Бодит ачаалалд зориулж нарны батерейг хэрхэн хэмжих вэ

Хэмжээ тогтоох ихэнх гарын авлагууд томьёог хэлээд тэнд зогсоно. Томъёо бол хялбар хэсэг юм. Хүмүүсийг жинхэнэ суурилуулалтад хүргэдэг зүйл бол түүний эргэн тойронд байгаа бүх зүйл - хими болон температурын дагуу өөрчлөгддөг ашиглалтын хүчин чадал, худгийн насосны хэрэгцээг хангаж чадахгүй инвертер эсвэл хоёр дахь өдрийн үдийн цайны цагаар гурван- өдөр бүрхэг сунах хүртэл цаасан дээр сайн харагдах автономит тоо юм.

Энэхүү гарын авлага нь систем зохион бүтээгчийн хэрхэн хандах талаар батарейны хэмжээг тодорхойлоход: бодит ачааллаас эхэлж, үндсэн томъёог хэрэглэж, дараа нь сурах бичгийн тэгшитгэлийг орхигдуулсан инженерийн бодит байдалд тохируулна. Төгсгөлд нь та зөвхөн самбар дээрх тоо биш --г худалдан авах хүчин чадалтай болно.

Нарны батерейны банк хэр том байх ёстой вэ?

Хэмжээний үндсэн хамаарал нь:

Шаардлагатай ашиглах хүчин чадал (Wh)=Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээ (Wh) × Бие даасан байдлын өдрүүд

Дараа нь бодитоор худалдаж авах шаардлагатай нэрлэсэн хүчин чадлыг авахын тулд зорилтот цэнэгийн гүнд (DoD) хуваана:

Нэрлэсэн хүчин чадал (Wh)=Шаардлагатай ашиглах хүчин чадал ÷ ашиглах боломжтой фракц

Хэрэв таны батерейг ватт цагаар биш ам-цагаар үнэлдэг бол дараах байдлаар хөрвүүлнэ үү:

Аа=Wh ÷ системийн хүчдэл

Энэ нь таныг хамгаалах боломжтой эхлэлийн цэг болно. Үүнийг жинхэнэ загвар болгон хувиргах хүчин зүйл бол батерейны хими, -тоглолтын үр ашиг, инвертерийн хязгаар, хүчдэлийн ачаалал, температур, нарны зайн цэнэглэх цонх зэргийг тооцоолох явдал юм. Энэ нийтлэлийн үлдсэн хэсэг нь яаж гэдгийг тайлбарласан болно.

Томъёоны талаархи тэмдэглэл: зарим гарын авлагад "өдөр тутмын хэрэглээ × нөөцлөх цаг" гэж бичдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн хуваахад л ажиллах болно. Ашиглаж байнабие даасан байдлын өдрүүднэгжийг тогтвортой байлгаж, DIY форум дээр бидний харж буй хамгийн нийтлэг хэмжээсийн алдаанаас зайлсхийдэг.

Батерейны хүчин чадал, гаралтын хүч

Аливаа тоо нь ямар нэг зүйлийг илэрхийлэхээс өмнө хүмүүсийн хооронд нийлдэг хоёр зүйлийг салгахад тусалдаг:

• Хүчин чадал (Вт цаг эсвэл кВт цаг)- банк хэр их эрчим хүч хуримтлуулдаг. Үүнийг хэмжээсийн томъёогоор тооцдог.
• Эрчим хүч (Вт эсвэл кВт)- тухайн агшинд тэр эрчим хүчийг хэр хурдан хүргэж болохыг. Энэ нь батерейны C-хязгаарлалт, ихэвчлэн инвертерээр хязгаарлагддаг.

3 кВт-ын инвертертэй 10 кВт-ын хүчин чадалтай банк нь зөөврийн компьютерийг хэдэн өдрийн турш ажиллуулах боломжтой боловч 5 морины хүчтэй худгийн насосыг ажиллуулж чадахгүй. Хэрэв энэ ялгаа нь танил биш болкВт ба кВт цагийн ялгааҮргэлжлүүлэхээсээ өмнө хурдан уншихад илүүдэхгүй - хэмжээсийн алдаа эндээс эхэлдэг.

