Życie poza siecią zyskało w ciągu ostatnich kilku lat ogromną popularność, a jedną z najważniejszych konieczności w przypadku życia poza siecią jest stałe dostarczanie energii. Wśród nielicznych dostępnych opcji źródeł energii najpopularniejszym jest panel fotowoltaiczny, ze względu na jego niesamowitą elastyczność i niezawodność działania, a także prostotę montażu. W rezultacie odejście od sieci jest dziś niemal równoznaczne z przejściem na energię słoneczną.
Poniższy artykuł jest skonstruowany jako proces krok po kroku, który uczy, jak wybrać odpowiednie akumulatory, panele słoneczne, falownik i kontroler ładowania, a następnie instruuje, jak je prawidłowo podłączyć i skonfigurować.
1.Analiza obciążeń
Najpierw zrób listę wszystkich urządzeń, które będą uruchomione i określ liczbę godzin, przez które będą one zależne od energii słonecznej.
Po drugie, sprawdź tabelę specyfikacji każdego urządzenia na liście, aby poznać jego moc znamionową.
Następnie należy obliczyć liczbę watogodzin: Watogodzina = CZAS PRACY x MOC ZNAMIONOWA PRODUKTU
Na koniec oblicz całkowitą liczbę watogodzin. Jest to liczba, którą otrzymasz, obliczając liczbę watogodzin dla poszczególnych produktów, a następnie dodając je wszystkie do siebie.
Na przykład:
Światła LED: 20 W x 8 godzin = 160 Wh; Lodówka: 100 W x 24 godz. = 2400 Wh
Laptop: 35 W x 4 godz. = 140 Wh; Telewizor: 50 W x 2 godz. = 100 Wh
Razem: 2800 Wh
2. Wybór baterii
Dostępnych jest wiele rodzajów akumulatorów kwasowo-ołowiowych, w tym zalane, żelowe i absorpcyjne maty szklane (AGM). Kosztują mniej niż akumulatory LiFePo4, ale wady kwasu ołowiowego przewyższają tę zaletę. Są ciężkie, co czyni je złym wyborem w przypadku instalacji mobilnych. Dzięki krótszej żywotności (300 do 1000 cykli) z czasem zapłacisz za nie więcej.
Następnie dostosuj rozmiar swojego banku baterii:
Gdy już będziesz mieć już wszystkie specyfikacje, zacznij od zakupu i zainstalowania baterii. Na rynku dostępne są akumulatory 12V/24V/48V. Twój system może wymagać innego napięcia. Zależy to od napięcia wejściowego falownika.
Na podstawie powyższych obciążeń pomnóż tę liczbę przez liczbę dni autonomii (DoA) — czyli średnią liczbę dni, w których spodziewasz się całkowitego zachmurzenia.
Czyli: 2800Wh/dzień x 3 DoA = 8400Wh
Załóżmy, że wybrano system 48 V, niezbędne Ah wynosi: 8400Wh/48V=175Ah
Na podstawie tych równań nasz bank akumulatorów potrzebuje co najmniej 175 Ah, aby obsłużyć ten prosty system.
3.Wybór kontrolera ładowania
Kontroler ładowania to urządzenie umieszczone pomiędzy baterią a panelem słonecznym, służące do regulacji prądu i napięcia pochodzącego z paneli słonecznych. Reguluje ładowanie akumulatora w miarę wzrostu napięcia wejściowego z paneli. W ten sposób kontroler ładowania zapobiega przeładowaniu akumulatora.
Do wyboru są trzy typy kontrolerów ładowania:
ON/OFF, czyli najmniej wydajny; MPPT, utrzymujący status wysokowydajnego, ale i kosztownego kontrolera ładowania; PWM, który zapewnia satysfakcjonujące rezultaty za w miarę przystępną cenę.
Ostateczną decyzję należy podjąć na podstawie osobistych preferencji, ale naszą radą jest wybranie MPPT lub PWM
4.Wybór falownika
Falownik to urządzenie służące do zamiany prądu stałego na prąd przemienny (AC), czyli energię elektryczną zasilającą urządzenia.
