Како да ја зголемите големината на банката за соларни батерии (формула + примери)

Која формула за големина на соларна батерија треба да ја користите?

Точната почетна точка зависи од тоа што се очекува да направи батеријата. Пред да изберете производ, идентификувајте дали проектот е за резервна копија од прекини, целосно-исклучување-за работа на мрежата или дневна соларна само-потрошувачка-. За поширока системска- споредба на нивоа, прегледајтеконфигурации на-мрежа, исклучена-мрежа и хибриден сончев систем.

Формула за големина на домашна резервна батерија

Прво пресметајте ја AC енергијата што заштитените оптоварувања мора да ја добијат:

Потребна енергија на оптоварување (kWh)=просечно критично оптоварување (kW) × резервно време (часови)

Потоа пресметајте го номиналниот капацитет на батеријата:

Номинален капацитет на батеријата (kWh)=потребна енергија на оптоварување × дизајнерска маргина ÷ употреблива фракција на батеријата ÷ ефикасност на испорака

Формула за исклучена-Големинација на батерии за соларна мрежа

За исклучен-мрежен систем што мора да работи преку ноќи или периоди на слабо соларно производство:

Номинален капацитет на батеријата (kWh)=дневно оптоварување на дизајнот (kWh/ден) × денови на автономија × маргина на дизајнот ÷ дел од употреблива батерија ÷ ефикасност на испорака

Формула за соларна потрошувачка-

Проценете ја количината на дневна сончева енергија што може да се складира и количината на оптоварување навечер или преку ноќ што може да ја искористи. Практичната-поместувачка цел на енергија е обично помалата од овие две вредности:

Целната поместена енергија=помала од очекуваниот соларен вишок или планираното по-зајдисонце оптоварување

Потоа прилагодете ја целта за употребливиот капацитет на батеријата и применливите загуби на конверзија. Архитектурата на системот е важна затоа штоAC-споена и DC-поврзана меморија за батериипоставете ги загубите од конверзија на различни точки на енергетскиот пат.

Променливи и единици за формула на банка за соларни батерии

Користете по еден термин за секоја физичка количина. Мешањето на моќноста на оптоварувањето со енергијата на товарот е една од најчестите причини за неточен резултат.

Моќноста во kW одредува колкаво оптоварување може да издржи системот во еден момент. Енергијата во kWh одредува колку долго може да го издржи тој товар. Разликата е објаснета понатаму во овој водич заkW наспроти kWh во складирање на енергија од батеријата.

Дефинирајте што треба да направи батеријата

Резервна копија на домот за итни случаи

Домашниот резервен систем треба да започне со заштитен-список за оптоварување, а не со вкупната годишна или дневна потрошувачка на електрична енергија во домаќинството. Идентификувајте ги колата што мора да останат достапни, очекуваното времетраење на прекинот и апаратите што можат да работат истовремено.

Соларните панели не обезбедуваат автоматски резервна енергија за време на прекин на мрежата. На системот му е потребна опрема дизајнирана да се исклучи безбедно од мрежата и да формира островски електричен систем. Министерството за енергетика на САД го објаснува ова барање за работа во своетонасоки за соларна енергија и отпорност.

Целосно-исклучено време-Напојување на мрежата

Исклучена-мрежна батерија мора да покрива периоди кога соларното производство е под оптоварувањето. Дизајнот вообичаено ја зема предвид побарувачката во текот на ноќта, сезонските намалувања на сончевата енергија, последователните облачни периоди, потрошувачката на мирување на инвертерот, интермитентни пумпи, достапноста на генераторот и опциите за намалување-на товарот.

Складирањето и производството на сончева енергија мора да бидат димензионирани заедно. Поголемата батерија не ја подобрува еластичноста ако соларната низа или генератор не може да ја замени енергијата отстранета од неа. За дополнителен контекст, видете како асистемот за складирање на сончевата енергија го координира производството, складирањето и оптоварувањата.

Дневна соларна потрошувачка-

Батеријата што се троши само- го складира вишокот на сончева енергија во текот на денот за подоцнежна употреба. Корисниот капацитет е ограничен и од количината на соларен вишок достапен за полнење и од количината на вечерна или ноќна побарувачка достапна за испуштање. Неколку дена складирање може да останат недоволно искористени во систем кој произведува само скромен дневен вишок.

Пресметајте ги оптоварувањата што навистина ви се потребни

Направете табела за оптоварување пред да изберете батерија. Користете измерена енергија секогаш кога е практично, особено за опрема што се вклучува и исклучува.