Нэрлэсэн хүчин чадал ба ашиглах боломжтой хүчин чадал

10 кВт.ц багтаамжтай батерей нь танд өдөрт 10 кВт.ц эрчим хүчийг бараг хэзээ ч өгдөггүй. Та юу авахаас хамаарна:

• Химийн аюулгүй гоожих гүнийг - LiFePO4 үйлдвэрлэгчид дугуй унахад ашиглах зорилгоор ихэвчлэн 80-95% DoD гэж тодорхойлдог бол үерт автсан хар тугалга{4}}хүчлийг мөчлөгийн хугацааг хадгалахын тулд ихэвчлэн 50% хүртэл барьдаг.
• Хоёр талын{0}}аяллын үр ашиг - литийн систем нь ерөнхийдөө 90–95%; хар тугалга{4}}80-85% орчим хүчил
• Температурын - литийн багтаамж бага температурт буурдаг бөгөөд халаагуургүйгээр хөлдөхөөс доош цэнэглэхийг ихэвчлэн хориглодог. Хэрэв та гадаа суулгасан бол үүнийг илүү нарийвчлан авч үзэх нь зүйтэй юм (лити батерейны температурын хүрээбосгыг хамардаг)
• Инвертерийн өөрийн-хэрэглээ ба BMS-ийн нэмэлт зардал

Эдгээрийг нэгтгэж чадвал "10 кВт.ц нэрлэсэн" нь литийн систем дээр 7-8 кВт.ц бодит, өдөр тутмын хэрэглэж болох эрчим хүч болох ба хар тугалга-хүчлийн давхаргад 4 кВт.цагт ойртоно. Эндээс ихэнх жижиг суулгацууд буруу болдог: хүмүүс стикерийн дугаараас хэмжээсийг нь тохируулж, хасалтыг алгасдаг.

Алхам 1

Хэмжээ хийхээсээ өмнө батерей юу хийх ёстойг шийдээрэй. Бодит хэрэглээний тохиолдлууд дараах байдалтай байна.

• Чухал нөөцлөлт- хөргөгч, гэрэл, интернет, хэдэн цэг, магадгүй эмнэлгийн хэрэгсэл
• Хэсэгчилсэн-гэрийн нөөцлөлт- тасалдлын үед цөөн хэдэн чухал хэлхээ
• Бүхэл-гэрийн нөөцлөлт- илүү том зорилт, ихэвчлэн генераторын дэмжлэг шаарддаг
• Сүлжээнээс гадуурх-байшин- өдөр тутмын хэрэглээ болон шөнийн болон цаг агаарын таагүй-загвар
• RV, фургон, завь- гар утасны ачаалалд зориулсан авсаархан санах ой

Эдгээр хувилбарууд нь маш өөр хэмжээтэй дугтуйтай бөгөөд аль нь танд тохирох - ямар ч томьёо - эцсийн хариултыг өгөхөөс илүү. Хэрэв та сүлжээ-холбогдсон, хол-сүлжээнд эсвэл эрлийз эсэхээ шийдээгүй байгаа бол эхлэх газар нь (on-сүлжээ ба унтраах-сүлжээ ба гибрид нарны системялгааг задалдаг).

Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээг тооцоолох

Ачаалал бүрийн хувьд:

Ватт × өдөрт цаг=Өдөрт Вт

Энд анхлан суралцагчид байнга алддаг хоёр зүйл:

1. Нэрийн хавтангийн ватт нь ажиллах үеийн ватт биш юм.120 Вт-ын хүчин чадалтай хөргөгч нь 120 Вт-ыг тасралтгүй - авдаггүй. Нэрийн хавтанг тасралтгүй сугалах байдлаар ашиглах нь өдөр тутмын Wh-ийг ойролцоогоор 2–3×-аар хэтрүүлдэг. Бодит төхөөрөмж дээр нэг эсвэл хоёр өдрийн турш кВт.ц-ын залгуур-бол илүү нарийвчлалтай.
2. Улирлын хэлбэлзэл чухал.Агааржуулалт, орон зайн халаалт, худгийн насос, цахилгаан ус халаагч-зун{1}}өвөл- асар их өөрчлөлттэй байдаг. Жилийн дундаж биш харин таны санаа тавьдаг хамгийн муу сарын хэмжээ.

