Υπολογισμός Αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος
6 ΒΗΜΑΤΑ για δημιουργία OFF-GRID / αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος
Υπολογισμός Αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος Ενδιαφέρεστε να σχεδιάσετε ένα ηλιακό σύστημα εκτός δικτύου ; Εδώ είναι τα 6 βήματα για να ξεκινήσετε.
#1) Υπολογίστε πόση ενέργεια χρειάζεστε / Υπολογισμός Αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος
Αυτό είναι το πιο σημαντικό βήμα, και πολλοί άνθρωποι προσπαθούν να το παρακάμψουν. Μην το κάνετε!
Το να σχεδιάζετε ένα ηλιακό σύστημα χωρίς να γνωρίζετε πόση ενέργεια χρειάζεστε είναι σαν να σχεδιάζετε ένα ταξίδι με αυτοκίνητο και να μην γνωρίζετε πόσο μακριά πηγαίνετε και με ποιο όχημα. Εντάξει, πήγαινε να αγοράσεις βενζίνη για το ταξίδι. Πόσο? Λοιπόν, αυτό εξαρτάται από την απόσταση και τα χιλιόμετρα αερίου σας. Το ίδιο και με τον ηλιακό. Δεν μπορείς να πεις απλά ότι θα πάω με 2 ηλιακούς συλλέκτες και μια μπαταρία και ελπίζω ότι θα είναι αρκετά για τις ανάγκες μου. Χρησιμοποιήστε την αριθμομηχανή φορτίου μας και εισαγάγετε τι θα τροφοδοτήσετε με το ηλιακό σας σύστημα. Πρέπει να θυμάστε απολύτως όλα όσα θα τροφοδοτούνται από το σύστημά σας – φαινομενικά μικρές αλλαγές μπορούν να κάνουν μεγάλη διαφορά.
#2 Υπολογίστε την ποσότητα των μπαταριών που χρειάζεστε / Υπολογισμός Αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος
Τώρα που ξέρετε πόση ενέργεια χρειάζεστε, πρέπει να υπολογίσετε πόσες μπαταρίες χρειάζεστε για να την αποθηκεύσετε.
Χρειάζεστε μόνο αρκετή αποθήκευση για μία ή δύο ημέρες ή χρειάζεται να έχετε αρκετές μπαταρίες για να αποθηκεύσετε 3 ή 4 ημέρες ή περισσότερες, ισχύς;
Έχετε άλλη πηγή ενέργειας, όπως γεννήτρια ή τουρμπίνα, που θα μπει αν δεν λάμπει ο ήλιος;
Θα αποθηκεύετε τις μπαταρίες σε ζεστό δωμάτιο ή θα βρίσκονται σε κρύο μέρος;
Οι μπαταρίες αξιολογούνται για αποθήκευση σε περίπου 80 βαθμούς Φαρενάιτ. Όσο πιο κρύο είναι το δωμάτιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η συστοιχία μπαταριών που χρειάζεστε – πάνω από 50% περισσότερο για κάτω από το μηδέν. Κάθε μία από αυτές τις απαντήσεις επηρεάζει το μέγεθος και το κόστος της τράπεζας μπαταριών σας.
Ποια τάση λειτουργίας μπαταρίας χρειάζεστε – 12V, 24V ή 48V; Γενικά, όσο μεγαλύτερο είναι το σύστημα, τόσο οι συστοιχίες μπαταριών υψηλότερης τάσης χρησιμοποιούνται για να διατηρηθεί ο αριθμός των παράλληλων στοιχειοσειρών στο ελάχιστο και να μειωθεί η ποσότητα ρεύματος μεταξύ της συστοιχίας μπαταρίας και του μετατροπέα . Εάν έχετε απλώς ένα μικρό σύστημα και θέλετε να μπορείτε να φορτίζετε το κινητό σας τηλέφωνο και να τροφοδοτείτε συσκευές 12V DC στο RV σας, τότε μια βασική τράπεζα μπαταριών 12V έχει νόημα. Αλλά αν χρειάζεται να τροφοδοτείτε πολύ περισσότερα από 2000 watt τη φορά, θα θελήσετε να εξετάσετε τα συστήματα 24 volt και 48 volt. Εκτός από τη μείωση του αριθμού παράλληλων σειρών μπαταριών που θα έχετε, θα σας επιτρέψει να χρησιμοποιήσετε λεπτότερη και φθηνότερη χάλκινη καλωδίωση μεταξύ των μπαταριών και του μετατροπέα.