Оваа табела е илустративен работен тек-заснован на мерења, а не универзален профил за домаќинство. Заменете ја секоја вредност со проектни податоци.

Користете практичен протокол за мерење

1. Мерете ги приклучоците-на апаратите најмалку 24 до 72 часа кога е можно.
2. Користете го мониторингот на инвертерот или податоците за корисничкиот интервал за да го идентификувате 24-часовното основно оптоварување и најголемата постојана побарувачка.
3. Снимајте ги сезонските оптоварувања одделно, вклучувајќи греење, ладење, одвлажнување и пумпање вода.
4. Проверете ја струјата за стартување на моторот- од документацијата за опремата или побарајте квалификуван професионалец да ја измери.
5. Користете репрезентативен висок-период на оптоварување наместо пригоден ден со мала- потрошувачка.

На DOEМетод за евалуација на системот за складирање енергија од батериија нагласува вредноста на измерените временски-податоци од сериите за проценка на реалните перформанси за складирање енергија. Истиот принцип ја подобрува прелиминарната проценка на оптоварувањето: измерените профили обично се покорисни од еден месечен вкупен износ.

Одделни критични, флексибилни и исклучени оптоварувања

• Критични оптоварувања:опрема која мора да работи за целосниот период на проектирање.
• Флексибилни оптоварувања:опрема што може да работи помалку часови или само додека е достапно соларното производство.
• Исклучени товари:опрема што ќе остане исклучена за време на прекин или ниско-енергетски период.

Греењето со електричен отпор, централната климатизација, големите бојлери, електричното готвење, машината за сушење алишта и полнењето EV може да доминираат во барањата за складирање. Отстранувањето или закажувањето на едно високо-енергетско оптоварување може да ја намали големината на батеријата повеќе отколку да елиминира многу мали електронски уреди.

Изберете резервни часови или денови на автономија

Резервни часови за-поврзан дом

Изберете цел врз основа на локални шеми на прекини и услугата што батеријата мора да ја обезбеди: краток прекин, една вечер, прекин во текот на ноќта, цел ден или подолг итен случај. Одлучете дали соларното полнење ќе биде достапно додека мрежата е исклучена и дали системот опслужува заштитен- панел за оптоварување или целата зграда.

Денови на автономија за исклучен-мрежен систем

Автономијата е периодот за кој батеријата може да го оптоварува дизајнот без доволно полнење. Изберете го користејќи сезонски сончеви услови, очекуваните облачни периоди, сигурноста на генераторот, достапноста на горивото, опциите за -опаѓање на товарот, пристапот до локацијата и последиците од снемувањето енергија.

Оддалечената локација без доверлив извор на резервна копија може да има потреба од повеќе складирање отколку имот со автоматски генератор. Затоа, точниот број на денови за автономија е проектна одлука, а не фиксен процент од индустријата.

Користете интервал на вчитување профил кога е достапно

Два домови можат да трошат по 10 kWh дневно, но бараат различни батерии и инвертери. Енергијата може постепено да се користи; другиот може да работи пумпа, микробранова печка и клима уред во исто време. Дневните kWh може да бидат слични додека врвната kW и пренапонската струја се многу различни.

Пресметајте го употребливиот капацитет на батеријата користејќи DoD, Efficiency и Reserve

Користете го употребливиот капацитет на производителот

Длабочината на празнење опишува колку од номиналниот капацитет се отстранува за време на еден циклус. За прелиминарна големина, користете го дозволениот работен опсег на производителот на батериите или наведената употреблива енергија наместо да применувате еден универзален процент.

Ако батеријата од 10 kWh се работи во опсег од 90% за користење, таа обезбедува 9 kWh употреблива DC енергија на батеријата пред да се земат предвид другите загуби надолу:

10 kWh × 0.90=9 kWh

Условите на гаранцијата,-состојбата на-ограничувањата за полнење, стапката на празнење, староста на батеријата, температурата, поставките на фирмверот и посакуваниот век на циклус може да го променат практичниот оперативен прозорец.

Користете ја точната метрика за ефикасност

За време на прекин, релевантната вредност е обично една-ефикасност од складираната енергија на батеријата до заштитените оптоварувања. Ефикасноста на повратен-пат вклучува и полнење и празнење и не треба автоматски да се замени со еднонасочно пресметување на времето на траење.

