İçindekiler tablosu
İhtiyaçlarınızı karşılamak için hangi akü kapasitesi ile ne kadar güneş enerjisine ihtiyacınız var? Bu soru, sadece karavanlarında kendi kendilerine yeterli olmak isteyen veya uzak bölgelerde (muhtemelen var olmayan) kamu elektrik şebekesinden bağımsız olmak için şebekeden bağımsız bir sistem kurmak isteyen bazı insanlar için ortaya çıkmaktadır.
Şimdi, elbette, büyük bir batarya kapasitesi planlayabilirsiniz, ancak özellikle mobil uygulama senaryosunda alan yetersizdir ve olası PV modül çıkışı yaklaşık 1.200 ... ile sınırlıdır. 1.725 Wp, 2 ... varsayılırsa 575 Wp'lik 3 modül varsayılırsa. Brüt araç ağırlığı 7,5 tonun üzerinde olan bir aracınız ve gerekli ehliyetiniz yoksa, batarya sayısı açısından ağırlık da - ne yazık ki - ihmal edilebilir değildir.
Bu bakımdan, eğer gerçekten kendi kendinize yetmek istiyorsanız tüketimi en aza indirmek önemlidir. Ancak günün ve ayın farklı zamanlarında, farklı coğrafi konumlarda güneş ne kadar süre parlıyor ve istatistiksel olarak ortalama güneş ışığı süresinden ne kadar verim elde ediliyor? Aküler herhangi bir zamanda şarj edilebilir mi?
Yüksek gerilime karşı düşük gerilim teknolojisi
Genellikle 12 V aküler bilinmektedir. 24 V kamyonlara monte edilir. 48 V karavanlarda, teknelerde ve yatlarda bulunabilir. Bunların hepsi düşük voltaj teknolojileridir.
Yüksek gerilim sistemleri 60 V DC'nin üzerinde, ancak genellikle 100 ila 200 V DC(!) arasındaki gerilimlerle çalışır.
Neden bu farklılıklar? Akan akımları düşündüğünüzde bu durum hemen anlaşılır: İnvertör çalışması ve 5.000 VA nominal AC gücü ile 12 V aküler 400 A çekecektir, bu da 62 mm2 kalın ve bu nedenle ağır kablo gereklidir, 48 V akü ve 104 A kullanıldığında sadece 4 mm2200 V'ta bu hala sadece 0,25 mm kablo kesitiyle 25 A ile sonuçlanır2.
Bununla birlikte, nispeten ince kablolar yüksek DC gerilimlerle çalışırken dikkatsizliğe yol açmamalıdır: 60 V'tan daha yüksek DC gerilimleri taşıyan tüm sistemler - ÖZEL OLARAK - eğitimli uzmanlar tarafından kurulmalı ve bakımı yapılmalıdır!
Giriş tarafında kullanılacak invertörün verileri bu nedenle akü konfigürasyonunu belirler. Giriş voltajı ne kadar yüksek olursa, örneğin 12 V yerine 48 V, fiyat o kadar düşük olur.
5 kVA'lık 24 V DC invertör 1.500 Euro, 48 V versiyonu ise 700 Euro civarındadır.
Yüksek voltajlı versiyonda, 150 V DC girişli üç fazlı 5 kW invertörün maliyeti yaklaşık 1.200 Euro iken, 180 V DC'li 8 kW invertörün maliyeti yaklaşık 1.400 Euro'dur.
Bu nedenle yüksek voltajlı versiyon sabit kullanım için kesinlikle daha ekonomiktir.
Mobil kullanımda şarj göreliliği
Artık bir karavan sadece park edilmiyor, aynı zamanda sürülüyor. Bu, akülerin şarj güçlendirici aracılığıyla alternatörden gelen elektrikle şarj edildiği anlamına gelir. Elbette, sürüş süreleri istatistiksel olarak kaydedilemediğinden ve bu nedenle hesaplamaya dahil edilemediğinden, bunu bir hesaplamaya entegre etmek zordur. Ancak şunu bilmek güzel ...
Aküleri şarj etmek için zaman zaman kıyı güç bağlantısını kullanma fırsatınız da olacaktır.
Durağan alanda hesaplanabilir tutarlılık
İlgili tüm faktörler göz önünde bulundurularak beklenen güneş enerjisi verimi hakkında bilgi sağlayan yeterli istatistiksel veri artık dünya çapında mevcut olduğu ölçüde hesaplanabilir.
Deneyimler, tüm istatistiklere rağmen teori ve pratiğin farklı olduğunu göstermektedir, ancak z konumunda x alanınız ve y batarya kapasiteniz varsa planlamanızda nerede durduğunuza dair bir fikir edinmek faydalıdır.
İşte bu noktada uluslararası çevrimiçi araç PVGIS ( PhotoVoltaik GCOĞRAFİ IBİLGİ System) tarafından geliştirilmiştir. Avrupa KomisyonuOrtak Araştırma Merkezi, Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Birimi, via E. Fermi 2749, TP 450, I-21027 Ispra (VA).
Bu Dokümantasyon kullanımı da sezgisel olan çevrimiçi araç çok kapsamlıdır ve anlama ve isimlendirme ile ilgili olanlar da dahil olmak üzere tüm soruları kapsar.