Χρησιμοποιήστε την αριθμομηχανή μας εκτός δικτύου για να υπολογίσετε τι μέγεθος τράπεζας μπαταριών χρειάζεστε με βάση αυτές τις απαντήσεις.
#3 Υπολογίστε τον αριθμό των ηλιακών συλλεκτών που χρειάζονται για την τοποθεσία σας και την εποχή του χρόνου
Το δεύτερο μισό της αριθμομηχανής μας εκτός δικτύου μπορεί να σας βοηθήσει να υπολογίσετε πόσα ηλιακά πάνελ θα χρειαστείτε για το ηλιακό σας σύστημα. Αφού μάθετε πόση ενέργεια χρειάζεται να βγάζετε την ημέρα από την αριθμομηχανή φορτίου, θα πρέπει να της πείτε πόση ηλιοφάνεια θα πρέπει να συλλέξετε. Αυτή η διαθέσιμη ενέργεια από τον ήλιο για μια τοποθεσία αναφέρεται ως “ηλιακές ώρες”.
Ο αριθμός των “ηλιακών ωρών” είναι πόσες ώρες ο διαθέσιμος ήλιος που λάμπει στα πάνελ σας υπό γωνία κατά τη διάρκεια της ημέρας ισούται με το ηλιακό φως, σαν να έλαμπε απευθείας στα ηλιακά πάνελ σας όταν παίρνουν τη μεγαλύτερη ισχύ. Όπως γνωρίζετε, ο ήλιος δεν είναι τόσο φωτεινός στις 8 π.μ. όσο είναι το μεσημέρι, επομένως μια ώρα πρωινού ήλιου μπορεί να μετρηθεί ως μισή ώρα, όπου η ώρα από το μεσημέρι έως τη 13:00 θα ήταν μια ολόκληρη ώρα. Και εκτός και αν ζείτε κοντά στον ισημερινό, δεν έχετε τον ίδιο αριθμό ωρών ηλιακού φωτός το χειμώνα όπως το καλοκαίρι.
Θέλετε να ακολουθήσετε το χειρότερο σενάριο για την περιοχή σας, την εποχή με τη λιγότερη ηλιοφάνεια που θα χρησιμοποιείτε το σύστημα. Με αυτόν τον τρόπο, δεν θα έχετε έλλειψη ηλιακής ενέργειας για ένα μέρος του έτους. Αν πρόκειται για καλοκαιρινή κατασκήνωση, δεν χρειάζεται να σχεδιάζετε για το χειμώνα, αλλά εάν πρόκειται για ένα σπίτι όλο το χρόνο ή για μια καμπίνα κυνηγιού, πρέπει να του πείτε τον αριθμό των ωρών ηλιοφάνειας που αντιστοιχούν στον χειμώνα.
#4 Επιλέξτε έναν ελεγκτή ηλιακής φόρτισης / Υπολογισμός Αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος
Λοιπόν, έχουμε μπαταρίες και έχουμε ηλιακό, τώρα χρειαζόμαστε έναν τρόπο να διαχειριστούμε την παροχή ενέργειας από τον ηλιακό στις μπαταρίες. Ένας εξαιρετικά πρόχειρος υπολογισμός για να καταλάβετε τι μέγεθος ηλιακού ελεγκτή φόρτισης χρειάζεστε είναι να πάρετε τα βατ από τον ηλιακό και να τα διαιρέσετε με την τάση της τράπεζας μπαταρίας. Προσθέστε άλλο 25% για έναν παράγοντα ασφάλειας.
