Tā kā globālā uzmanība atjaunojamai enerģijai turpina pieaugt, saules bateriju uzglabāšanas sistēmas ir kļuvušas par galveno izvēli mājsaimniecībām, kuras cenšas panākt energoneatkarību, izmaksu ietaupījumus un atbildību par vidi.
Lai noteiktu pareizo saules bateriju skaitu, ir nepieciešama sistemātiska enerģijas vajadzību, sistēmas komponentu un lietošanas scenāriju analīze. Šajā rakstā ir aprakstīti galvenie ietekmējošie faktori un aprēķinu metodes, lai palīdzētu jums atbildēt uz pamatjautājumu: cik daudz saules bateriju patiesībā ir nepieciešams jūsu mājām?
Kāpēc uzstādīt saules baterijas jūsu mājsaimniecības elektroenerģijas vajadzībām?
Saules baterijas kalpo kā dzīvojamo fotoelektrisko sistēmu "enerģijas rezervuārs". Tie ne tikai risina saules enerģijas ražošanas neregulāro raksturu, bet arī atklāj vairākas praktiskas vērtības:
Energoatkarība: samaziniet paļaušanos uz elektrotīklu un nodrošiniet nepārtrauktu strāvas padevi elektroenerģijas padeves pārtraukumu vai tīkla atteices laikā.
Izmaksu ietaupījumi: uzglabājiet dienas laikā saražoto saules enerģijas pārpalikumu izmantošanai nakts laikā, izvairieties no maksimālā{0}}elektrības laika un palieliniet pašu saražotās enerģijas{1}}izmantošanu.
Vides aizsardzība un emisiju samazināšana: uzlabojiet tīras saules enerģijas izmantošanas efektivitāti un samaziniet ar elektrotīkla enerģiju saistītās oglekļa emisijas.
Avārijas dublēšana: nodrošiniet uzticamu strāvu kritiskām slodzēm, piemēram, ledusskapjiem, medicīnas iekārtām un sakaru ierīcēm ārkārtas situācijās.
Maksimālā skūšanās un ielejas piepildīšana: izmantojiet laiku,{0}}izmantojot elektroenerģijas cenu noteikšanas mehānismus, lai uzglabātu enerģiju ne-pīķa (zemas cenas) periodos un izmantotu maksimālās (augstas-cenas) periodos, samazinot ilgtermiņa-elektrības izdevumus.
Kā aprēķināt jūsu mājas ikdienas elektroenerģijas patēriņu, lai noteiktu akumulatora vajadzības?
Ikdienas elektroenerģijas patēriņš ir pamatdati, lai aprēķinātu akumulatora vajadzības, kas tieši atspoguļo kopējo enerģijas daudzumu, kas jāuzglabā akumulatora bankai.
Aprēķina metode: uzskaitiet visas elektriskās ierīces un pierakstiet to nominālo jaudu un ikdienas lietošanas stundas. Nominālās jaudas mērvienība ir vati (W). Aprēķiniet kopējo dienas elektroenerģijas patēriņu, izmantojot formulu: Ikdienas elektroenerģijas patēriņš (kWh)=Σ (Ierīces jauda (kW) × Ikdienas lietošanas stundas (h)).
Piemērs: 150 W ledusskapis, kas darbojas 24 stundas + 5 LED gaismas (10 W katra) tiek izmantotas 5 stundas + 10 W maršrutētājs, kas darbojas 24 stundas. Aprēķina process ir 0,15kW × 24h + 0.05kW × 5h + 0.01kW × 24h, kā rezultātā dienā tiek patērēts 4,09kWh.
Piezīmes. Atšķiriet kritiskās slodzes un ne{0}}kritiskās slodzes. Kritiskās slodzes attiecas uz ierīcēm, kuras ir būtiskas lietošanai elektroenerģijas padeves pārtraukumu laikā. Rezervējiet 10–20% rezervi, lai tiktu galā ar negaidītām jaudas prasībām un sistēmas zudumiem.
Kā saules paneļa jauda ietekmē nepieciešamo bateriju skaitu?
Saules paneļa jauda un akumulatora uzglabāšana ir savstarpēji atkarīgas. Saules paneļi ir atbildīgi par enerģijas ražošanu uzlādei, un to izmērs tieši ietekmē akumulatora konfigurāciju.
Saskaņošanas princips: Saules paneļu kopējai jaudai ir jābūt pietiekamai, lai nosegtu mājsaimniecības ikdienas elektroenerģijas patēriņu un pilnībā uzlādētu akumulatorus pieejamo saules gaismas stundu laikā.
