Scelta di un inverter e calcolo della batteria per una centrale solare domestica

Nell'articolo "Un esempio di calcolo dei pannelli solari per la casa" abbiamo ottenuto il valore del consumo giornaliero - 7919,8 W * ora e la quantità di energia necessaria per coprire le esigenze quotidiane dei dispositivi che abbiamo elencato - 396 A * ora.

Facciamo un classico calcolo dell'intero sistema di alimentazione solare, compresa la batteria solare. Voglio avvertirti subito, in questo calcolo non ho perseguito l'obiettivo di minimizzare gli indicatori economici (ci occuperemo più avanti di questo), ma ho solo impostato il compito di mostrare la procedura di calcolo.

Selezione dell'inverter

In base all'elenco dei dispositivi che abbiamo elencato, possiamo decidere i parametri principali inverter per il nostro sistema.

In primo luogo, poiché l'elenco dei dispositivi contiene dispositivi che includono motori: una pompa elettrica, un frigorifero, una lavatrice, un aspirapolvere, possiamo certamente e dovremmo parlare di un inverter che ha un'uscita di tensione sinusoidale piuttosto che un quasi sinusoide.

In secondo luogo, la tensione di ingresso dell'inverter deve corrispondere alla tensione scelta da noi - 24V.

Per quanto riguarda il potere, la sua scelta dipende da come accetti di usare i tuoi dispositivi. Se ritieni necessario azionare contemporaneamente dispositivi ad alta intensità energetica, come lavatrice, microonde, ferro da stiro e tutto questo sullo sfondo di un frigorifero funzionante, dovrai sommare le loro capacità nominali.

Riceverai la potenza di picco, che determinerà la potenza dell'inverter (minimo 5 kW), ma capisci tu stesso che se non usi questi dispositivi contemporaneamente, la potenza dell'inverter sarà inferiore, quindi il suo prezzo sarà inferiore. Dipende da te

Dato l'elenco concordato di dispositivi e la loro distribuzione nel tempo, potremmo limitarci a un inverter da 3,0 kW: il produttore OutDack Power Technologies, un modello con un caricabatterie integrato: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E ventilato 3000 W, 24 V, 80 A (costo medio di 99500 rubli).

Vedi anche su questo argomento:Inverter: sinusoidale o sinusoidale modificata?

Calcolo della batteria

Ora parliamo di batterie. Conosciamo già lo scopo delle batterie dall'articolo "Batterie per celle solari". È solo necessario decidere come usare la casa. Se arrivate nei fine settimana, di conseguenza, il consumo di elettricità principale verrà effettuato nei fine settimana. Ma il suo accumulo, cioè le batterie verranno caricate per tutta la settimana, dal lunedì al venerdì sera. Ad esempio, vengo a casa mia nei fine settimana.

Forniremo una riserva di energia per un giorno. Perché uno? Perché per cinque giorni della mia assenza, la probabilità di una carica completa delle batterie è piuttosto alta. È possibile fornire una riserva di energia garantita per due giorni, ma ciò è possibile aumentando la capacità totale delle batterie e quindi il costo dell'intero sistema.

Si consiglia di limitarsi a un giorno e quando viene indicato il costo dell'intero sistema, giocare con le opzioni di prelievo e osservare la reazione dei costi.

È necessario tenere conto di alcuni altri punti.

Primo: il fatto è che scaricare le batterie a una grande "profondità di scarica" ​​equivale a renderle inutilizzabili con le proprie mani (la durata è ridotta in modo significativo). Dovresti concentrarti sulla profondità di scarica del 20 percento.

Secondo: dal punto di vista del funzionamento sicuro, è meglio usare batterie sigillate, poiché batterie non pressurizzate emettono danni alla respirazione e gas esplosivi. Nonostante l'uso di batterie sigillate, consiglierei di scegliere una stanza ben ventilata per la loro installazione.

Terzo: in termini di prestazioni per un sistema autonomo, il tipo di batteria più adatto, anche se non il più economico batterie al gel (GEL).

E l'ultimo. La temperatura ambiente deve essere presa in considerazione anche nel calcolo della capacità richiesta della batteria se le batterie devono essere utilizzate in periodi freddi.

A basse temperature ambiente, la capacità della batteria diminuisce, ad es. intensità energetica ridotta, che la batteria è in grado di fornire a una determinata temperatura. Ciò significa che quando si calcola la capacità richiesta della batteria (o delle batterie), è necessario aumentare il valore calcolato della capacità per creare una riserva in caso di diminuzione.

In parole semplici, è necessario moltiplicare la capacità calcolata per il coefficiente corrispondente alla temperatura:

• 26,7С - coefficiente = 1,00;

• 21.2C - coefficiente = 1.04;

• 15.6С - coefficiente = 1.11;

• 10,0 C - coefficiente = 1,19;

• 4.4C - coefficiente = 1.30;

• -1,1 C - coefficiente = 1,40;

• -6.7C - coefficiente = 1.59.

E così. Ho scelto un giorno per garantire una riserva di energia garantita: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Teniamo conto della profondità di scarico: 396 A * h: 0.2 = 1980 A * h.