Üretici varsayımları
Batarya veya batarya sistemi üreticileri sistemlerini olumlu bir şekilde sunmak isterler ve bu nedenle potansiyel müşterilere depolama kapasitesi hakkında bir fikir vermek için yaklaşık karşılaştırmalı veriler sunarlar. Örneğin şu ifade: "10 kW depolama modülümüz, bir ısı pompası ve bir elektrikli aracın çalışması da dahil olmak üzere dört kişilik bir ev için uygundur.
Bu ifade daha da derindir, çünkü böyle bir hanenin yıllık tüketimi elektrik tedarikçileri tarafından ortalama 5 ... olarak verilmektedir. 7 kW olarak verilmektedir.
Ancak depolanan ve dolayısıyla kullanılabilir enerjinin de yenilenmesi gerektiği gerçeği bu olumlu varsayımı zora sokabilir: Güneş doğal olarak kışın yaz mevsiminin sadece bir kısmında parlar, bu da verimin tüketim seviyesine yakın olmadığı anlamına gelir.
Örnek olarak varsayılan bir konum için farklı parametrelerin değiştirilmesinin etkisini gösteren yukarıda bahsedilen PVGIS aracında farklı parametrelerle denemeler yapmak biraz daha netlik sağlar.
Örnek konfigürasyonlar ve sonuçları
Aşağıdaki tüm örnekler için coğrafi konum, 51.188 (N), 6.749 (E) koordinatlarıyla (WGS84) Düsseldorf-Volmerswerth'tir.
Mobil kullanım
PV modülleri için mevcut alanın sınırlı olması nedeniyle, iki adet 575 Wp modül kullanıldığı varsayılmıştır. Batarya kapasitesi, artan boyutla birlikte daha uzun süre düşük güneş ışınımına izin veren, ancak aynı zamanda tam bir şarj döngüsünü tamamlamak için daha uzun güneş ışığı süreleri gerektiren bir değişken olarak hizmet eder.
Mümkün olan - daimi - minimum tüketim, verilmesi gereken sabit bir değer olarak kabul edilir. Arka plan: her zaman güvenilir bir şekilde yeterli güçle beslenmesi GEREKEN her tüketici (örneğin perfüzörler, havalandırma vb. gibi tıbbi ekipmanlar) ile aydınlatma, yönlendiriciler ve diğer tüketiciler toplanır ve sonuç her zaman ve her koşulda güvenilir bir şekilde mevcut olan minimum değer olarak tanımlanır.
Sabit kullanım
Burada, hem modül alanı hem de batarya kapasitesi değişken olarak kabul edilir, sadece tüketim statik olarak görülür.
Kış ayları boyunca günlük sayaç okumaları ile belirlenen minimum-maksimum günlük tüketim kaba bir kılavuz olarak kullanılabilir. Minimum senaryoda, gün içinde sürekli veya daha sık kullanılan cihazların çalışması garanti altına alınırken, özellikle güce aç cihazlar dikkatli bir şekilde çalıştırılır. Bu, depolama tasarımında mali kaynaklardan tasarruf sağlar.
Maksimum senaryo, herhangi bir kısıtlama olmaksızın tüm cihazların olağan ölçüde çalışmasını sağlar. Bu, daha büyük sermaye kullanımıyla da olsa, isteğe bağlı bir hedef olarak düşünülebilir.
Ya ...?
Simülasyon - Mobil kullanım
PV modüllerinin düz bir şekilde yerleştirildiği varsayıldığında (eğim açısı 0°), aşağıdaki veriler ortaya çıkar:
1.150 Wp ve 1.120 Ah batarya kapasitesi ile kış aylarında 500 Wh garantili verim, maksimum 85 % deşarj ile 14.336 Wh'a karşılık gelir.
Günlük çekilen miktar 500 Wh'den fazla olduğunda, günlük güneş ışınımı artık şarjı karşılamaya yetmeyeceğinden akülerin tamamen boşalması riski vardır.
Pil kapasitesinin 850 Wh'a çıkarılması ancak dört kat(!) daha yüksek bir pil kapasitesi ile mümkündür ve yüzde 71'e varan bir deşarj ile sonuçlanır.
Simülasyon - Sabit kullanım
Sabit bir konumda, eğim açısı güneye bakan bir konumda optimize edilir: bu, verimde 50 %'ye kadar artışla sonuçlanır. Standart eğim açısı 35°'dir. Kışın güneş daha alçak olduğundan, 39°'lik daha dik bir açı kış aylarında daha yüksek bir verim sağlar. Daha dik açılar ise verimde düşüşe neden olur.
750 Wh günlük tüketim, 39°'lik bir eğim açısında, aksi takdirde aynı verilerle mümkündür.
Karşılaştırma için Österby - Gotlands län, İsveç (51.188, 6.749) - burada sadece 69°'lik bir eğim açısı, yüzde 85'lik bir deşarj ile 500 Wh'lik olası bir günlük deşarj ile sonuçlanır.
Eğim açısının 39°'ye düşürülmesi ise sadece 10 %'lik bir verim azalmasına neden olur.
Yüksek miktarda kar yağışı olan bölgelerde, daha dik bir konum mantıklıdır çünkü modüller üzerinde kar birikimini azaltır.