כמה קיבולת סוללה נחוצה לאחסון סולרי?

מבוא.

קיבולת מגדירה כמה אנרגיה סולארית יכולה המערכת לאגור ולהשתמש בה לאחר שירידת הייצור. ביצוע בחירה של הקיבולת הנכונה אינו עניין של בחירת armario הסוללה הגדול ביותר הזמין. זה דורש בחינה של צריכת האנרגיה היומית, דרישות הגיבוי, קיבולת הסוללה הפעילה, אובדי המרה, הספק השיא, יכולת הטעינה הסולארית, התנאים הסביבתיים, ו- הפר וייקט של תוכנית העומסים העתידית.

למתקינים, למתאגדים, למפיצים ולמנהלי רכש, שגיאות קיבולת מופיעות בדרך כלל באחד משני הצורות. הראשונה היא חוסר קיבולת: הסוללה מגיעה לגבולות המזון עוד לפני שהעומסים הקריטיים מקבלים תמיכה, או שהמתמר ננעל בעת הפעלת מנוע. השנייה היא קיבולת מופרזת: הון נקשר באחסון שלא ניתן להטעין מחדש על ידי מערכות הפוטו-וולטאיות בתקופות עם אור שמש מועט. שני התוצאות נובעות מהתייחסות לקיבולת הסוללה כאל תווית מוצר במקום כאל חלק בתכנון המערכת. . משתנה.

מאמר זה מסביר את הלוגיקה של החישוב והבחירה הניתנת ליישום בפרויקטים של אחסון סולרי. המיקוד אינו בהמלצה כללית, אלא בשאלות הטכניות שהקונה חייב לפתור לפני שיקבע את מאגר הסוללות מסוג LiFePO4 או ישלח הזמנה לקנייה. כללית המלצה; הוא מתמקד בשאלות הטכניות שהקונה חייב לפתור לפני שיקבע את מאגר הסוללות מסוג LiFePO4 או ישלח הזמנה לקנייה. הזמנה לקנייה.

__________________________________________________________________________________________________

מהו קיבולת הסוללה באחסון סולרי? ?

קיבולת הסוללה היא כמות האנרגיה שהסוללה יכולה לאגור ולהפיקה לאורך זמן. באחסון סולרי, היא בדרך כלל נדונה בקילוואט-שעה (kWh), בעוד שמודולים של סוללות יכולים גם להיות מדורגים באמפר-שעה (Ah). שני סוגי המדידות הם שימושיים, אך הם עונים על שאלות שונות. kWh מתאר אנרגיה. הוא מראה כמה עבודה הסוללה יכולה לבצע לאורך זמן. סוללה של 10 kWh יכולה תיאורטית לספק 1 kW במשך עשר שעות, אך הפלט האמיתי למכשירים יהיה נמוך יותר לאחר הגדרות רזרבה, עומק פריקה שימושי, אבדני המומר,

קילו וואט-שעה מתאר את האנרגיה. זה מראה כמה עבודה הסוללה יכולה לבצע לאורך זמן. סוללה של 10 קילו וואט-שעה יכולה תיאורטית לספק 1 קילו וואט במשך עשר שעות, אך הפלט הממשי למסבים יהיה נמוך יותר לאחר הגדרות השמירה, עומק פריקה שימושי, ואובדי הממיר. מתחשבים בהשפעת הטמפרטורה ובצריכת הסטנדבי.

אמפר-שעה מתאר את המטען החשמלי. אמפר-שעה אינו מספיק להשוואת אנרגיית אחסון אלא אם כן נכללת גם המתח. הקשר הוא: אנרגיה (וואט-שעה) = מתח (וולט) × קיבולת (אמפר-שעה).

מודול של 51.2 וולט ו-100 אמפר-שעה מאחסן 5.12 קילו וואט-שעה. מודול של 12 וולט ו-100 אמפר-שעה מאחסן כ-1.2 קילו וואט-שעה. לשניהם אותו דירוג באימפר-שעה, אך קיבולת האנרגיה שלהם שונה מאוד. לכן השוואות רכישה שמבוססות רק על אמפר-שעה עלולות להיות מטעיות.