Aprēķina formula: Nepieciešamā saules paneļa jauda (W) ≈ (Ikdienas elektroenerģijas patēriņš (kWh) + Ikdienas akumulatora uzlādes jauda (kWh)) ÷ (Vietējās maksimālās saules gaismas stundas (h) × Sistēmas efektivitāte). Sistēmas efektivitāte svārstās no 0,8 līdz 0,85.
Praktiskā nozīme: Nepietiekama saules paneļa jauda novedīs pie nepietiekamas akumulatora uzlādes, tāpēc būs nepieciešami papildu akumulatori, lai kompensētu enerģijas trūkumu. Pārmērīga jauda bez saprātīga regulējuma var izraisīt pārmaksu un resursu izšķērdēšanu. Piemēram, mājsaimniecībai, kuras ikdienas enerģijas patēriņš ir 10 kWh un 4 stundas maksimālā saules gaismas, ir nepieciešami aptuveni 4 kW saules paneļi, lai stabili uzlādētu atbalsta bateriju banku.
Cik saules gaismas stundu nepieciešams, lai pilnībā uzlādētu saules baterijas?
Uzlādes laikssaules baterijasir atkarīgs no trim galvenajiem faktoriem un ievērojami atšķiras atkarībā no reģiona:
Galvenie ietekmējošie faktori: saules paneļa jauda, akumulatora jauda un vietējās maksimālās saules gaismas stundas. Lielāka saules paneļa jauda saīsina uzlādes laiku; lielākai akumulatora jaudai ir nepieciešams vairāk enerģijas; vietējās maksimālās saules gaismas stundas attiecas uz dienas ilgumu, kad saules gaismas intensitāte ir pietiekama efektīvai uzlādei.
Vispārējs aprēķins: Uzlādes laiks (h) ≈ Akumulatora jauda (kWh) ÷ (Saules paneļa jauda (kW) × Sistēmas uzlādes efektivitāte). Sistēmas uzlādes efektivitāte svārstās no 0,8 līdz 0,9.
Reģionālā atsauce: lielākajā daļā Ķīnas apgabalu dienā maksimālā saules gaisma ir 3–5 stundas, savukārt tādos reģionos kā Sjiņdzjana un Tibeta var sasniegt 5–6 stundas. Dienvidu lietus apgabalos var būt tikai 2,5-3,5 stundas. 10 kWh akumulatoru, kas savienots pārī ar 4 kW saules bateriju, var pilnībā uzlādēt aptuveni 3–4 stundās ideālos 4 stundu maksimālās saules gaismas apstākļos.
Cik daudz saules bateriju ir nepieciešams, lai māju nodrošinātu 24 stundas diennaktī?
Lai nodrošinātu 24 stundu barošanu, akumulatoriem ir jāuzglabā pietiekami daudz enerģijas nakts lietošanai. Aprēķinos jāņem vērā faktiskais enerģijas patēriņš un sistēmas efektivitāte:
Pamatformula: Nepieciešamā akumulatora nominālā jauda (kWh) Lielāka vai vienāda ar (Kopējais dienas elektroenerģijas patēriņš (kWh) × 1 diena) ÷ (Akumulatora izlādes dziļums × izlādes efektivitāte). Izlādes efektivitāte ir 0,9.
Atšķirības starp akumulatoru veidiem: Litija dzelzs fosfāta akumulatoriem, ko parasti izmanto mājsaimniecībās, izlādes dziļums ir 80%-90%, savukārt gēla akumulatoru izlādes dziļums ir aptuveni 50%.
Praktisks piemērs: mājsaimniecība ar ikdienas elektroenerģijas patēriņu 4,09 kWh izmanto litija dzelzs fosfāta akumulatorus ar 90% izlādes dziļumu. Nepieciešamā jauda tiek aprēķināta kā 4,09 ÷ (0,9 × 0,9), tādējādi iegūstot aptuveni 5,05 kWh. Varat izvēlēties vienu 5 kWh akumulatora moduli vai divus 3 kWh moduļus, lai palielinātu dublēšanu.
Nakts elektroenerģijas uzglabāšana: cik daudz bateriju jums tiešām ir nepieciešams?
Nakts enerģijas uzglabāšana koncentrējas uz būtiskām slodzēm, padarot aprēķinus mērķtiecīgākus nekā 24 stundu pilnas barošanas padevi:
1. darbība: nosakiet nakts slodzi. Koncentrējieties uz 统计 ierīcēm, kuras tiek izmantotas pēc saulrieta, piemēram, apgaismojumu, televizoriem, maršrutētājiem un ledusskapjiem, kas darbojas naktī.