Falowniki mają wstępnie określone napięcie znamionowe, przy czym mniejsze rozmiary mają zwykle napięcie 12 V lub 24 V. Konfigurując cały system, wybierz panele słoneczne, kontroler ładowania i akumulatory, aby skonfigurować je zgodnie z tą wartością znamionową.
Jeśli chodzi o moc znamionową, zawsze wybieraj falownik nieco większy niż obliczony rozmiar systemu. Na przykład falownik o mocy 5000 W powinien działać, jeśli obliczenia obciążenia wskazują, że potrzebny jest system o mocy 4000 W. Na koniec, zawsze preferuj falownik z czystą falą sinusoidalną, aby uzyskać najlepszą wydajność.
5.Wybór paneli słonecznych
W oparciu o obliczenia obciążenia oraz wybrane akumulatory, sterownik i falownik kolejnym krokiem jest wybór i instalacja odpowiednich paneli słonecznych w oparciu o napięcie znamionowe.
Celem panelu słonecznego jest konwersja odbieranego światła słonecznego na energię elektryczną w postaci prądu stałego (DC). Zazwyczaj dzieli się je na monokrystaliczne lub polikrystaliczne, przy czym te pierwsze są nieco droższe, ale bardziej wydajne.
Czynniki determinujące rozmiar panelu słonecznego:
A. Dzienne zużycie energii;
b: Liczba szczytowych godzin słonecznych:
Pierwszym krokiem przy doborze panelu słonecznego jest określenie ilości światła słonecznego docierającego do miejsca zamieszkania. Chociaż ilość światła słonecznego otrzymywanego przez panele jest ważna, dokładniejszym odwzorowaniem ilości energii, jaką mogą wytworzyć panele, są godziny szczytu słonecznego.
Szczytowe godziny nasłonecznienia to liczba godzin w ciągu dnia, podczas których średnie natężenie promieniowania słonecznego (światło słoneczne) wynosi 1000 watów na metr kwadratowy (W/m2) lub 1 kilowat na metr kwadratowy (kW/m2).
Jedna godzina szczytowego nasłonecznienia = 1000 W/m2 lub 1 kWh/m2 światła słonecznego
C. Wydajność paneli słonecznych:
Nigdy nie uzyskasz mocy znamionowej z układu słonecznego, ponieważ wiąże się to z kilkoma stratami, takimi jak:
1). Utrata zabrudzenia: Utrata spowodowana osadzaniem się kurzu na panelu słonecznym
2). Utrata cieniowania: Utrata cienia przez drzewa i budynki w pobliżu paneli
3). Utrata okablowania: Utrata powstaje w okablowaniu między panelami i kablu prowadzącym od paneli do zestawu akumulatorów.
Typowa wydajność wynosi 70% (uważana za najgorszą sytuację)
Rozmiar panelu słonecznego:
Aby określić moc panelu słonecznego, możesz użyć poniższego wzoru:
Wat panelu słonecznego = Dzienne zużycie energii (WH) / (Szczytowa godzina słoneczna x wydajność systemu)
Dzienne zużycie energii = 2800WH
Szczytowa godzina słoneczna = 4,5 godz
Moc panelu = 2800 / (4,5 x 0,7) = 888,88 W
Zakładając, że zastosowany panel ma moc 450W, wymagana ilość wynosi:
Liczba paneli=888,88W/450W=2
Należy zakupić 2 szt. paneli o mocy 450 W
W ostatnich latach gwałtownie wzrosło zainteresowanie zrównoważonym życiem poza siecią i rzadko istnieje lepsza opcja zaspokojenia potrzeb energetycznych poza siecią niż instalacja systemu zasilania energią słoneczną. Wszystko, czego potrzebujesz, aby zaprojektować i zainstalować własną jednostkę poza siecią, to poznać specyfikacje, wykonać kilka podstawowych obliczeń, zrozumieć podstawy i jesteś na dobrej drodze do zbudowania samowystarczalnego raju poza siecią.