Ердийн нэн шаардлагатай{0}}нөөц ачааллын жагсаалт дараах байдалтай байж болно:

Алхам 2: Хэд хоногийн бие даасан байдал хэрэгтэйг шийд

Автономит гэдэг нь банк таны ачааг нарны эрчим хүчээр бага эсвэл огт ашиглахгүй байх өдрийн тоо юм. Ердийн зорилтууд:

• 0.5 өдөр (зөвхөн шөнө)- ихэнх ачааллыг нөхдөг өдрийн нарны энергитэй-сүлжээнд холбогдсон систем
• 1 өдөр- нарлаг цаг агаар, нөөц{1}}төвлөрсөн загварт нийтлэг байдаг
• 2-3 хоногНайдвартай нарны эрчим хүч ихтэй бүс нутаг эсвэл үе үе үүлэрхэг бүсүүд -сүлжээний гэрүүдээс - унтраах боломжтой
• 3–5+ өдөр- хойд өргөрөг, өвлийн их ачаалал, эсвэл урт үүлтэй газрууд

TheNREL PVWatts тооцоолуурбайршлын -нарны үйлдвэрлэлийн тодорхой тооцоог сар сараар өгдөг ба хамгийн муу-сарын гарцыг унших нь хэр их бие даасан байдлаар төлөвлөхөө шийдэх үед жилийн дунджаас илүү ашигтай байдаг.

Энд жинхэнэ хямдрал- байна. Бие даасан байдлын нэмэлт өдөр бүр ихээхэн зардал, жин нэмдэг бөгөөд том банкуудад нарны цагаар цэнэглэхийн тулд илүү том нарны зай хэрэгтэй. Сүлжээнээс гадуур{3}}сүлжээ суурилуулагчид ихэвчлэн 5+ хоногийн зайг тохируулахын оронд 2-3 хоногийн зайг генератортой хослуулдаг, учир нь генератор нь солих нэмэлт багтаамжаас хямд байдаг.

Алхам 3: Эрчим хүчний хэрэгцээг батерейны багтаамж болгон хувиргах

Өдөр тутмын хэрэглээ болон бие даасан байдлыг шийдсэний дараа дараах томъёог оруулна уу:

Шаардлагатай ашиглах боломжтой хадгалах сан=Өдөр бүр Wh × бие даасан байдал

Нэрлэсэн хүчин чадал=Шаардлагатай ашиглах хадгалах сан ÷ ашиглах боломжтой хэсэг

Хэрэглэх боломжтой фракц нь хими болон хэр консерватив байдлаар ажиллахыг хүсч байгаагаас хамаарна.

• LiFePO4:80-90% нь ихэнх орон сууцны хэрэглээний төлөвлөлтийн боломжийн үзүүлэлт юм; үргэлж үйлдвэрлэгчийн мэдээллийн хуудсыг шалгана уу
• AGM / битүүмжилсэн хар тугалга{0}}хүчил:ихэвчлэн ойролцоогоор 50% төлөвлөж байна
• Үерт автсан хар тугалга{0}}хүчил:50%, үе үе тэнцүүлэх

Ажилласан жишээ: 3,000 Вт.ц/өдөр × 1.5 хоногийн бие даасан байдал=4, 500 Вт цаг ашиглах боломжтой. 85% ашиглах боломжтой LiFePO4 дээр нэрлэсэн 4500 ÷ 0.85 ≈ 5300 Вт цаг байна. 50%-тай АГМ дээр ижил зорилтот 9,000 Вт нэрлэсэн - бараг хоёр дахин их байна. Хими бол зүүлт тайлбар биш; Энэ нь та хэр их худалдан авах ёстойг ойролцоогоор 2x үржүүлэгч юм.

Wh-г Ah руу хөрвүүлэх

Ихэнх литийн орон сууцны батерейг одоо кВтц-аар зардаг боловч 12V болон 24V системүүдэд ам-цагийн үнэлгээ нийтлэг хэвээр байна. Хөрвүүлэлт нь:

Аа=Wh ÷ системийн хүчдэл

• 12V-д 5000 Вт цаг=417 Ах
• 24V-д 5000 Вт цаг=208 Ах
• 48V-д 5000 Вт цаг=104 Ах

Хэрэв Ah нэгж нь танил биш бол,батерей дээр Ах юу гэсэн үг вэтодорхойлолт, энэ нь ажиллах хугацаатай хэрхэн холбоотой болохыг тусгасан.

Алхам 4: 12V ба 24V vs 48V - Системийн зөв хүчдэлийг сонгоно уу

Системийн хүчдэл нь зөвхөн тодорхой үзүүлэлт биш - бөгөөд энэ нь кабелийн хэмжээ, инвертерийн сонголт, үр ашиг, системийн хэмжээ хэр сайн болохыг тодорхойлдог.