2. darbība. Aprēķiniet nakts enerģijas patēriņu. Apkopojiet tikai naktī izmantoto ierīču enerģijas patēriņu. Piemēram, 5 LED spuldžu enerģijas patēriņš ir 0,25 kWh, televizora – 0,24 kWh un ledusskapja – 0,5 kWh, kā rezultātā kopējais nakts enerģijas patēriņš ir 0,99 kWh.
3. darbība: nosakiet bateriju skaitu. Izmantojot iepriekš minēto formulu, mājsaimniecībai ar 1kWh nakts enerģijas patēriņu ir nepieciešams 1,3–1,5 kWh litija dzelzs fosfāta akumulators, ņemot vērā izlādes dziļumu un efektivitāti. Lielākajai daļai mājsaimniecību ir nepieciešama 3–10 kWh akumulatora jauda, lai nodrošinātu drošu nakts barošanu, kas atbilst 1–2 standarta 5 kWh moduļiem.
Akumulatora uzglabāšanas prasību aprēķins vairāku{0}}dienu strāvas padeves pārtraukumiem
Teritorijās, kurās ir tendence uz ilgstošiem strāvas padeves pārtraukumiem, akumulatoriem ir jāsedz kritiskās slodzes enerģijas vajadzības vairākas dienas:
Pamatformula: Akumulatora jauda (kWh) Lielāka vai vienāda ar (Ikdienas enerģijas patēriņš kritiskās slodzes (kWh) × Paredzamās pārtraukuma dienas) ÷ (Izlādes dziļums × Izlādes efektivitāte).
Galvenais parametrs: "paredzamās pārtraukuma dienas" parasti svārstās no 3 līdz 5 dienām. Tas ir 3 dienas parastajiem apgabaliem un vairāk nekā 5 dienas attālos vai katastrofu{5}}bīstamajos apgabalos.
Aprēķina piemērs: mājsaimniecība ar ikdienas elektroenerģijas patēriņu 2kWh kritiskām slodzēm gatavojas 3 dienu strāvas padevei un izmanto litija dzelzs fosfāta akumulatorus ar 80% izlādes dziļumu. Nepieciešamā jauda tiek aprēķināta kā (2 × 3) ÷ (0,8 × 0,9), tādējādi iegūstot aptuveni 8,33 kWh. Izvēloties divus 5kWh moduļus ar kopējo jaudu 10kWh, var nodrošināt pietiekamu dublēšanu.
Saules bateriju glabāšana un{0}}lietošanas laiks-: kas jums jāzina
Elektroenerģijas-izmantošanas laika-cenu noteikšanas mehānismi rada izmaksu-taupīšanas iespējas akumulatora uzglabāšanā, un tās pamatā ir enerģijas uzkrāšana-noslodzes periodos un tās izmantošana maksimālās slodzes periodos:
Izprotiet cenu mehānismu: tīkla jauda ir sadalīta maksimālās, līdzenās un ielejas periodos, un atbilstošās elektroenerģijas cenas ir attiecīgi augstas, vidējas un zemas. Maksimuma periodi parasti atbilst vakara mājsaimniecības elektroenerģijas patēriņa maksimumiem, no 17:00 līdz 22:00; ielejas periodi pārsvarā ir vēlā naktī, no 23:00 līdz 7:00 nākamajā dienā.
Akumulatora jaudas izvēle: lai ietaupītu naudu, izmantojot maksimālo{0}}ielejas arbitrāžu, akumulatora kapacitātei ir jāatbilst elektroenerģijas daudzumam, ko plānots novirzīt no ielejas uz maksimuma periodiem. Piemēram, mājsaimniecībai ar 8 kWh enerģijas patēriņu pīķa periodā ir nepieciešams aptuveni 10 kWh akumulators, ņemot vērā efektivitātes zudumus.
Sistēmas koordinācijas prasības: ir nepieciešams hibrīdinvertors, lai automātiski kontrolētu akumulatora uzlādi un izlādi. Nodrošiniet uzlādi ielejas periodos (izmantojot saules enerģiju vai elektrotīklu) un izlādi pīķa periodos, lai palielinātu izmaksu ietaupījumus.
