Saulės energijos išeiga ir akumuliatoriaus talpa

Skaitymo laikas 4 minutės

Kiek saulės energijos ir kokios talpos akumuliatoriaus jums reikia, kad patenkintumėte savo poreikius? Šis klausimas kyla kai kuriems žmonėms, kurie tiesiog nori būti savarankiški savo namelyje ant ratų arba kurie nori sukurti autonominę sistemą, kad būtų nepriklausomi nuo (galbūt neegzistuojančio) viešojo elektros tinklo atokiose vietovėse.

Dabar, žinoma, galima planuoti didžiulę akumuliatoriaus talpą, tačiau vietos trūksta, ypač mobiliųjų įrenginių atveju, o galimas fotovoltinių modulių galingumas yra ribotas - apie 1 200 ... 1725 Wp, darant prielaidą, kad 2 ... 3 modulius su 575 Wp. Deja, ir svoris, atsižvelgiant į akumuliatorių skaičių, taip pat nėra nereikšmingas, nebent turite transporto priemonę, kurios bendroji masė viršija 7,5 tonos, ir reikiamą vairuotojo pažymėjimą.

Todėl svarbu kuo labiau sumažinti vartojimą, jei iš tiesų norite būti savarankiški. Tačiau kiek laiko saulė šviečia skirtingais paros ir mėnesio laikais, skirtingose geografinėse vietovėse ir koks derlius gaunamas dėl statistiškai vidutinės saulės spindėjimo trukmės? Ar baterijas galima įkrauti bet kuriuo metu?

Aukštos ir žemos įtampos technologijos

Paprastai žinomi 12 V akumuliatoriai. 24 V baterijos montuojamos sunkvežimiuose. 48 V galima rasti kemperiuose, laivuose ir jachtose. Visos šios technologijos yra žemos įtampos.

Aukštos įtampos sistemos veikia esant didesnei nei 60 V nuolatinei įtampai, bet dažniausiai 100-200 V nuolatinei įtampai (!).

Kodėl šie skirtumai? Tai greitai tampa aišku, kai atkreipiate dėmesį į tekančias sroves: Naudojant inverterį ir 5000 VA vardinę kintamosios srovės galią, 12 V akumuliatoriai sunaudotų net 400 A, t. y. 62 mm² storas, todėl reikalingas sunkus kabelis, tik 4 mm, kai naudojami 48 V akumuliatoriai ir 104 A²esant 200 V įtampai, vis tiek gaunama 25 A srovė, kai kabelio skerspjūvis yra tik 0,25 mm.².

Tačiau dėl palyginti plonų kabelių nereikėtų elgtis neatsargiai, kai dirbama su aukšta nuolatine įtampa: visas sistemas, kuriomis perduodama didesnė nei 60 V nuolatinė įtampa, turi montuoti ir prižiūrėti tik kvalifikuoti specialistai!

Todėl baterijos konfigūraciją lemia įėjimo pusėje naudojamo keitiklio duomenys. Kuo didesnė įėjimo įtampa, pvz., 48 V vietoj 12 V, tuo mažesnė kaina.

24 V nuolatinės srovės 5 kVA keitiklis kainuoja 1 500 eurų, o 48 V versija - apie 700 eurų.

Aukštos įtampos versijos trifazis 5 kW inverteris su 150 V nuolatinės srovės įvadu kainuoja apie 1200 eurų, o 8 kW inverteris su 180 V nuolatinės srovės įvadu - apie 1400 eurų.

Todėl stacionariam naudojimui neabejotinai ekonomiškesnė yra aukštos įtampos versija.

Įkrovimo reliatyvumas naudojant mobilųjį ryšį

Dabar namelis ant ratų ne tik stovi, bet ir važiuoja. Tai reiškia, kad akumuliatoriai įkraunami elektra iš generatoriaus per įkrovimo stiprintuvą. Žinoma, tai sunku įtraukti į skaičiavimus, nes važiavimo laiką vargu ar galima statistiškai fiksuoti, todėl jo negalima įtraukti į skaičiavimus. Tačiau verta žinoti, kad ...

Taip pat turėsite galimybę retkarčiais pasinaudoti kranto maitinimo jungtimi ir įkrauti akumuliatorius.

Apskaičiuojamas nuoseklumas stacionariame lauke

Galima apskaičiuoti, nes šiuo metu pasaulyje yra pakankamai statistinių duomenų, kurie, atsižvelgiant į visus svarbius veiksnius, suteikia informacijos apie tikėtiną saulės energijos išeigą.

Patirtis rodo, kad, nepaisant visų statistinių duomenų, teorija ir praktika skiriasi, tačiau naudinga suprasti, kokioje padėtyje esate planuodami, jei turite vietos x ir akumuliatoriaus talpą y vietoje z.

Šiuo atveju tarptautinė internetinė priemonė PVGIS ( PhotoVoltaic Geografinis Informacija Systema), kurią sukūrė Europos KomisijaJungtinis tyrimų centras, Energijos efektyvumo ir atsinaujinančiųjų išteklių skyrius, via E. Fermi 2749, TP 450, I-21027 Ispra (VA).

Svetainė Dokumentacija internetinės priemonės, kuria taip pat galima naudotis intuityviai, turinys yra labai išsamus ir apima visus klausimus, įskaitant klausimus, susijusius su supratimu ir nomenklatūra.

