La guida al sistema solare off-grid

The Guide to Off-Grid Solar System

La vita fuori rete ha guadagnato un’enorme popolarità negli ultimi anni e una delle necessità fondamentali quando si vive fuori rete è una fornitura costante di energia. Tra le poche opzioni disponibili di fonti energetiche, la più popolare è quella solare, per gli ovvi motivi della sua incredibile flessibilità e affidabilità di funzionamento, nonché della semplicità di installazione. Di conseguenza, oggi andare off-grid è quasi sinonimo di passare al solare.

Il seguente articolo è strutturato come un processo passo passo che ti insegna come scegliere le batterie, i pannelli solari, l'inverter e il regolatore di carica appropriati, quindi ti istruisce su come collegarli e configurarli correttamente.

1.Analisi dei carichi

Innanzitutto, fai un elenco di tutti gli apparecchi che verranno utilizzati e definisci il numero di ore in cui dipenderanno dall'energia solare.

In secondo luogo, controlla la tabella delle specifiche di ciascun elettrodomestico nell'elenco per scoprirne la potenza nominale.

Successivamente, è necessario calcolare i Wattora: WATTORA = TEMPO DI UTILIZZO x POTENZA NOMINALE DEL PRODOTTO

Infine, calcola i Wattora totali. È il numero che ottieni quando calcoli i Wattora per i singoli prodotti e poi li sommi tutti insieme.

Per esempio:

Luci LED: 20 W x 8 ore = 160 Wh; Frigo: 100 W x 24 ore = 2400 Wh

Laptop: 35 W x 4 ore = 140 Wh; TV: 50 W x 2 ore = 100 Wh

Totale: 2800Wh

2. Selezione della batteria

Sono disponibili molti tipi di batterie al piombo, comprese quelle ad acido libero, al gel e con rivestimento in vetro assorbente (AGM). Costano meno delle batterie LiFePo4, ma gli svantaggi del piombo acido superano questo vantaggio. Sono pesanti, il che li rende una scelta sbagliata per le installazioni mobili. Con la loro durata più breve (da 300 a 1.000 cicli), li pagherai di più nel tempo.

Quindi dimensiona correttamente il tuo banco di batterie:

Una volta che hai le specifiche di tutto, inizia prima acquistando e installando le batterie. Le batterie sul mercato esistono da 12V/24V/48V. Il tuo sistema potrebbe richiedere una tensione diversa. Ciò dipende dalla tensione di ingresso dell'inverter.

In base ai carichi di cui sopra, moltiplica quel numero per i giorni di autonomia (DoA), ovvero il numero medio di giorni in cui ti aspetti una copertura nuvolosa completa.

Cioè: 2800Wh/giorno x 3 DoA = 8400Wh

Supponendo che sia selezionato il sistema a 48 V, gli Ah necessari sono: 8400Wh/48V=175Ah

Sulla base di queste equazioni, il nostro banco di batterie necessita di almeno 175 Ah per ospitare questo semplice sistema.

3.Selezione dell'XW SCC

Il regolatore di carica è un dispositivo posizionato tra una batteria e un pannello solare, utilizzato per la regolazione della corrente e della tensione proveniente dai pannelli solari. Regola la carica della batteria all'aumentare della tensione in ingresso dai pannelli. In questo modo, il regolatore di carica impedisce il sovraccarico della batteria.

Esistono tre tipi di regolatori di carica tra cui scegliere:
ON/OFF, detto meno efficiente; MPPT, mantenendo lo status di regolatore di carica altamente efficiente, ma anche costoso; PWM, che offre risultati soddisfacenti a un prezzo abbastanza conveniente.
La decisione finale dovrebbe essere presa in base alle tue preferenze personali, ma il nostro consiglio sarebbe di optare per MPPT o PWM

4.Selezione dell'inverter

L'inverter è un dispositivo utilizzato per convertire la corrente continua in corrente alternata (AC), cioè l'elettricità che alimenta i tuoi elettrodomestici.

Gli inverter sono dotati di una tensione nominale predefinita, mentre le dimensioni più piccole solitamente hanno una tensione nominale di 12 V o 24 V. Quando si configura l'intero sistema, selezionare i pannelli solari, il regolatore di carica e le batterie in modo che si configurino con questa potenza.

Dal punto di vista della potenza, seleziona sempre un inverter leggermente più grande della dimensione del tuo sistema calcolato. Ad esempio, un inverter da 5000 W dovrebbe funzionare se il calcolo del carico indica che è necessario un sistema da 4000 W. Ultimo ma non meno importante, preferisci sempre un inverter con un'onda sinusoidale pura in uscita per la migliore efficienza.

5.Selezione del(i) pannello(i) solare(i)

In base al calcolo del carico e alle batterie, al controller e all'inverter selezionati, il passo successivo è scegliere e installare i pannelli solari corretti in base alla tensione nominale.

Lo scopo di un pannello solare è convertire la luce solare che riceve in elettricità sotto forma di corrente continua (CC). Sono tipicamente classificati come monocristallini o policristallini, i primi sono leggermente più costosi, ma più efficienti.

I fattori determinano il dimensionamento del pannello solare:

UN. Consumo energetico giornaliero;

b: Numero di ore di picco solare:

Il primo passo per dimensionare il pannello solare è determinare la quantità di luce solare ricevuta nel luogo in cui vivi. Sebbene la quantità di luce solare ricevuta dai pannelli sia importante, una rappresentazione più accurata della quantità di energia che i pannelli possono produrre è rappresentata dalle ore di punta del sole.

Le ore di punta del sole sono il numero di ore al giorno durante le quali l'irradiazione solare media (luce solare) è di 1000 watt per metro quadrato (W/m2) o 1 kilowatt per metro quadrato (kW/m2).
Un'ora di picco solare = 1000 W/m2 o 1kWh/m2 di luce solare

C. Efficienza dei pannelli solari:

Non otterrai mai la potenza nominale dal sistema solare perché ci sono poche perdite ad esso associate come:
1). Perdita di sporco: Perdita dovuta al deposito di polvere sul pannello solare
2). Perdita d'Ombreggiamento: Perdita dovuta all'ombra degli alberi e degli edifici vicini ai pannelli
3). Perdita di cablaggio: la perdita si verifica nel cablaggio tra i pannelli e nel cavo dai pannelli al banco batterie.
L'efficienza tipica è del 70% (considerata la situazione peggiore)

Dimensionamento del pannello solare:

È possibile utilizzare la formula seguente per determinare la potenza del pannello solare:
Watt del pannello solare = Consumo energetico giornaliero (WH) / (Ora solare di picco x efficienza del sistema)

Consumo energetico giornaliero = 2800WH
Ora di punta del sole = 4,5 ore
Watt del pannello = 2800 / ( 4,5 x 0,7 ) = 888,88 W

Ipotizzando che il pannello utilizzato sia da 450W la quantità richiesta è:

Numero di pannelli=888,88W/450W=2

È necessario acquistare 2 pannelli da 450 W

L’interesse per una vita sostenibile e off-grid è esploso negli ultimi anni e raramente esiste un’opzione migliore per le proprie esigenze energetiche off-grid rispetto alla creazione di un sistema di energia solare. Tutto ciò di cui hai bisogno per progettare e installare la tua unità off-grid è capire le specifiche, fare alcuni calcoli di base, comprendere le nozioni di base e sei sulla buona strada per costruire un paradiso off-grid autosufficiente.

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