האנרגיה השימושית היא המספר הרלוונטי לרכישה. לסוללה עשויה להיות תווית נומינלית של 10 קילו וואט-שעה, אך האנרגיה הזמינה למסב תלויה בעומק הפריקה שהוגדר, בשארית מצב הטעינה, בטמפרטורה, במגבלות מערכת ניהול הסוללות (BMS) ובמערכת. יעילות.

ההבחנה הזו מונעת טעות נפוצה: בחר סוללה שמאגרת מספיק אנרגיה על הנייר, אך אינה יכולה לספק את הזרם הנדרש מהממיר והעומסים.

למה חשובה קיבולת הסוללה הנכונה למערכות סולאריות מערכות

קיבולת הסוללה משפיעה על האמינות, על יעילות הפעולה, על עלות ההשקעה ועל משך חיים של הסוללה. היא גם משפיעה על תכנון המערך הסולארי, הממיר, המנורה והאסטרטגיה לבקרת העומס.

אימונות האנרגיה. בנק הסוללות חייב לכסות את העומס המתוכנן לאורך התקופה הצפויה ללא ייצור סולרי. בבית, זה עלול להתייחס למספרי מעגלים חיוניים במהלך הלילה. באתר מחוץ לרשת החשמל, זה עלול להתייחס ליום אחד או יותר של אוטונומיה. פרויקט מסחרי, זה יכול לכלול תמיכה בקבוצת עומס מוגדרת עד להפעלת המנורה או עד לסוף אירוע ברשת.

יעילות המערכת. בנק סוללות קטן מדי עלול להיות מפורק לעומק שוב ושוב. בנק סוללות גדול מדי עלול להישאר חלקית טעון במשך תקופות ארוכות אם המערך אינו מסוגל למלא אותו מחדש. אף אחת משתי התנאים אינה תומכת בפרופיל הפעלה שנועד. הקיבולת חייבת להיות מאוזנת עם ייצור הפוטו-וולטאי וההקרנה השנתית.

עלות ההשקעה. עלות הסוללות אינה מתמקדת רק במחיר המודול. היא כוללת גם עמדות מOUNTING, נפח מעטפת, תחבורה, הפעלת המערכת, החיווט, ציוד הגנה, קיבולת הממיר, ואולי גם מערכות אוורור, חימום וקירור. עידון מופרז עלול להוסיף עלות לכל המערכת, לא רק לפריט הסוללות.

אורך חיים של סוללות. עומק פריקה, זרם, טמפרטורה, מצב מטען ומצב הטעינה משפיעים על התיישנות הסוללה. בנק סוללות שגודלו נבחר כראוי יכול לפעול בטווח מתון יותר מאשר בנק קטן מדי שמופעל כל לילה עד לגבול התחתון שלו. המטרה אינה להימנע מחזורים; אלא לעצב את פרופיל המחזור בתוך תנאי הפעלה מאושרים של הסוללה.

__________________________________________________________________________________________________

איך לחשב את קיבולת הסוללה הנדרשת לאחסון סולרי

נוסחה שימושית להתחלה היא:

קיבולת הסוללה (קילווט-שעה) = צריכה יומית של אנרגיה × ימי גיבוי ÷ יעילות המערכת

לערכו הנומינלי של בנק הסוללות, נוסיף את עומק הפריקה השימושי:

קיבולת הסוללה הנומינלית (קילוואט-שעה) = אנרגיה יומית נתמכת על ידי הסוללה × ימי גיבוי ÷ (עומק ה descargar המותר × יעילות מערכת משוערת)

הנוסחה פשוטה. איכות התוצאה תלויה בנתוני הקלט.

צריכה יומית של אנרגיה. לבנות לוח זמנים של עומסים מתוך מדידת צריכה, נתונים מהחברה המספקת חשמל, רשומות של מד חכם או הערכות ברמת המכשירים. לכלול את שעות הפעולה המתרחשות כאשר אין ייצור סולרי. מערכת קירור, ציוד תקשורת, משאבת מים ותאורה עשויים כל אחד להיות קטנים באופן נפרד אך משמעותיים יחדיו במהלך הלילה.