• 12V:RV, фургон, жижиг кабин, ~1.5 кВт-аас бага-инвертер систем. Энгийн, хямд DC хэрэгслүүд боломжтой. Тасралтгүй ачааллын үед ~2 кВт-аас дээш бол 12В утас нь бараг зузаан болдог.
• 24V:Ойролцоогоор 3–4 кВт хүртэл хүчин чадалтай-дунд хэмжээтэй бүхээг болон жижиг сүлжээнээс гадуурх{1}}байшингууд. 48 В-ын инвертерүүд хэт ачаалалтай боловч 12 В нь хэтэрхий хязгаарлагдмал үед боломжийн дундаж үндэслэл.
• 48V:Орон сууцны бүхэл бүтэн-гэрийн нөөц, ихэнх орчин үеийн хайбрид инвертерүүд болон сүлжээнээс гадуурх-суурьтай системд зориулсан стандарт. Бага гүйдэл гэдэг нь илүү нимгэн кабель, өндөр үр ашиг, хамгийн өргөн хүрээний тоног төхөөрөмжтэй нийцтэй байхыг хэлнэ.

Түгээмэл дүрэм: хэрэв таны тасралтгүй ачаалал 3 кВт-аас хэтэрсэн бол өгөгдмөл нь 48 Вт байна. Ихэнх орчин үеийн орон сууцны хайбрид инвертерүүд болон өндөр хүчдэлийн LFP батерейнууд нь 48V нэрлэсэн эсвэл ойролцоогоор бүтээгдсэн.илүү өндөр-хүчдэлтэй овоолсон зай12V ба 24V нь бүхэл бүтэн-гэрийн ачаалалд бүрэн нийцдэггүй учраас топологи.

Алхам 5: Хими болон программыг тааруулна уу

Маркетингаас хасагдсан шударга харьцуулалт:

Зардлын математикийн хувьд олон-жилийн үндсэн дээр LFP нь сүүлийн таван жилийн хугацаанд орон сууцны болон C&I сегментүүдэд түрүүлсэн.АНУ-ын Эрчим хүчний яамЗардлын огцом бууралтыг баримтжуулсан бөгөөд энэ нь литийг шинэ суурилуулалтанд анхдагч болгосон. Химийн бодисууд хадгалалтын хувьд хэрхэн харьцуулагддаг талаар илүү гүнзгий харахыг хүсвэл үзнэ үүэрчим хүч хадгалах өөр өөр төрлийн батерей.

Хэмжээг ашиглах тохиолдолд

Эдгээр нь тооцооллын эхлэлийн мужууд бөгөөд дизайны үнэ цэнэ биш - таны цаг агаар, ачаалал, инвертерийн сонголт нь тоог хоёр чиглэлд шилжүүлэх болно.

Ямар энгийн хэмжээс нь барьж чаддаггүй вэ?

Томъёо нь цэвэр ертөнц гэж үздэг. Бодит суурилуулалт нь ирмэгтэй байдаг:

• Хэт их ачаалал.Моторууд (худгийн насос, компрессор, хувьсах гүйдлийн төхөөрөмж) нь эхлүүлэх үед нэг юм уу хоёр секундын турш нэрлэсэн хүчийг 3-7 дахин татах чадвартай. Зай нь энэ гүйдлийг хангах ёстой бөгөөд инвертер үүнийг дамжуулах ёстой. Бага хэмжээтэй инвертерийн аялал; жижиг банкууд уналтанд ордог.
• Хоёр талын{0}}аяллын үр ашиг.Орж буй энерги нь гадагшлах энерги биш юм. Литиум системүүд ойролцоогоор 5-10% -аял алддаг; хар тугалга{4}}хүчил 15-20% алддаг. Хэрэв танд 3 кВт.ц цахилгаан хэрэгтэй бол 3.3-3.6 кВт.ц оруулах шаардлагатай болсон.
• Температурын бууралт.LFP нь ашиглалтын хүчин чадлыг 0 хэмээс доош алдаж, дотоод халаагуургүйгээр ерөнхийдөө хөлдөхөөс доош цэнэглэгдэх боломжгүй. Халуун орчин (35 градус +) нь хуанлийн хөгшрөлтийг хурдасгадаг. Хэрэв угсралт нь гараж, чиргүүл эсвэл гадаа шүүгээнд байгаа бол энэ нь таны хэмжээг өөрчилдөг.
• Нарны эрчим хүчээр цэнэглэх цонх.Өвлийн улиралд ердөө 3 цаг нарны гэрэл авдаг 15 кВт.цаг хүчин чадалтай банкинд энэ эрчим хүчийг бодитоор нөхөхөд хангалттай PV болон цэнэглэгч тохируулагчийн хүчин чадал хэрэгтэй. Бага хэмжээтэй массив бүхий том банк нь аажмаар живдэг банк юм.
• АС ба DC холболт.Архитектур нь алдагдал хаана тохиолддог, танд ямар бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй байгааг өөрчилдөг. (AC-хосолсон ба DC-хосолсон батерейны багтаамжҮүнийг нарийвчлан тусгасан болно.)