Τώρα πρέπει να λάβετε υπόψη πολλά περισσότερα με την επιλογή του ελεγκτή φόρτισης. Οι ελεγκτές φόρτισης διατίθενται με δύο κύριους τύπους τεχνολογιών, PWM και MPPT. Εν ολίγοις, εάν η τάση της συστοιχίας ηλιακών πάνελ ταιριάζει με την τάση της συστοιχίας μπαταριών, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν ελεγκτή φόρτισης PWM. Έτσι, εάν έχετε ένα πάνελ 12 V και μια τράπεζα μπαταριών 12 V, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε PWM. Εάν η τάση του ηλιακού σας πάνελ είναι διαφορετική από την μπαταρία και δεν μπορεί να συνδεθεί σε σειρά για να ταιριάζει, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν ελεγκτή φόρτισης MPPT. Εάν διαθέτετε ηλιακό πάνελ 20 V και έχετε συστοιχία μπαταρίας 12 V, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ελεγκτή φόρτισης MPPT.
#5 Επιλέξτε έναν μετατροπέα / Υπολογισμός Αυτόνομου φωτοβολταικού συστήματος
Τώρα που έχουμε αποτελεσματικά φορτισμένες μπαταρίες, πρέπει να κάνουμε την ισχύ χρησιμοποιήσιμη. Εάν εκτελείτε μόνο φορτία DC απευθείας από την τράπεζα μπαταριών σας, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα. Ωστόσο, εάν τροφοδοτείτε οποιοδήποτε φορτίο AC, πρέπει να μετατρέψετε το συνεχές ρεύμα από τις μπαταρίες σε εναλλασσόμενο ρεύμα για τις συσκευές σας. Είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζετε τι είδους τροφοδοσία AC χρειάζεστε. Εάν βρίσκεστε στη Βόρεια Αμερική, το πρότυπο είναι 120/240V διαχωρισμένη φάση, 60Hz. Στην Ευρώπη και σε μεγάλο μέρος της Αφρικής και σε ορισμένες χώρες της Νότιας Αμερικής, είναι 230V single 50Hz. Σε ορισμένα νησιά, είναι ένα ενδιαφέρον μείγμα και των δύο. Ορισμένοι μετατροπείς μπορούν να διαμορφωθούν μεταξύ τάσεων ή/και συχνοτήτων, πολλοί είναι σταθεροί. Ελέγξτε λοιπόν προσεκτικά τις προδιαγραφές του μετατροπέα που σας ενδιαφέρει για να βεβαιωθείτε ότι ταιριάζει με τις ανάγκες σας.
Πρέπει επίσης να γνωρίζετε πόσα watt συνολικά θα χρειαστεί ο μετατροπέας σας για να τροφοδοτήσει. Ευτυχώς, πολύ πίσω στο πρώτο βήμα, δημιουργήσατε μια λίστα φορτίων που υπολόγιζε τόσο τα σταθερά βατ όσο και τις απαιτήσεις υπέρτασης των φορτίων σας. Λάβετε υπόψη ότι ένας μετατροπέας έχει σχεδιαστεί για μια συγκεκριμένη συστοιχία μπαταριών τάσης, όπως 12, 24 ή 48 volt, επομένως πρέπει να γνωρίζετε τι συστοιχία μπαταριών τάσης θα έχετε προτού εγκατασταθείτε στον μετατροπέα. Λάβετε αυτό υπόψη εάν πιστεύετε ότι μπορεί να αναπτύξετε το σύστημά σας στο μέλλον. Εάν σκοπεύετε να έχετε μια τράπεζα μπαταρίας υψηλότερης τάσης αργότερα, να γνωρίζετε ότι ο μετατροπέας χαμηλότερης τάσης δεν θα λειτουργήσει στο νέο μεγαλύτερο σύστημα. Επομένως, είτε προγραμματίστε εκ των προτέρων και ξεκινήστε με την υψηλότερη τάση είτε σχεδιάστε να αλλάξετε τον μετατροπέα σας στο μέλλον.