Исто така, проверете дали објавената употреблива енергија на производот се мери на DC страната или се испорачува на страната AC. Ако производителот веќе наведува употреблива наизменична енергија, одземањето на загубите на инвертерот повторно може да ја удвои- истата загуба.

Националните лаборатории СандијаПрирачник за складирање на електрична енергија на DOE/EPRIобезбедува поширок технички контекст за перформансите на складирањето, моќноста, енергијата, ефикасноста и специфичниот дизајн на апликацијата-.

Примени маргина за транспарентен дизајн

Дизајнерската маржа може да покрие скромна неизвесност, мали идни оптоварувања, намалување на капацитетот со текот на времето и мали грешки во проценките на времето на работа. Наведете го експлицитно како множител, како што е 1,10 за додаток од 10%.

Маржата не треба да прикрива лоши податоци за оптоварување. Прво подобрете ја проценката на оптоварувањето, а потоа додадете намерна резерва.

Проверете ја температурата и условите за инсталација

Температурата може да влијае на употребливиот капацитет, прифаќањето полнење, моќноста на празнење, однесувањето на BMS и работниот век. Прегледајте ја минималната температура на полнење на производот, минималната температура на празнење, пониските кривини, вградените-греења, оцената на куќиштето, барањата за ладење или вентилација и ограничувањата за внатрешна или надворешна инсталација.

Не применувајте еден ладен-временски фактор на секоја литиумска батерија. Хемијата, дизајнот на ќелиите, термичкото управување и поставките за BMS се разликуваат. Овој преглед наРаботните температурни опсези на литиумските батерииможе да помогне да се идентификуваат податоците за производот што треба да се проверат.

Претворете ги kWh во Ah и изберете 12V, 24V или 48V

Енергијата на батеријата може да биде одредена во киловат-часови, додека некои системи се опишани во ампер-часови. Врската е:

Енергија (Wh)=напон (V) × капацитет (Ah)

Затоа:

Капацитет (Ah)=енергија (kWh) × 1.000 ÷ номинален системски напон

Овие amp{0}}часовни вредности претставуваат приближно иста номинална енергија. Повисокиот напон ја намалува струјата потребна за да се испорача истата моќност, што може да ја намали големината на проводникот и падот на напонот кога системот е правилно дизајниран.

Како да изберете системски напон

• 12V:вообичаено кај малите DC системи и скромните мобилни апликации.
• 24V:често се користи во средни мобилни системи, кабини, поморски системи и помали инверторски инсталации.
• 48V:вообичаено кај поголемите стационарни системи бидејќи истата моќност може да се испорача при помала струја отколку на 12V или 24V.

Напонот е одлука за архитектура. Батеријата, инверторот, контролерот за полнење, заштитните уреди, проводниците, комуникациите и сите директни-тековни оптоварувања мора да бидат компатибилни. Поголемите системи исто така може да користат-наменски дизајниранивисоко-напонски батерии за складирање енергија, што не треба да се третира како едноставни екстензии на 48V DIY банка.

Проверете ја моќноста на инвертерот, почетниот наплив и ограничувањата на BMS

Банката за батерии може да има доволно kWh и сепак да не може да ја стартува или работи потребната опрема. Капацитетот го одредува времето на работа. Ограничувањата на моќноста и струјата одредуваат дали системот воопшто може да го оптоварува оптоварувањето.

Проверете го континуираното напојување

Додадете ги оптоварувањата што можат да работат истовремено. Континуираниот AC излез на инвертерот мора да ја надмине очекуваната побарувачка под применливата температура и работни услови.

Проценете ја-страната струја на батеријата со:

DC струја (A) ≈ AC моќност на оптоварување (W) ÷ напон на батеријата (V) ÷ ефикасност на инверторот

На пример, 4.000 W AC оптоварување обезбедено од батерија од 48V преку 92% ефикасен инвертер бара приближно:

4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A

Банката за батерии, BMS, собирниците, каблите, осигурувачите, исклучувачите и терминалите мора да бидат дизајнирани за применливата струја.

Проверете го напливот на стартување на моторот и компресорот

Пумпите за бунари, фрижидери, замрзнувачи, климатизери, алат за работилница и компресори за воздух може да привлечат значително повеќе енергија за време на стартувањето отколку при нормална работа. Проверете:

• Пренапонска моќност на инвертерот
• Дозволено времетраење на напливот
• Тековно ограничување и времетраење на максимумот- на BMS на батеријата
• Пад на напон при стартување
• Оценки за проводници и{0}}заштитни уреди
• Дали може да стартуваат неколку товари во исто време

Максималниот број без времетраење не е доволен. Системот кој може да произведе многу висок излез за дел од секундата, сепак може да не го стартува моторот на кој му е потребна покачена струја неколку секунди.

