Chọn một biến tần và tính toán pin cho một trạm năng lượng mặt trời gia đình

Trong bài viết "Một ví dụ về tính toán các tấm pin mặt trời cho ngôi nhà" chúng tôi nhận được giá trị tiêu thụ hàng ngày - 7919,8 W * giờ và lượng năng lượng cần thiết để đáp ứng nhu cầu hàng ngày của các thiết bị chúng tôi liệt kê - 396 A * giờ.

Chúng ta hãy làm một phép tính cổ điển của toàn bộ hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời, bao gồm cả pin mặt trời. Tôi muốn cảnh báo bạn ngay lập tức, trong tính toán này, tôi đã không theo đuổi mục tiêu giảm thiểu các chỉ số kinh tế (chúng tôi sẽ giải quyết vấn đề này sau), mà chỉ đặt ra nhiệm vụ để hiển thị quy trình tính toán.

Lựa chọn biến tần

Dựa trên danh sách các thiết bị mà chúng tôi liệt kê, chúng tôi có thể quyết định các tham số chính biến tần cho hệ thống của chúng tôi.

Thứ nhất, vì danh sách các thiết bị chứa các thiết bị bao gồm động cơ: máy bơm điện, tủ lạnh, máy giặt, máy hút bụi, chúng ta chắc chắn có thể và nên nói về một biến tần có đầu ra điện áp hình sin chứ không phải là một hình sin.

Thứ hai, điện áp đầu vào của biến tần phải tương ứng với điện áp được chọn bởi chúng tôi - 24V.

Đối với quyền lực, sự lựa chọn của nó phụ thuộc vào cách bạn đồng ý sử dụng thiết bị của mình. Nếu bạn cho rằng cần phải vận hành đồng thời các thiết bị sử dụng nhiều năng lượng, như máy giặt, lò vi sóng, bàn ủi và tất cả những thứ này dựa trên nền tảng của tủ lạnh đang hoạt động, bạn sẽ phải bổ sung công suất định mức của chúng.

Bạn sẽ nhận được công suất cực đại, sẽ xác định công suất của biến tần (tối thiểu 5 kW), nhưng bản thân bạn hiểu rằng nếu bạn không sử dụng các thiết bị này cùng một lúc, thì công suất của biến tần sẽ ít hơn, do đó giá của nó sẽ thấp hơn. Tùy bạn.

Với danh sách các thiết bị đã được thống nhất và phân phối việc sử dụng chúng theo thời gian, chúng tôi có thể hạn chế sử dụng biến tần 3.0 kW: nhà sản xuất OutDack Power Technologies, model có bộ sạc tích hợp: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E đã thông hơi 3000 W, 24 V, 80 A (chi phí trung bình 99500 rúp).

Xem thêm về chủ đề này:Biến tần: sóng hình sin hay sóng hình sin biến đổi?

Tính toán pin

Bây giờ hãy nói về pin. Chúng tôi đã biết về mục đích của pin từ bài viết Pin Pin cho pin mặt trời ". Chỉ cần quyết định cách chúng ta sử dụng ngôi nhà. Nếu bạn đến vào cuối tuần, theo đó, tiêu thụ điện chính sẽ được thực hiện vào cuối tuần. Nhưng sự tích lũy của nó, tức là pin sẽ được sạc cả tuần - từ thứ Hai đến tối thứ Sáu. Ví dụ, tôi đến nhà tôi vào cuối tuần.

Chúng tôi sẽ cung cấp dự trữ năng lượng cho một ngày. Tại sao một? Bởi vì trong năm ngày vắng mặt của tôi, xác suất sạc đầy pin là khá cao. Có thể cung cấp một dự trữ năng lượng được đảm bảo trong hai ngày, nhưng điều này có thể bằng cách tăng tổng công suất của pin, và do đó chi phí của toàn bộ hệ thống.

Bạn nên giới hạn bản thân trong một ngày và khi chi phí của toàn bộ hệ thống được phác thảo, hãy chơi với các tùy chọn chọn và xem xét phản ứng chi phí.

Nó là cần thiết để đưa vào tài khoản một vài điểm.

