluesit e rrjetit të çaktivizuar zakonisht çiftojnë 2-3 ditë bateri me një gjenerator në vend që të përcaktojnë madhësinë për 5+ ditë, sepse një gjenerator është më i lirë se kapaciteti shtesë i baterisë që zëvendëson.

Hapi 3: Shndërroni nevojat për energji në kapacitet të baterisë

Me përdorimin e përditshëm dhe autonominë e vendosur, futuni në formula:

Kërkohet hapësirë ​​ruajtëse e përdorshme=Wh ditore × ditë autonomie

Kapaciteti nominal=Hapësirë ​​ruajtëse e nevojshme e përdorshme ÷ fraksion i përdorshëm

Fraksioni i përdorshëm varet nga kimia dhe sa konservatore dëshironi të veproni:

• LiFePO4:80–90% është një shifër e arsyeshme planifikimi për shumicën e përdorimit të banesave; verifikoni gjithmonë fletën e të dhënave të prodhuesit
• AGM / acid plumbi i mbyllur:zakonisht planifikohet rreth 50%
• Acid plumbi i përmbytur-:50%, me barazimin periodik

Shembull i punuar: 3,000 Wh/ditë × 1,5 ditë autonomi=4,500 Wh të përdorshme. Në LiFePO4 me 85% të përdorshme, kjo është 4,500 ÷ 0,85 ≈ 5,300 Wh nominale. Në AGM në 50%, i njëjti objektiv është 9000 Wh nominale - gati dyfishi. Kimia nuk është një fusnotë; është afërsisht një shumëzues 2× se sa duhet të blini.

Konvertimi i Wh në Ah

Shumica e baterive rezidenciale të litiumit shiten tani në kWh, por vlerësimet e amp{0}}orëve janë ende të zakonshme për sistemet 12V dhe 24V. Konvertimi është:

Ah=Wh ÷ tensioni i sistemit

• 5000 Wh në 12V=417 Ah
• 5000 Wh në 24V=208 Ah
• 5000 Wh në 48V=104 Ah

Nëse njësia Ah është e panjohur,çfarë do të thotë Ah në një baterimbulon përkufizimin dhe mënyrën se si ai lidhet me kohën e ekzekutimit.

Hapi 4: 12V vs 24V vs 48V - Zgjidhni tensionin e duhur të sistemit

Tensioni i sistemit nuk është vetëm një specifikim - ai përcakton madhësinë e kabllit, opsionet e inverterit, efikasitetin dhe shkallën e shkallës së sistemit.

• 12V:RV, furgona, kabina të vogla, sisteme me një-inverter nën ~1,5 kW. Disponohen aksesorë të thjeshtë dhe të lirë DC. Mbi ~ 2 kW ngarkesë të vazhdueshme, instalimet elektrike 12V bëhen jopraktikisht të trasha.
• 24V:Kabina të madhësisë së mesme-dhe shtëpitë e vogla jashtë rrjetit- deri në afërsisht 3–4 kW të vazhdueshme. Një bazë e arsyeshme e mesme kur invertorët 48V janë të tepërt, por 12V është shumë i kufizuar.
• 48V:Standardi për rezidencialet e të gjithë-shtëpisë rezervë, invertorët më modernë hibridë dhe çdo sistem serioz të shkëputur nga rrjeti. Rryma më e ulët nënkupton kabllo më të hollë, efikasitet më të lartë dhe pajtueshmëri me gamën më të gjerë të pajisjeve.

Një rregull i përbashkët: nëse ngarkesa juaj e vazhdueshme tejkalon 3 kW, parazgjedhja është 48 V. Shumica e invertorëve hibridë modernë rezidencialë dhe baterive LFP të tensionit të lartë- janë ndërtuar rreth 48 V nominale osebateri e grumbulluar me tension më të lartë-topologjitë posaçërisht sepse 12V dhe 24V nuk përshkallëzohen qartë në ngarkesat e tëra-shtëpia.

Hapi 5: Përputhni kiminë me aplikacionin

Krahasimi i sinqertë, i zhveshur nga marketingu:

Për llogaritjen e kostos në bazë shumë-vjecare, LFP ka fituar segmentet rezidenciale dhe C&I gjatë pesë viteve të fundit, dhe organizata siDepartamenti Amerikan i Energjisëkanë dokumentuar rënien e madhe të kostos që e ka bërë litiumin të paracaktuar për instalimet e reja. Për një vështrim më të thellë se si krahasohen kimitë për ruajtje në mënyrë specifike, shihlloje të ndryshme baterish për ruajtjen e energjisë.

Përmasat sipas rastit të përdorimit

Këto janë intervale fillestare për vlerësim, jo ​​vlera të projektimit - klima juaj, ngarkesat dhe zgjedhja e inverterit do t'i zhvendosin numrat në të dy drejtimet.