ימי גיבוי. לְהַגְדִּיר אַוְטָנוֹמִיָּה לְפִי מָדֵל הַתַּעֲשִׂיָּה. בַּיִת מְחֻבָּר לָרֶשֶׁת עָשִׂירָה יִצְטָרֵךְ רַק כַּמָּה שָׁעוֹת שֶׁל גְּבוּלִיּוּת מִסְפָּקִים מְחֻשָּׁפִים. קָבָּן מְרֻחָק יִצְטָרֵךְ תַּעֲשִׂיָּה בַּלַּיְלָה. מִכְלָלָה, מְרַכֵּז תַּקְשִׁיר, חַוָּה אוֹ בַּיִת מִחוּץ לָרֶשֶׁת יִצְטָרְכוּ יְמָמִים רַבִּים שֶׁל אַחֲסָנָה אוֹ אִסְטְרָטֶגְיָה בְּרוּרָה לְהִתְאַמְנוּת בְּגֶנֶרָטוֹר.

עומק הפריקה. עִמְקִיּוּת פְּגִיעָה (DoD) מַגְדִּירָה אֵיךְ הַרְבֵּה מֵחָלָל הַאֶנֶרְגִּיָּה הַנִּמְדָּד בַּסַּלִּילָה שֶׁהַמְבַצֵּעַ מַרְשֶׁה לְהִשְׁתַּמֵּשׁ בּוֹ. LiFePO4 מערכות בדרך כלל תומכות בעומק פריקה שימושי גבוה, אך הגדרות המאגר צריכות להתאים לסיכון של הפרויקט. אתר מרוחק ללא גישה מהירה לשירות עלול להזדקק למאגר גדול יותר מאשר אתר עם מנוע דיזל אמין.

אֲבֵדוֹת הַמַּעֲרָכָה. אֲבֵדוֹת אֶנֶרְגִּיָּה מְקֹרִים בַּסַּלִּילָה, בַּמְבַצֵּעַ, בַּמְהַפֵּךְ, בַּחֻטִּים וּבַצִּיּוּד הַנִּמְצָא בְּמַצַּב מְחַכֶּה. לְהִשְׁתַּמֵּשׁ בְּהֶעֱרָכַת שְׁמִירָה בְּרֵבִיָּה לְרֹב הַמַּעֲרָכָה, וְלֹא לְהַנְחִית שֶׁכָּל וַט-שָׁעָה נִשְׁמָרֶת הִיא זְמִינָה לַמַּשְׁמָע.

חישוב לדוגמה

לפרויקט יש עומסים יומיים של 8 קילוואט-שעה התומכים בסוללה ודורשים יומם אחד של אוטונומיה. העיצוב משתמש ב-90% מהעומק הניתן לשימוש (DoD) ומעריך יעילות מערכת של 90%.

הקיבולת הנומינלית = 8 × 1 ÷ (0.90 × 0.90) = 9.88 קילוואט-שעה

החישוב הזה מצביע על קיבולת נומינלית של כ-10 קילוואט-שעה לפני שמתווספות רזרבות פרויקטיות נוספות. hetikun haharuzi ha'acharon tzarikh lehit'asek bechirat hachayot shel machshevet hamitga'erey, chalon hachizuk shel hape'ilut hameshemit, ona, hechsharat hagilgul shel hasolala, SOC shel hareserva, ve- gemim shehem mekublim lemodulim.

דוגמה שנייה מבהירה למה מערכות מחוץ לרשת דורשות הקשר נוסף. אם קבינה מרוחקת צורכת 5 קילוואט-שעה ליום ודורשת יומיים של אוטונומיה תחת אותם הנחות של DoD ויעילות:

הקיבולת הנומינלית = 5 × 2 ÷ (0.90 × 0.90) = 12.35 קילוואט-שעה

החישוב לא אומר באופן אוטומטי שהקיבולת הסופית היא 12.35 קילוואט-שעה. הוא מעורר את השאלות הבאות: האם המערך מסוגל להטעין מחדש את הקיבולת הזו לאחר שני ימי עננים? האם המיתגאר מסוגל להתמודד עם העלייה הפתאומית של pomp? האם מנוע דיזל חלק מהפעולה? תוכנית? מה קורה בחורף? קיבולת היכולה להימשך נהפכת לאמינה רק כאשר שאלות אלו נענות.