Thứ nhất: thực tế là việc xả pin đến độ sâu xả lớn "cũng giống như làm cho chúng không thể sử dụng được bằng tay của chính mình (tuổi thọ được giảm đáng kể). Bạn nên tập trung vào độ sâu xả 20 phần trăm.

Thứ hai: từ quan điểm vận hành an toàn, tốt nhất là sử dụng pin kín, vì pin không áp suất phát ra có hại cho hơi thở và khí nổ. Mặc dù sử dụng pin kín, tôi khuyên bạn nên chọn một phòng thoáng khí để lắp đặt.

Thứ ba: về hiệu suất cho một hệ thống tự trị, loại pin phù hợp nhất, mặc dù không phải là rẻ nhất pin gel (GEL).

Và cái cuối cùng. Nhiệt độ môi trường cũng cần được tính đến khi tính toán dung lượng pin cần thiết nếu pin phải được vận hành trong thời gian lạnh.

Ở nhiệt độ môi trường thấp, dung lượng pin giảm, tức là giảm cường độ năng lượng, mà pin có thể cung cấp ở nhiệt độ nhất định. Điều này có nghĩa là khi tính toán dung lượng cần thiết của pin (hoặc pin), bạn nên tăng giá trị tính toán của dung lượng để tạo dự trữ trong trường hợp pin bị giảm.

Nói một cách đơn giản, bạn nên nhân công suất tính toán với hệ số tương ứng với nhiệt độ:

• 26,7С - hệ số = 1,00;

• 21,2C - hệ số = 1,04;

• 15,6С - hệ số = 1,11;

• 10,0C - hệ số = 1,19;

• 4,4C - hệ số = 1,30;

• -1,1C - hệ số = 1,40;

• -6,7C - hệ số = 1,59.

Và như vậy. Tôi đã chọn một ngày để đảm bảo dự trữ năng lượng được đảm bảo: 396 A * h x 1 = 396 A * h.

Chúng tôi tính đến độ sâu xả: 396 A * h: 0.2 = 1980 A * h.

Vì tôi chỉ vận hành hệ thống trong giai đoạn mùa hè (chúng ta đang nói về nhiệt độ của môi trường): 1980 A * h x 1.00 = 1980 A * h.

Do đó, tổng dung lượng của pin (hoặc pin) là 1980 A * h.

Giả sử chúng ta chọn pin GEL, nhà sản xuất Haze, mô hình HZY 12-200 (chi phí trung bình 18500 rúp). Công suất danh nghĩa của nó là 200 A * h. Hãy tính toán có bao nhiêu pin sẽ được kết nối song song: 1980 A * h: 200 A * h = 9,9 chiếc.

Chúng tôi làm tròn (luôn làm tròn lên, ngay cả khi vị trí thập phân nhỏ hơn năm) - 10 miếng pin sẽ được kết nối song song.

Tìm hiểu có bao nhiêu pin sẽ được kết nối nối tiếp. Đối với điều này, chúng tôi chọn điện áp hệ thống (24 V) chia cho điện áp của một pin: 24 V: 12 V = 2.

Chà, chúng tôi tìm ra tổng số pin sẽ được bao gồm trong pin hệ thống: 10 x 2 = 20.

Chúng tôi có tổng số pin cần thiết để lắp ráp pin cho hệ thống: 20 cái.

Kết nối pin song song. Trong trường hợp này, điều này có nghĩa là pin phải được kết nối theo cặp (mười cặp như vậy) và lần lượt, mười cặp này được kết nối song song.

Chúng tôi tính toán thành phần của pin mặt trời.

Giả sử chúng ta chọn mô-đun năng lượng mặt trời 200 W, 24 V, đơn tinh thể, được sản xuất bởi Chinaland Solar Energy, model: CHN200-72M (chi phí trung bình 17500 rúp).

Để tính toán pin mặt trời, trước tiên bạn phải xác định độ phân giải năng lượng mặt trời của khu vực nơi hệ thống sẽ được vận hành. Bạn có thể tìm thấy dữ liệu về sự xấc xược trên Internet. Bạn có thể tìm thấy bằng truy vấn bức xạ mặt trời hàng tháng và hàng năm kW * h / m2, trong Yandex.