Проверете ги BMS на батеријата и паралелните граници

За секој предложен модул, прегледајте ја максималната струја на континуирано празнење, врвната струја на празнење, дозволеното времетраење на врвот, максималната струја на полнење, препорачаниот опсег на инвертерот, максималното паралелно броење, одобрениот распоред на жици и компатибилноста на комуникациите.

Паралелните модули не секогаш совршено ја споделуваат струјата. Должината на кабелот, отпорот на терминалот, температурата, состојбата на полнење и состојбата на модулот може да влијаат на споделувањето на струјата. Користете ја одобрената собирница од производителот или распоредот на жици со еднаква- должина.

Пресметајте го бројот на модулите на батеријата и способноста за полнење

Пресметајте го бројот на модули за батерии

Откако ќе се знае потребниот номинален капацитет:

Број на модули=потребен номинален капацитет ÷ номинален капацитет по компатибилен модул

Заокружете до одобрена цела-конфигурација на модулот.

Ако дизајнот бара 14,2 kWh и еден компатибилен модул е ​​оценет на 5,12 kWh:

14.2 ÷ 5.12 = 2.77

Според тоа, пресметката на капацитетот бара најмалку три модули, кои обезбедуваат 15,36 kWh номинална енергија. Конечниот избор сепак мора да ги помине проверките за напојување, BMS, паралелни, инвертер, напон, комуникации и инсталација.

Проверете колку брзо може да се наполни батеријата

Прво проценете ја енергијата што мора да се врати на батеријата:

Полнете ја енергијата во батеријата ≈ енергијата на батеријата повлечена ÷ ефикасност на полнење

Потоа проценете го најдоброто-време на полнење на куќиштето:

Време на полнење (часови) ≈ енергија на полнење (kWh) ÷ просечна моќност на полнење на батеријата (kW)

За соларни-наполнети системи, не користете ја моќноста на табличката со низа како да е постојано достапна. Проверете го очекуваното месечно или сезонско производство, дневните оптоварувања, отсекувањето, засенчувањето, температурата и ограничувањата на контролорот за полнење-. НаКалкулатор NREL PVWattsможе да обезбеди локација-заснована проценка на производството на фотоволтаична енергија за овој чекор на проверка.

За дизајн со исклучена-мрежа, очекуваното соларно производство мора да ги покрие и дневните оптоварувања и енергијата потребна за обновување на батеријата по празнењето. Ако батеријата не може да се опорави пред следниот лош-сончев период, само зголемувањето на складирањето нема да го реши проблемот со доверливоста.

Табела со големина на банка за соларни батерии

Следната табела користи еден ден автономија, 90% употреблива дел од батеријата, 92% ефикасност на испорака и 10% маржа на дизајнот. Тоа е само пример.

Промената на која било претпоставка го менува резултатот. Пониска употреблива фракција, помала ефикасност, подолг период на автономија или поголема маржа го зголемува потребниот номинален капацитет.

Примери за големина на работна соларна батерија

Пример 1: Мала исклучена-решетка кабина

Претпостави:

• Дневен дизајн оптоварување: 2,8 kWh
• Автономија: 1,5 дена
• Употреблива дел од батеријата: 90%
• Ефикасност на испорака: 92%
• Дизајн маржа: 10%

Потребен номинален капацитет=2.8 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 5,58 kWh

На номинални 24 V:

5,58 × 1.000 ÷ 24 ≈ 233 Ах

Следниот чекор е да изберете одобрена конфигурација на модул над 5,58 kWh и да потврдите дека инверторот, ограничувањата на струјата на батеријата и сезонскиот извор на полнење можат да ги поддржат оптоварувањата во кабината.

Пример 2: Суштинска резервна копија на домот

Да претпоставиме дека заштитените оптоварувања се просечни 1,2 kW и мора да работат осум часа.

Потребна енергија на оптоварување=1.2 kW × 8 часа=9.6 kWh

Користење на 90% употреблива фракција, 92% ефикасност на испорака и 10% маржа:

Потребен номинален капацитет=9.6 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 12,75 kWh

Овој резултат се однесува на времетраењето на енергијата. Тоа не докажува дека батеријата и инверторот можат да го стартуваат најголемиот мотор или да поддржат максимално истовремено оптоварување.