למסגרת נרחבת יותר לבחירת טכנולוגיית סוללות, ראה [ הסוללה הליתيوم הטובה ביותר לאחסון סולרי ].

__________________________________________________________________________________________________

דוגמאות לקיבולת סוללת סולר לכל יישומים

יישומים שונים משתנים יותר לפי פרופיל עומס וסיכון תפעולי מאשר לפי תוויות לקוחות. הדוגמאות שלהלן הן רק מדריכי תכנון, ולא מערכות מוגדרות באופן סטנדרטי.

מערכת דיור קטנה עלולה להזדקק לצרכים צנועים באנרגיה, אך דורשת הספקת שיא מספקת כדי להפעיל מקרר או משאבה. ברכב נייד (RV) יש מגבלות במקום פיזי ושטח מצומצם לזיהוי פאנלים פוטו-וולטאיים, מה שהופך את התאוששות הטעינה לחשובה יותר מאשר הקיבולת הנומינלית. באתר מסחרי מרוחק עלול להיות צורך redundancy, גישה לשירותים, ותוכנית השגרה של מחולל, בנוסף לקיבולת הסוללה בקילוואט-שעה.

טבלאות קיבולת אינן צריכות לשמש אף פעם כקיצורי ציטוט. הן מועילות לצורך עיצוב שיחת גילוי, ולאחר מכן יש להזיז את הפרויקט ללוח זמנים של עומסים, סקירת האתר ובדיקת תאימות הציוד.

__________________________________________________________________________________________________

גורמים ש משפיעים על בחירת קיבולת הסוללה הסולארית

בחירת הקיבולת משתנה כאשר פרופיל העומס, האנרגיה המקור, הסביבה או מדיניות הפעלה משתנים.

דפוס הצריכה של האנרגיה. אותו מספר קילוואט-שעה יומי יכול להוביל ל עיצובי סוללות שונים. אתר עם עומס ישר יציב עשוי לזכות בהעדפה לקונפיגורציה שונה מאזור עם עומסי מנוע בעלי הספק גבוה לתקופות קצרות. זמן השימוש חשוב באותה מידה כמו סך הצריכה.

ייצור פאנלים סולריים. בנק סוללות שימושי רק אם המערך הפוטו-וולטאי יכול לשחזר את מצב הטעינה שלו. שעות שיא של שמש, כיוון הפאנלים, צללים, אבק וגרגרי אבק על הפאנלים, מזג אוויר עונתי, טמפרטורת המערך והגבלות של המניע — כל אלה משפיעים על יכולת הטעינה מחדש. בפרויקטים רבים, הוספת קיבולת פוטו-וולטאית או ניהול עומסים יעיל יותר מאשר הוספת אחסון. תנאי מזג האוויר. בעת חישוב גודל מערכת מחוץ לרשת יש לקחת בחשבון תקופות עם מעט שמש, ולא ממוצעים שנתיים. לבדה.

מַעֲרֶכֶת הָאוֹרְחוֹת. מחוץ ל- מחוץ לרשת צריך להתמקד בתקופות עם מעט שמש, ולא בממוצעים שנתיים. מערכת שמתפקדת היטב ב קיץ עשוי פנים א שונים אנרגיה איזון ב חורף .ה פרויקט עשוי צריכים עוד קיבולת ,עוד PV ,א גֵנֵרָטוֹר ,או א נמוך יותר מטרת העומס במהלך התקופות האלה.

זמן גיבוי נדרש. א מערכת מחוברת לרשת יכולה לעתים קרובות לאופטימיזציה של עומסים קריטיים וקטיפות קצרות. מערכת לא מחוברת לרשת דורשת מדיניות אוטונומיה מוגדרת. גיבוי ארוך יותר מוסיף קיבולת, אך גם מגדיל את הצורך בתוכנית טעינה ריאלית. תוכנית טעינה.

