جهان را تصور کنید که در آن قطعی برق دیگر زندگی روزمره را مختل نمی کند، بلکه به فرصت هایی برای ارتقای استانداردهای زندگی تبدیل می شود. یخچال، چراغ ها و حتی وسایل کوچک شما می توانند به طور یکپارچه از طریق انرژی خورشیدی به کار خود ادامه دهند. این یک سناریوی دور نیست - امروز با پیکربندی صحیح پنل های خورشیدی برای شارژ یک باتری 400Ah قابل دستیابی است. اما سوال اساسی این است: سیستم ذخیره انرژی خانگی شما واقعاً به چه مقدار انرژی خورشیدی نیاز دارد؟
معادله پیچیده شارژ خورشیدی
تعیین انرژی خورشیدی مورد نیاز برای شارژ یک باتری 400Ah شامل عوامل متعددی است که به هم وابسته هستند. محاسبه دقیق مستلزم در نظر گرفتن دقیق چهار عنصر کلیدی است: ولتاژ باتری، راندمان شارژ، در دسترس بودن نور خورشید و عمق تخلیه.
اول، ولتاژ باتری اساس محاسبات ظرفیت انرژی را تشکیل می دهد. در اکثر سیستم های مسکونی، باتری های 12 ولتی استاندارد هستند. برای یک باتری 12 ولتی 400Ah، کل ظرفیت انرژی برابر است با 12 ولت ضربدر 400Ah - که منجر به 4800 وات ساعت (4.8 کیلووات ساعت) می شود. این بدان معناست که یک باتری کاملاً شارژ شده می تواند 4.8 کیلووات ساعت برق تحویل دهد.
حسابداری برای راندمان سیستم
پنل های خورشیدی تمام نور خورشید تابشی را به برق قابل استفاده تبدیل نمی کنند. راندمان تبدیل فتوولتائیک معمولی بین 15 تا 20 درصد است و تلفات اضافی در کنترل کننده های شارژ و سیم کشی رخ می دهد. هنگام محاسبه این عوامل، راندمان کلی سیستم اغلب به حدود 80٪ می رسد. این بدان معناست که تنها 80٪ از انرژی خورشیدی تولید شده به طور موثر باتری را شارژ می کند.
در دسترس بودن نور خورشید به طور قابل توجهی با توجه به جغرافیا، فصل و شرایط آب و هوایی متفاوت است. طراحی سیستم مناسب مستلزم درک میانگین ساعات اوج آفتاب روزانه مکان شما است - تعداد معادل ساعاتی که در آن تابش خورشیدی به طور متوسط 1000 وات بر متر مربع است. این معیار حیاتی تعیین می کند که پنل های شما در واقعیت چقدر انرژی می توانند در هر روز تولید کنند.
ملاحظات طول عمر باتری
عمق تخلیه (DoD) به طور چشمگیری بر طول عمر باتری تأثیر می گذارد. باتری های اسید سرب سنتی معمولاً تنها 50٪ تخلیه را تحمل می کنند قبل از اینکه دچار تخریب تسریع شده شوند. این بدان معناست که تنها نیمی از ظرفیت باتری (2.4 کیلووات ساعت در مثال ما) باید به طور منظم استفاده شود. با این حال، باتری های فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) جدیدتر می توانند 80٪ یا عمیق تر تخلیه را تحمل کنند و در عین حال عمر چرخه طولانی تری را حفظ کنند.
برای یک سیستم اسید سرب با 50٪ DoD، محاسبه به شرح زیر است:
-
انرژی قابل استفاده: 50٪ از 4.8 کیلووات ساعت = 2.4 کیلووات ساعت
-
تولید خورشیدی مورد نیاز با احتساب راندمان 80٪: 2.4 کیلووات ساعت ÷ 0.8 = 3 کیلووات ساعت
-
با 5 ساعت اوج آفتاب: 3 کیلووات ساعت ÷ 5 ساعت = 600 وات آرایه خورشیدی
عوامل پیاده سازی در دنیای واقعی
سیستم های عملی به ظرفیت اضافی برای جبران شرایط دنیای واقعی مانند پیری پنل، سایه جزئی و آب و هوای نامساعد نیاز دارند. اکثر نصاب ها توصیه می کنند که آرایه های خورشیدی را 20-30٪ فراتر از حداقل های نظری بزرگتر کنند.
انتخاب کنترل کننده شارژ نیز به طور بحرانی بر عملکرد تأثیر می گذارد. کنترلرهای ردیابی حداکثر توان (MPPT) معمولاً در برداشت انرژی 10-30٪ از مدل های PWM پایه بهتر عمل می کنند، به ویژه در شرایط روشنایی نامناسب. برای باتری های لیتیومی، محاسبه به طور قابل توجهی تغییر می کند - یک سیستم LiFePO4 با 80٪ DoD در شرایط مشابه به تقریباً 960 وات پنل خورشیدی نیاز دارد.
تقاضای انرژی خانگی متغیر نهایی را نشان می دهد. سیستم هایی که وسایل پرمصرف انرژی مانند کولرها را تامین می کنند، به آرایه های خورشیدی و بانک های باتری به طور قابل توجهی بزرگتر از آنهایی که فقط از روشنایی و وسایل الکترونیکی کوچک پشتیبانی می کنند، نیاز دارند. ممیزی های دقیق انرژی با استفاده از قبوض آب و برق یا مانیتورهای انرژی دقیق ترین داده های مصرف را برای اندازه گیری سیستم ارائه می دهند.
با متعادل کردن دقیق این عوامل فنی و زیست محیطی، صاحبان خانه می توانند سیستم های باتری شارژ شده با خورشید را طراحی کنند که برق قابل اعتماد و پایدار را ارائه می دهند و در عین حال وابستگی به شبکه های برق معمولی را کاهش می دهند.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