Gamintojo prielaidos

Akumuliatorių ar akumuliatorių sistemų gamintojai nori palankiai pristatyti savo sistemas, todėl potencialiems klientams pateikia apytikslius lyginamuosius duomenis, iš kurių jie gali susidaryti vaizdą apie akumuliavimo talpą. Pavyzdžiui, teiginys: "Mūsų 10 kW kaupimo modulis tinka keturių asmenų namų ūkiui, įskaitant šilumos siurblio ir elektromobilio veikimą.

Pats teiginys yra netgi labai klaidingas, nes elektros tiekėjai nurodo, kad toks namų ūkis per metus vidutiniškai suvartoja apie 5 ... 7 kW per metus.

Šią teigiamą prielaidą gali sugriauti tik tai, kad sukauptą, taigi ir turimą, energiją taip pat reikia papildyti: žiemą saulė natūraliai šviečia tik dalį vasaros laiko, o tai reiškia, kad derlius toli gražu neatitinka suvartojimo.

Šiek tiek daugiau aiškumo suteikia eksperimentavimas su įvairiais parametrais pirmiau minėtoje PVGIS priemonėje, kurioje, kaip pavyzdys, rodoma įvairių parametrų keitimo įtaka numanomai vietovei.

Konfigūracijų pavyzdžiai ir jų rezultatai

Visų toliau pateiktų pavyzdžių geografinė vieta yra Diuseldorfas-Volmersvertas, kurios koordinatės (WGS84) 51.188 (Š), 6.749 (V).

Naudojimasis mobiliaisiais telefonais

Dėl ribotos fotovoltiniams moduliams skirtos vietos daroma prielaida, kad bus naudojami du 575 Wp moduliai. Akumuliatoriaus talpa naudojama kaip kintamasis dydis, dėl kurio, didėjant jo dydžiui, gali būti ilgesni mažos saulės spinduliuotės laikotarpiai, tačiau taip pat reikia ilgesnių saulės spinduliuotės laikotarpių, kad būtų užbaigtas visas įkrovimo ciklas.

Nuolatinis mažiausias galimas suvartojimas laikomas pastovia verte, kuri turi būti nurodyta. Kiekvienas vartotojas, kuriam visada turi būti patikimai tiekiamas pakankamas energijos kiekis (pvz., taip pat medicinos įranga, pvz., perfuzoriai, ventiliacija ir t. t.), taip pat apšvietimas, maršrutizatoriai ir kiti vartotojai sudedami ir rezultatas apibrėžiamas kaip mažiausia vertė, kuri visada ir visomis sąlygomis yra patikimai pasiekiama.

Stacionarus naudojimas

Šiuo atveju ir modulio plotas, ir akumuliatoriaus talpa laikomi kintamaisiais, tik suvartojimas laikomas statišku.

Mažiausias ir didžiausias dienos suvartojimas, nustatytas pagal skaitiklio rodmenis žiemos mėnesiais, gali būti apytikslis orientyras. Minimalaus scenarijaus atveju turėtų būti užtikrintas nuolat arba dažniau per dieną naudojamų prietaisų veikimas, o ypač daug elektros energijos suvartojantys prietaisai eksploatuojami atsargiai. Taip taupomi finansiniai ištekliai projektuojant saugyklą.

Pagal maksimalų scenarijų visi prietaisai gali veikti įprasta apimtimi be jokių apribojimų. Tai būtų įmanoma įgyvendinti kaip neprivalomą tikslą, nors ir naudojant didesnį kapitalą.

Kas būtų, jei...?

Modeliavimas - naudojimas mobiliuoju telefonu

Darant prielaidą, kad fotovoltiniai moduliai įrengti plokščiai (pasvirimo kampas 0°), gaunami tokie duomenys:

Žiemos mėnesiais garantuojama 500 Wh išeiga, kai 1 150 Wp ir 1 120 Ah akumuliatoriaus talpa atitinka 14 336 Wh, o didžiausia iškrova - 85 %.

Kai per dieną iškraunama daugiau nei 500 Wh, kyla pavojus, kad akumuliatoriai visiškai išsikraus, nes dienos saulės spinduliuotės nebepakanka įkrovai padengti.

Padidinti akumuliatoriaus talpą iki 850 Wh galima tik keturis kartus (!) padidinus akumuliatoriaus talpą, todėl jis iškraunamas iki 71 proc.

Modeliavimas - stacionarus naudojimas

Stacionarioje padėtyje optimalus polinkio kampas nukreiptas į pietus: dėl to išeiga padidėja iki 50 %. Standartinis polinkio kampas yra 35°. Kadangi žiemą saulė leidžiasi žemiau, 39° kampas yra statesnis, todėl žiemos mėnesiais gaunamas didesnis derlius. Kita vertus, statesnis kampas lemia mažesnį derlių.

750 Wh per dieną galima suvartoti esant 39° polinkio kampui ir esant identiškiems duomenims.

Palyginimui: Österby - Gotlands län, Švedija (51,188, 6,749) - čia tik dėl 69° pasvirimo kampo galima išleisti 500 Wh per dieną, kai išleidžiama 85 proc. vandens.
Kita vertus, sumažinus pasvirimo kampą iki 39°, gaunama tik 10 %.
Vietovėse, kur daug sniego, tikslinga rinktis statesnę padėtį vien dėl to, kad ant modulių mažiau kaupiasi sniegas.