Da quando utilizzo il sistema solo nel periodo estivo (stiamo parlando della temperatura dell'ambiente): 1980 A * h x 1.00 = 1980 A * h.

Pertanto, la capacità totale della batteria (o delle batterie) è di 1980 A * h.

Supponiamo di aver scelto una batteria GEL, prodotta da Haze, modello HZY 12-200 (costo medio di 18500 rubli). La sua capacità nominale è di 200 A * h. Calcoliamo quante batterie saranno collegate in parallelo: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 pz.

Arrotondiamo per eccesso (sempre per eccesso, anche se il numero dopo il punto decimale è inferiore a cinque) - 10 batterie verranno collegate in parallelo.

Scopri quante batterie saranno collegate in serie. Per questo, selezioniamo la tensione di sistema (24 V) divisa per la tensione di una batteria: 24 V: 12 V = 2.

Bene, scopriamo quante batterie totali saranno incluse nella batteria di sistema: 10 x 2 = 20.

Abbiamo ottenuto il numero totale di batterie necessarie per assemblare la batteria per il sistema: 20 pezzi.

Collegamento della batteria in serie parallela. In questo caso, ciò significa che le batterie devono essere collegate in coppia in serie (dieci di tali coppie) e, a loro volta, queste dieci coppie sono collegate in parallelo.

Calcoliamo la composizione della batteria solare.

Supponiamo di scegliere un modulo solare da 200 W, 24 V, monocristallino, prodotto da Chinaland Solar Energy, modello: CHN200-72M (costo medio di 17500 rubli).

Per calcolare la batteria solare, è necessario innanzitutto determinare l'insolazione solare della regione in cui verrà utilizzato il sistema. È possibile trovare dati sull'insolazione su Internet. È possibile trovare la query "radiazione solare mensile e annuale kW * h / m2" in Yandex.

Ad esempio: se prendi Mosca (o una città alla latitudine di Mosca 55.7), il periodo di funzionamento va dal 1 marzo al 31 settembre, la pendenza del pannello è di 40,0 gradi. Naturalmente, da tutta la gamma di valori da marzo a settembre compreso, scelgo il valore più basso, ovvero il peggio di tutti. Questo settembre è 104.6. Divido questo numero per il numero di giorni in un mese: 104.6: 30 = 3.49

Pertanto, abbiamo ottenuto il valore medio del numero di ore di punta soleggiate.

Lascia che te lo ricordi, il nostro fabbisogno giornaliero è di 7919,8 W * ora.

Le perdite allo scarico della carica non supereranno il 20%, dobbiamo tenerne conto: 7919,8 W * ora x 1,2 = 9503,76 W * h.

Quindi, la potenza della batteria solare dovrebbe essere: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 watt.

Ora possiamo determinare il numero di moduli collegati in parallelo, tenendo conto del loro tipo, che abbiamo selezionato in precedenza. Per fare ciò, nelle caratteristiche indicate dei moduli troviamo il parametro potenza di picco del modulo nel punto di massima potenza (o tensione nel punto di massima potenza e corrente nel punto di massima potenza e moltiplicarli).

Nel nostro caso, la tensione nel punto di massima potenza è di 38,8 V, la corrente nel punto di massima potenza è di 5,15 ampere. Moltiplicali e ottieni la massima potenza nel punto di massima potenza: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 watt.

Cioè, la potenza del modulo nel punto di massima potenza è 199,82 watt. Dividi la potenza della batteria solare per questo indicatore del modulo e ottieni il valore desiderato: 2723.14 W: 199.82 W = 13.63 pz.

Il numero di moduli collegati in serie (la tensione di sistema scelta da noi - 24 V è divisa per la tensione nominale di un modulo - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Moltiplichiamo il numero di moduli collegati in parallelo e il numero di moduli collegati in serie e questo determina il numero totale di moduli: 13,63 x 1 = 13,63 pezzi

Ancora una volta, arrotonda. Pertanto, il numero di moduli solari dovrebbe essere 14 (collegati in parallelo).

Non ancora una conclusione

Abbiamo fatto il calcolo del sistema solare, ma è ancora troppo presto per trarre delle conclusioni. Non ho perseguito l'obiettivo di ridurre al minimo il costo dell'intero sistema in questo particolare articolo. Per questo motivo, non ha senso calcolare il risultato del suo valore.

Eppure, contiamo, questo ci aiuterà in futuro a navigare nella scelta delle modalità operative, nella scelta delle attrezzature, nell'insieme dei consumatori con calcoli già applicati e non teorici:

• Inverter - 99500 rubli;

• Batterie: 18500 rubli x 20 = 370000 rubli;

• Moduli solari - 17.500 rubli x 14 = 245.000 rubli.

Cioè, l'attrezzatura principale costerà 714500 rubli. Più materiali, più spese generali, ecc. L'ordine dei numeri è chiaro. Questo è per un sistema a tutti gli effetti che consentirà, senza praticamente negare nulla a se stesso, di gestire la casa da marzo a settembre, non solo nei fine settimana.

Per quanto riguarda il periodo invernale, non ho deliberatamente iniziato a parlarne ora, perché avevo la mia opinione in merito. Discuteremo questo argomento con te.

Boris Tsupilo