Пример 3: Од табела со измерено оптоварување до број на модули

Користејќи ја илустративната табела за измерено оптоварување погоре:

• Дневна критична-енергија на оптоварување: 3,71 kWh
• Автономија: 1,5 дена
• Употреблива дел од батеријата: 90%
• Ефикасност на испорака: 92%
• Дизајн маржа: 10%

Потребен номинален капацитет=3.71 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 7,39 kWh

Ако одобрениот модул за батерија е оценет на 5,12 kWh:

7.39 ÷ 5.12=1.44 модули

За дизајнот се потребни најмалку два модула по капацитет, за номинални 10,24 kWh. Пред да ја прифатите таа конфигурација, потврдете ја континуираната струја со два-модула, напливот на стартување, струјата на полнење, паралелното одобрување и комуникациите на инвертерот.

Колку долго ќе трае батеријата од 10 kWh?

Времето на траење зависи од употребливата енергија испорачана на товарите, а не само од номиналната оцена. Со номинална батерија од 10 kWh, 90% употреблива фракција и 92% ефикасност на испорака:

Употреблива наизменична енергија ≈ 10 × 0,90 × 0.92=8.28 kWh

Овие вредности претпоставуваат стабилно просечно оптоварување и не вклучуваат дополнително намалување на температурата, стареење, резерва на BMS или специфични ограничувања за опрема-.

LiFePO4 наспроти оловно-Големина на банката на киселински батерии

Хемијата на батериите влијае на тоа како номиналниот капацитет, стапката на празнење, барањата за полнење, одржувањето и условите за инсталација се претвораат во употребливи перформанси на системот. За поширока споредба, прегледајте ги овиеразлични типови батерии за складирање енергија.

За оловни-киселински батерии, користете ги кривите на празнење на производителот и номиналниот-часовен капацитет. Едноставна конверзија на Ah при номинален напон може да ја прецени достапната енергија кога струјата на празнење е висока.

Вообичаени грешки во големината на соларната батерија

• Множење со време двапати:ако енергијата на оптоварување е веќе во kWh, не множете ја повторно со резервните часови.
• Збунувачки kW со kWh:складираната енергија и испорачливата моќност се посебни спецификации.
• Користење на вкупната потрошувачка на домаќинството за суштинска резервна копија:големина од заштитени оптоварувања кога дизајнот не е целосен-домашен бекап.
• Користење на вати на табличката како просечна потрошувачка:опремата за возење велосипед често користи помалку енергија отколку што сугерира нејзиниот максимален влез.
• Игнорирање на потрошувачката во мирување:континуирано оптоварување од 40 W троши 0,96 kWh дневно.
• Користење на ефикасноста на повратно-патување во едно-пресметување без проверка:поклопете ја вредноста на ефикасноста со енергетската патека што се пресметува.
• Игнорирање на напонот на стартување на моторот-:доволно kWh не гарантира успешно стартување на пумпата или компресорот.
• Дизајнирање за годишни-просечни сончеви услови:Исклучена-доверливост на мрежата обично се контролира со најнеповолната сезона.
• Претпоставувајќи дека батериите секогаш може да се додадат подоцна:проширувањето може да биде ограничено според возраста, состојбата на полнење, фирмверот, комуникациите, ограничувањата на инвертерот или политиката на производителот.
• Игнорирање на времето за полнење:батеријата што не може да се опорави пред следниот период на празнење не е еластичен дизајн.

Безбедност, опсег и уредувачка методологија

Оваа статија обезбедува прелиминарна рамка за пресметка за споредување на барањата за капацитет на батеријата. Тоа не е цртеж за електричен дизајн, прирачник за инсталација,-преглед за усогласеност со код или замена за специфичен инженеринг-производ.

Пресметковниот метод ја одделува моќноста на оптоварувањето, енергијата на оптоварување, номиналниот капацитет, употребливиот капацитет, ефикасноста на испорака и маргината на дизајнот, така што секоја претпоставка може да се провери. Работените примери ги откриваат нивните претпоставки и не треба да се третираат како универзални препораки за производи.

Изборот и инсталацијата на финалната опрема треба да ги прегледа квалификуван професионалец запознаен со важечките локални барања за електрична енергија, зграда и пожар. Во САД, UL го објаснува тоаUL 9540 ги оценува системите и опремата за складирање енергија како интегрирани системи, вклучувајќи батерии, конверзија на енергија, контроли, заштита и комуникации.

Најчесто поставувани прашања