סוּג הַסַּלִּילָה. הַסּוּג מַשְׁפִּיעַ עַל עִמְקִיּוּת הַפְּגִיעָה הַמֻּתֶּרֶת, עַל הַיְאִינְיוּט, עַל תְּנוּעַת הַצִּיקְלִים, עַל הַמַּשָּׂא, עַל הַשִּׁמּוּר וְעַל הַטֶּמְפֶּרָטוּרָה. ליפו4 ליתיום-ברזל-פוספט נבחר לעיתים קרובות לסיקלינג סולרי רגיל מכיוון שהוא מספק קיבולת שימושית גבוהה ותחזוקה שוטפת נמוכה, אך הדגם הנבחר חייב להתאים לממיר, הבקר, האקלים ומודל השירות. עדיין מתאים לממיר, לבקר, לאקלים ולמודל שירות. עדיין מתאים לממיר, לבקר, לאקלים ולמודל שירות.

תוכניות הרחבה עתידיות. עומסים נוספים עשויים לבוא ממוזג אוויר קירור, ניקוי מים, סדנה ציוד, תושבים חדשים, טעינת EV, או צמיחה מסחרית. מפרש לא צריך מודולים של סוללות תואמים, BMS תקשורת, קיבולת אינברטר, חדר פיזי, הגנה חשמלית, והרבה פו-טי כדי לטעון מחדש הבנק הגדול יותר.

לפרויקטים שבהם אוטונומיה ותפעול מרחוק מובילים את העיצוב, ראו [סוללת LiFePO4 למערכות סולאריות מחוץ לרשת] ].

__________________________________________________________________________________________________

למה סוללות LiFePO4 משמשות בדרך כלל לאגירת אנרגיה סולארית

LiFePO4 נבדקת בדרך כלל לאגירת אנרגיה סולארית בשל פרופיל הפעולה שלה, אשר מתאים למערכות שמתעבות ומפריקות באופן קבוע. היתרונות אינם תלויים בתכונה אחת בלבד; אלא באופן שבו מספר תכונות משפיעות על הכלכלה של הפרויקט.

תְּפוּקַת הַצִּיקְלִים. הַתְּזוּזָה הַיְּמַמִּית שֶׁל הַשֶּׁמֶשׁ מַוסִיפָה צִיקְלִים לְתוֹךְ תְּקוּפַת הַמִּשְׁלָם. LiFePO4 יָכוֹל לִהְיוֹת פִּתָרוֹן חָזָק בְּמָקוֹם שֶׁהַסַּלִּילָה הקונים צריכים לבקש את נתוני אורך החיים המחזורי עם תנאי הבדיקה, ולא רק מספר עליון.

קיבולת שימושית. חלק גדול יותר מהקיבולת הנקובית הניתנת לשימוש יכול להפחית את הגודל הפיזי של הבנק הנדרש כדי לספק עומס יעד. זה משפיע על שטח הארון, משקל ההובלה, זמן ההתקנה והכמות של הספקה המבוזרת הנדרשת לתמיכה בעומסים קריטיים.

יעילות. יעילות גבוהה יותר של הסוללה והמערכת יכולה לשפר את כמות האנרגיה שנאספת מפאנלים סולאריים במהלך היום ומשתנה לאנרגיה בצד העומס מאוחר יותר. זה חשוב באזורים שבהם שטח הפאנלים מוגבל, חלונות הסולאריים קצרים או פעולת המנוע היא יקרה.

דרישות תחזוקה. LiFePO4 איננה דורשת מילוי אלקטרוליט או איזון כפי שדורשים מוצרים מבוססי עופרת-אצה רטובים. דגם התיקון עובר לשליטה על התראות מערכת ניהול הסוללות (BMS), מגמות SOC, טמפרטורה ותקשורת. חיבורים, מצב המיכל והתנהגות טריקה נכונה.

מאפיינים אלו שימושיים באחסון ביתי, מערכות לרכב נייד (RV), בתים מחוץ לרשת החשמל, חווה, אתרים של תקשורת, ומערכות כוח מסחריות מרוחקות. הם אינם מבטלים את הצורך בגודל מתוכנן נכון. מאגר לי-פעו4 קטן מדי עלול עדיין להיחשף למתח יתר; מאגר גדול מדי עלול להישאר טעון חלקית אם קיבולת הפאנלים השמשיים אינה מספיקה.

__________________________________________________________________________________________________

שגיאות נפוצות בחירת קיבולי סולר tY

בחירת מוצר על סמך המחיר בלבד. המחיר הנמוך ביותר של המודול אינו בהכרח מייצג את עלות האנרגיה המסופקת הנמוכה ביותר. השוו קיבולת kWh ניתנת לשימוש, פרופיל מחזור צפוי, עבודה תחזוקתית, סיכון להחלפה, תנאי אחריות, משלוח והפעלה. חשיפת זמן עיכוב.