Ví dụ: nếu bạn đi Moscow (hoặc một thành phố ở vĩ độ Moscow 55,7), thời gian hoạt động là từ ngày 1 tháng 3 đến ngày 31 tháng 9, độ dốc của bảng điều khiển là 40,0 độ. Đương nhiên, từ toàn bộ phạm vi của các giá trị từ tháng 3 đến tháng 9, tôi chọn giá trị thấp nhất, tức là tồi tệ nhất trong tất cả. Tháng 9 này là 104,6. Tôi chia số này cho số ngày trong một tháng: 104,6: 30 = 3,49

Do đó, chúng tôi thu được giá trị trung bình của số giờ cao điểm nắng.

Hãy để tôi nhắc bạn, yêu cầu hàng ngày của chúng tôi là 7919,8 W * giờ.

Thiệt hại khi xả phí sẽ không quá 20%, chúng ta phải tính đến chúng: 7919,8 W * giờ x 1,2 = 9503,76 W * h.

Do đó, công suất của pin mặt trời nên là: 9503,76 W * h: 3,49 = 2723,14 watt.

Bây giờ chúng ta có thể xác định số lượng các mô-đun được kết nối song song, có tính đến loại của chúng, mà chúng ta đã chọn trước đó. Để làm điều này, trong các đặc điểm được chỉ định của các mô-đun, chúng tôi tìm thấy công suất cực đại tham số của mô-đun tại điểm công suất cực đại (hoặc điện áp tại điểm công suất tối đa và dòng điện tại điểm công suất tối đa và nhân chúng).

Trong trường hợp của chúng tôi, điện áp tại điểm công suất tối đa là 38,8 V, dòng điện tại điểm công suất tối đa là 5,15 ampe. Nhân chúng và nhận công suất tối đa tại điểm công suất tối đa: 38,8 V x 5,15 A = 199,82 watt.

Nghĩa là, công suất mô-đun tại điểm công suất tối đa là 199,82 watt. Chúng tôi chia năng lượng của pin mặt trời cho chỉ báo này của mô-đun và nhận giá trị mong muốn: 2723,14 W: 199,82 W = 13,63 chiếc.

Số lượng mô-đun được kết nối nối tiếp (điện áp hệ thống được chúng tôi chọn - 24 V được chia cho điện áp định mức của một mô-đun - 24 V): 24 V: 24 V = 1

Chúng tôi nhân số lượng mô-đun được kết nối song song và số lượng mô-đun được kết nối nối tiếp và điều này xác định tổng số mô-đun: 13,63 x 1 = 13,63 miếng

Một lần nữa, làm tròn lên. Do đó, số lượng các mô-đun năng lượng mặt trời nên là 14 (kết nối song song).

Chưa có kết luận

Chúng tôi đã thực hiện tính toán hệ mặt trời, nhưng vẫn còn quá sớm để đưa ra kết luận. Tôi đã không theo đuổi mục tiêu giảm thiểu chi phí cho toàn bộ hệ thống trong bài viết cụ thể này. Vì lý do này, không có ý nghĩa để tính kết quả của giá trị của nó.

Tuy nhiên, hãy tính, điều này sẽ giúp chúng ta trong tương lai điều hướng trong việc lựa chọn chế độ vận hành, lựa chọn thiết bị, trong nhóm người tiêu dùng với các tính toán đã áp dụng và không theo lý thuyết:

• Biến tần - 99500 rúp;

• Pin - 18500 rúp x 20 = 370000 rúp;

• Mô-đun năng lượng mặt trời - 17.500 rúp x 14 = 245.000 rúp.

Đó là, thiết bị chính sẽ có giá 714500 rúp. Cộng với vật liệu, cộng với chi phí, vv Thứ tự của các con số là rõ ràng. Điều này là cho một hệ thống đầy đủ sẽ cho phép, mà thực tế không từ chối bất cứ điều gì với chính nó, để vận hành ngôi nhà từ tháng ba đến tháng chín, không chỉ vào cuối tuần.

Đối với thời kỳ mùa đông, tôi cố tình không bắt đầu nói về nó bây giờ, bởi vì tôi có ý kiến ​​riêng của tôi về vấn đề này. Chúng tôi sẽ thảo luận về chủ đề này với bạn.

Boris Tsupilo