Stratēģijas, kā kompensēt mājsaimniecības enerģijas patēriņu ar saules baterijām
Lai maksimāli samazinātu elektrotīkla enerģijas patēriņu, ir jāsaskaņo saules paneļu, bateriju un elektroenerģijas lietošanas paradumi un jāformulē mērķtiecīgas stratēģijas:
Prioritāte pašpatēriņam-: izmantojiet pārmērīgu saules enerģiju, lai uzlādētu akumulatorus dienas laikā, un naktī izmantojiet uzkrāto elektroenerģiju, nevis elektrotīkla enerģiju, tādējādi samazinot atkarību no maksimālā-laika un regulāras tīkla enerģijas.
Slodzes maiņa: pielāgojiet lielas jaudas ierīču, piemēram, veļas mazgājamo mašīnu un ūdens sildītāju,{0}}lietošanas laiku saules enerģijas ražošanas maksimālajam periodam dienas laikā, samazinot akumulatoru nepieciešamību, lai uzkrātu elektroenerģiju šīm slodzēm.
Optimizējiet akumulatoru ciklu: izvairieties no biežas dziļas izlādes, izņemot litija dzelzs fosfāta akumulatorus. Uzturiet jaudas līmeni no 20% līdz 80%, lai gan pagarinātu akumulatora darbības laiku, gan nodrošinātu enerģijas uzglabāšanu kritiskām vajadzībām.
Sistēmas uzraudzība: izmantojiet viedos uzraudzības rīkus, lai izsekotu elektroenerģijas ražošanas, uzglabāšanas un patēriņa datus, pielāgotu elektroenerģijas lietošanas modeļus un sistēmas iestatījumus un uzlabotu kompensācijas efektivitāti.
Kāpēc pārmērīga saules enerģija var ietekmēt akumulatora veiktspēju?
Bez saprātīgas pārvaldības pārmērīga saules enerģijas ražošana var sabojāt akumulatorus un samazināt sistēmas efektivitāti:
Pārlādēšanas risks: ja saules paneļu ģenerētā jauda pārsniedz akumulatora ietilpību un nav tīkla savienojuma vai slodzes, akumulators var tikt pārlādēts, sabojājot šūnas un saīsinot to kalpošanas laiku.
Sistēmas neefektivitāte: neizmantotā enerģijas pārpalikums vai nu tiek izšķiests, kas ir biežāk sastopams ārpus{0}}tīkla sistēmām, vai arī tā ir jāapstrādā, izmantojot apvedceļa mehānismus, palielinot enerģijas zudumus.
Siltuma uzkrāšanās: nepārtraukta pārlādēšana vai liela uzlādes strāva rada pārmērīgu siltumu, degradējot akumulatora materiālus un apdraudot drošību.
Preventive measures: Install a Maximum Power Point Tracking (MPPT) solar charge controller with a conversion efficiency of >95%, lai regulētu uzlādes strāvu. Izmantojiet invertoru ar tīkla-savienojuma funkcionalitāti vai konfigurējiet slodzes pārvaldības sistēmu, lai novirzītu lieko enerģiju uz lieljaudas-ierīcēm, ja rodas pārpalikums.
Secinājums
Mājas barošanai nepieciešamo saules bateriju skaits nav noteikta vērtība. Tas ir atkarīgs no ikdienas elektroenerģijas patēriņa, saules paneļu jaudas, vietējiem saules gaismas apstākļiem, lietošanas mērķiem un akumulatora tehnoloģijas.
Lietošanas mērķi ietver avārijas strāvas padevi, maksimālo-ielejas arbitrāžu un dzīvošanu ārpus-tīkla. Galvenie soļi ir šādi: aprēķiniet faktiskās enerģijas vajadzības, noskaidrojiet būtiskās slodzes, apsveriet sistēmas efektivitāti un akumulatoru raksturlielumus, kā arī visaptveroši novērtējiet reģionālos apstākļus, piemēram, saules gaismas ilgumu un elektroenerģijas cenu politiku.
Lielākajai daļai pilsētu mājsaimniecību, kas izmanto 24 stundu barošanu un 1–3 dienas avārijas rezerves, pietiek ar 5–15 kWh litija dzelzs fosfāta akumulatoru, kas atbilst 1–3 standarta 5 kWh moduļiem, kas savienoti pārī ar 3–8 kW saules paneļu sistēmu.
Mājsaimniecībām, kas ir izslēgtas no-tīkla vai kurām ir liels enerģijas patēriņš, nepieciešama lielāka jauda, parasti virs 20 kWh. Ieteicams konsultēties ar profesionāliem uzstādītājiem, lai veiktu vietnes-novērtējumus un pielāgotu konfigurāciju, lai līdzsvarotu veiktspēju, izmaksas un uzticamību.