Ашиглах дүрэм: Хэрэв та дээрх бүх зүйлийг тодорхой загварчлаагүй бол томьёотой тоог дарсны дараа бодит{2}}дэлхийн нөхцөл байдлын хувьд 15-25% маржин нэмнэ үү.

Ажилласан хоёр жишээ

Жишээ 1: Зөөлөн цаг агаарт зайлшгүй шаардлагатай нөөц

Ачаалал: 2,120 Вт/хоног (дээрх хүснэгтээс). Зорилтот: 1 өдөр тасалдсан үед бие даасан байдал. Хими: LFP 85% ашиглах боломжтой.

Шаардлагатай ашиглах боломжтой=2,120 × 1=2,120 Вт
Нэрлэсэн=2,120 ÷ 0.85 ≈ 2,500 Вт.ц
20% бодит{1}}дэлхийтэй: ~3,000 Втц (3 кВт.ц)

48V-д энэ нь ойролцоогоор 62 Ah байна. Ихэнх орон сууцны LFP батерейнууд 5 кВт.ц-аас эхэлдэг тул практик худалдан авалт нь 5 кВт.ц 48 В-ын нэгж - бөгөөд энэ нь танд урт хугацааны тасалдлыг нөхөх эсвэл бага хэмжээний ачаалал нэмэх боломжийг олгоно.

Жишээ 2: Унтраах{1}}сүлжээний кабин

Ачаалал: Өдөрт 3600 Вт цаг (гэрэл, хөргөгч, зөөврийн компьютер, усны насос, бусад). Зорилтот: 2 өдрийн бие даасан байдал нь ердийн үүлэрхэг хэсгийг хамарна. Хими: LFP 85%.

Шаардлагатай ашиглах боломжтой=3,600 × 2=7,200 Wh
Нэрлэсэн=7,200 ÷ 0.85 ≈ 8,500 Вт.ц
Өвлийн бууралт болон ирээдүйн өсөлтийн хувьд 20%-ийн ахиуцтай: ~10,200 Вт

Тиймээс 10 кВт.ц 48В LFP банк нь боломжийн зорилт - бөгөөд практик дээр ихэнх сүлжээ суурилуулагч нар үүнийг 4+ өдрийн бие даасан байдлын хувьд хэмжээнээс илүү олон өдрийн шуурганд зориулж жижиг үүсгүүртэй хослуулдаг, учир нь генератор нэмэлт батерейг бодвол кВт.ц хямд байдаг.

Хэмжээ тогтоох нийтлэг алдаа

• Хэмжсэн ажиллах хугацааны хэрэглээний оронд нэрийн хавтангийн ваттыг ашиглах.Ачааллын жагсаалтын хамгийн том эх сурвалж.
• DoD-г үл тоомсорлож, нэрлэсэн хүчин чадлаас нь хэмждэг.Худалдан авагчид 100 Ah нь өдөр тутмын хэрэглээнд 100 Ah гэж тооцдог хар тугалга{0}}хүчлийн суурилуулалт дээр түгээмэл байдаг.
• Инвертерийг мартаж байна.3 кВт-ын инвертерийн ард байгаа асар том банк 5 кВт-ын ачааллыг ажиллуулж чадахгүй хэвээр байна. Тэдгээрийг тааруул. TheГэрийн хэрэглээнд зориулсан зөв инвертер ба батерейг хослуулахаль нэгийг нь худалдаж авахаасаа өмнө сайтар бодож үзэх нь зүйтэй.
• Нарны эрчим хүчээр цэнэглэх төлөвлөгөө байхгүй.Хэрэв таны PV нь боломжтой нарны цагийн дотор өдөр тутмын гүйлгээг орлож чадахгүй бол бие даасан байдал нь зөвхөн банк доошлох хүртэл үргэлжилнэ.
• Зөвхөн өнөөдрийн ачааллын хэмжээ.Цахилгаан машин цэнэглэх, дулааны насос, индукцаар хоол хийх зэрэг нь гурван жилийн нэмэлт зүйл- юм. Толгойн зайг орхи.