Çfarë madhësia e thjeshtë nuk kap

Formula supozon një botë të pastër. Instalimet reale kanë skaje:

• Ngarkesat e mbitensionit.Motorët (pompat e pusit, kompresorët, njësitë AC) mund të tërheqin 3–7× fuqinë e tyre të vlerësuar për një ose dy sekonda në fillim. Bateria duhet ta furnizojë atë rrymë dhe inverteri duhet ta kalojë atë. Udhëtimi i invertorëve të vogël; bankat e vogla ulen.
• Efikasiteti i udhëtimit vajtje-ardhje-.Energjia brenda nuk është energji jashtë. Sistemet e litiumit humbasin afërsisht 5–10% vajtje-ardhje-; acidi i plumbit humbet 15–20%. Nëse keni nevojë për 3 kWh, duhet të vendosni 3,3-3,6 kWh.
• Ulja e temperaturës.LFP humbet kapacitetin e përdorshëm nën rreth 0 gradë dhe në përgjithësi nuk mund të karikohet nën zero pa një ngrohës të brendshëm. Mjediset e nxehta (35 gradë +) përshpejtojnë plakjen e kalendarit. Nëse instalimi është në një garazh, rimorkio ose kabinet në natyrë, kjo ndryshon kufirin tuaj të madhësisë.
• Dritarja e rimbushjes diellore.Një bankë 15 kWh që merr vetëm 3 orë dielli të përdorshme në dimër ka nevojë për kapacitet të mjaftueshëm PV dhe kontrollues karikimi për ta zëvendësuar atë energji. Një bankë e tepërt me një grup të vogël është një bankë që fundoset ngadalë.
• Lidhja AC kundër DC.Arkitektura ndryshon ku ndodhin humbjet dhe cilat komponentë ju nevojiten. (Hapësira ruajtëse e baterisë e lidhur me AC-kundër DC-e mbulon këtë në detaje.)

Një rregull i përdorshëm: pasi të keni goditur një numër me formulën, shtoni 15–25% diferencë për-kushtet reale të botës, përveç nëse i keni modeluar në mënyrë eksplicite të gjitha sa më sipër.

Dy shembuj të punuar

Shembulli 1: Rezervimi thelbësor në një klimë të butë

Ngarkesa: 2,120 Wh/ditë (nga tabela e mësipërme). Objektivi: 1 ditë autonomi gjatë ndërprerjeve. Kimia: LFP në 85% e përdorshme.

Kërkohet të përdorshme=2,120 × 1=2,120 Wh
Nominale=2,120 ÷ 0,85 ≈ 2500 Wh
Me një diferencë reale botërore 20%-: ~3000 Wh (3 kWh)

Në 48V, kjo është rreth 62 Ah. Shumica e baterive LFP rezidenciale fillojnë me 5 kWh, kështu që blerja praktike është një njësi 48V 5 kWh - e cila ju jep gjithashtu hapësirë ​​për të mbuluar një ndërprerje më të gjatë ose për të shtuar një ngarkesë të vogël.

Shembulli 2: Kabina jashtë-rrjetit

Ngarkesa: 3,600 Wh/ditë (drita, frigorifer, laptop, pompë uji, të ndryshme). Objektivi: 2 ditë autonomi për të mbuluar një shtrirje tipike me re. Kimi: LFP në 85%.

Kërkohet të përdorshme=3,600 × 2=7,200 Wh
Nominale=7,200 ÷ 0,85 ≈ 8500 Wh
Me një diferencë prej 20% për zvogëlimin e dimrit dhe rritjen e ardhshme: ~ 10,200 Wh

Pra, një bankë LFP 10 kWh 48V është një objektiv i arsyeshëm - dhe në praktikë, shumica e instaluesve të rrjetit jashtë-do ta çiftonin këtë me një gjenerator të vogël për stuhi shumë-ditore dhe jo me madhësi për 4+ ditë autonomie, sepse gjeneratori është më i lirë për kWh sesa bateritë shtesë.

Gabimet e zakonshme të përmasave

• Përdorimi i fuqisë së targës së emrit në vend të konsumit të matur të kohës së funksionimit.Burimi i vetëm më i madh i listave të ngarkesave të mëdha.
• Përmasat nga kapaciteti nominal, duke injoruar DoD.E zakonshme në instalimet e plumbit-acideve ku blerësit presin që 100 Ah të thotë 100 Ah përdorim ditor.
• Duke harruar inverterin.Një bankë e madhe pas një inverteri 3 kW ende nuk mund të përdorë një ngarkesë 5 kW. Përputhni ato. TëInverter i duhur dhe çiftimi i baterisë për përdorim shtëpiakia vlen të mendoni para se të blini njërën.
• Asnjë plan për rimbushje diellore.Nëse PV-ja juaj nuk mund të zëvendësojë tërheqjen ditore brenda orëve të disponueshme të diellit, autonomia zgjat vetëm derisa banka të bjerë poshtë.
• Përmasat vetëm për ngarkesat e sotme.Karikimi i EV, pompat e nxehtësisë dhe gatimi me induksion janë shtesa të zakonshme tre-vjeçare. Lini hapësirën e kokës.