התעלמות מקיבולת השימוש. דירוג נומינלי של קילוואט-שעה לא מסביר כמה אנרגיה זמינה במעבירה. הגדרות של אחוז הורדה (DoD), שארית SOC, אובדן מערכת, טמפרטורה וגבולות של מערכת ניהול הסוללות (BMS) משנים את המספר הפעלי.

הערכה נמוכה מדי של הביקוש העתידי. מערכת שגודלה עבור תאורה וקירור עלולה להרחיב בהמשך כדי לכלול משאבה, מיזוג אוויר או רכב חשמלי (EV). טעינה, ציוד למוסך או עומסים מסחריים. אם לא מתכננת הרחבה, בנק הסוללות הראשון עלול להפוך לנכס מבודד.

בחירת רכיבים שאינם תואמים. יש לערוך הערכה כוללת של מתח הסוללה, דירוג הזרם של מערכת ניהול הסוללות (BMS), הספק הממיר, הגדרות MPPT או ממיר היברידי, כבלים, מפסקים, פuses וממשקים לתקשורת ולניטור. אי התאמה עלולה לגרום לכשל בביצוע ההתקנה, ניתוקים מיותרים וסכסוכים בנוגע לזכאות לתיקון.

אי לקיחת תנאי הסביבה בחשבון. חום גבוה עלול להאיץ את התהליך של הזדקנות. קור עלול לגביל את הטעינה ולהפחית את הספק הזמין. לחות, אבק, מלח, רעידות וקשיי גישה משפיעים על בחירת הקופסה, על הליכי התיקון והתחזוקה ועל עלות השירות.

__________________________________________________________________________________________________

לְעִתִים קְרוֹבוֹת שאלות נפוצות

כמה קילוואט-שעה של סוללה אני צריך לסולארית? התשובה מתחילה בשימוש יומי באנרגיה שמתאפשר על ידי הסוללה ובהמשך הדרושה לאספקת חשמל. יש להחיל את ערך העומק המותר של פריקה (DoD) ואת אובדן היעילות, ולאחר מכן לבדוק את ההספק המרבי, את הטעינה מהפאנלים השמשיים, את תנאי האקלים ואת מדיניות הרזרבה. מאגר סוללות בגודל 10 קילוואט-שעה יכול להיות מתאים למערכות שמתמקדות במעגלים חיוניים בלבד, אך אינו מספיק לבית גדול יותר או לאתר מחוץ לרשת למספר ימים.

איך מחשבים את גודל הסוללה השמשית? יש להשתמש בנוסחת התכנון: האנרגיה היומית שתתמך בסוללה כפול מספר ימי הרזרבה, חלקי ערך העומק המותר של פריקה (DoD) וכופלי יעילות המערכת המשוערת. לאחר מכן יש לאמת את התוצאה מול עוצמת המתח המירבית של הממיר, זרם הסוללה, טמפרטורה, ייצור פוטו-וולטאי ורחבת התרחבות העתידית.

האם סוללה גדולה יותר תמיד טובה יותר? לא. סוללה גדולה יותר מגבירה את ההשקעה, ועשוי שלא להיטען באופן מלא אם מערך הפאנלים קטן מדי או אם משאב האנרגיה השמשית חלש. הקיבולת הנכונה מאוזנת בין כמות האנרגיה הזמינה, ייצור האנרגיה השמשית, סיכון החוסר באספקת חשמל, עלות הפעלה ו צרכי הרחבת המערכת.

כמה אחסון סוללה דרוש לבית מחוץ לרשת? זה תלוי בטעינה היומית, באוטונומיה הרצויה, בעונה, באקלים של האתר, בגודל הפאנלים הפוטו-וולטאיים, בהזמנת המנורה, וההבחנה בין עומסים חיוניים לעומסים רצויים. קביעת הגודל למערכת מחוץ לרשת חייבת להיעשות תחת תנאי שמש נמוכים ועם אסטרטגיה מוכחת לאספקת חירום, ולא רק על סמך ייצור ממוצע שנתי.