Giunsa pagkalkulo ang angay nga pag-configure alang sa imong kaugalingon nga gamay nga off-grid nga sistema?

Nakahunahuna ka na ba mahitungod sa paggamit sa imong kaugalingong solar power system sa usa ka mountain cabin, fishing boat, o RV aron makalingkawas gikan sa pagsalig sa public grid?

Sa tinuud, dili kini usa ka butang nga mahimo ra sa mga inhenyero. Hangtud nga ma-master nimo ang pipila ka yawe nga mga lakang ug mga pormula, mahimo nimong kuwentahon ang angay nga pag-configure alang sa imong kaugalingon nga gamay nga off-grid photovoltaic system.

Ang usa ka off-grid solar system nagtumong sa usa ka independente nga sistema nga wala magsalig sa publiko nga grid, sa baylo nagsalig sa hingpit sa photovoltaic power generation ug pagtipig sa baterya aron matubag ang mga panginahanglanon sa kuryente. Kini mao ang sulundon nga alang sa paggamit sa hilit nga bukiron nga mga dapit, isla, pastoral rehiyon, RVs, pangisda sakayan, ug uban pang mga dapit uban sa dili lig-on nga grid power.

Sa ubos, kami mogiya kanimo pinaagi sa upat ka mga lakang aron makalkulo ang gikinahanglan nga configuration.

Lakang 1: Tinoa ang gahum sa photovoltaic module

Ang gahum sa mga photovoltaic panel (solar panel) nagtino kung unsa kadaghan ang kuryente nga mahimo sa imong sistema.

Ang kinauyokan nga pamaagi sa kalkulasyon mao ang: una pagtino sa adlaw-adlaw nga panginahanglan sa elektrisidad, dayon isagol kini sa lokal nga kondisyon sa klima (ilabi na ang gidugayon sa adlaw) aron matino ang kinatibuk-ang gahum sa mga photovoltaic panel.

Pormula:

Gahum sa module = (Adlaw-adlaw nga panginahanglan sa elektrisidad × Padayon nga madag-umon nga adlaw nga sobra nga hinungdan) ÷ (Lokal nga average nga oras sa kahayag sa adlaw × Sistema nga kahusayan)

* Adlaw-adlaw nga konsumo sa elektrisidad: Mahimo kini nga kalkulado pinaagi sa pagsumada sa gihatagan nga gahum sa tanan nga mga aparato nga gipadaghan sa oras sa paggamit niini.

Pananglitan, ang mga suga sa LED 10W × 5 ka oras = 50Wh, refrigerator 60W × 24 ka oras = 1440Wh.

* Padayon nga madag-umon nga adlaw nga sobra nga hinungdan: Aron maasoy ang dili igo nga pagmugna sa kuryente sa sunud-sunod nga madag-umon nga mga adlaw, kini nga hinungdan kasagarang gitakda tali sa 1.1 ug 1.3.

* Lokal nga aberids nga adlaw-adlaw nga pagsidlak sa adlaw: Kini makuha gikan sa lokal nga meteorolohiko nga datos. Pananglitan, ang Beijing adunay aberids nga gibana-bana nga 4 ka oras nga silaw sa adlaw matag adlaw, samtang ang Hainan mahimong adunay sobra sa 5 ka oras.

* Episyente sa sistema: Kini nag-asoy sa pagkawala sa kable, kaepektibo sa controller, pagkawala sa inverter, ug uban pa, ug kasagarang gitakda tali sa 0.75 ug 0.8.

Pananglitan:

Sa pag-ingon nga ang imong inadlaw nga konsumo sa kuryente 3,000 Wh, ang lokal nga average nga adlaw-adlaw nga oras sa silaw sa adlaw 4.5 ka oras, ang sistema nga kahusayan 0.78, ug ang padayon nga ting-ulan nga coefficient mao ang 1.2:

Gahum sa module = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 W

Kini nagpasabot nga kinahanglan nimo nga i-install ang mga photovoltaic panel nga adunay kinatibuk-ang gahum nga gibana-bana nga 1 kW, sama sa upat ka 250 W modules.

Lakang 2: Tinoa ang gahum sa off-grid inverter

Ang inverter nag-convert sa direktang kasamtangan (DC) gikan sa mga photovoltaic panel o mga baterya ngadto sa alternating current (AC) aron gamiton sa ordinaryong mga gamit sa panimalay.

Kinahanglan nga igo ang gahum niini aron matubag ang imong labing kadaghan nga dinalian nga panginahanglanon sa kuryente, labi na kung gikonsiderar ang pag-agos karon sa mga inductive load (mga kagamitan nga gimaneho sa motor).

Pormula:

Inverter power = (Total resistive load power + Total inductive load power × 5) × Margin factor ÷ Power factor

* Resistive loads: Resistive device sama sa mga bombilya, electric kettle, ug oven.

* Inductive load: Kagamitan nga adunay mga motor o compressor, sama sa refrigerator, water pump, air conditioner, ug uban pa.

* Safety factor: Kasagaran nga gibutang sa 1.2–1.5 aron masiguro ang margin.

* Power factor: Kasagaran nga gibutang sa 0.8–0.9.

Panig-ingnan:

Sa pag-ingon nga ikaw adunay 200W light fixture (resistive load), usa ka 100W refrigerator (inductive load), usa ka margin factor nga 1.3, ug usa ka power factor nga 0.85:

Gahum sa inverter = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 W

Kinahanglan nimo ang usa ka inverter nga adunay labing gamay nga kapasidad nga 1.1 kW, ug girekomenda nga magpili usa ka modelo nga 1.5 kW alang sa labi ka kalig-on.

Lakang 3: Tinoa ang kapasidad sa baterya

Ang baterya mao ang "power storage" sa off-grid system, ug ang kuryente nga gigamit sa gabii o sa madag-umon nga mga adlaw nag-una gikan niini. Ang kapasidad nagdepende sa gidaghanon sa mga adlaw nga imong gikinahanglan sa padayon nga suplay sa kuryente ug sa adlaw-adlaw nga konsumo sa kuryente.

Pormula:

Kapasidad sa baterya (Ah) = (Araw-adlaw nga konsumo sa elektrisidad × Gidaghanon sa mga adlaw sa suplay sa kuryente sa madag-umon nga mga adlaw) ÷ (Kalalom sa pag-discharge × Episyente sa pag-charge/pagdiskarga × Boltahe sa battery pack)

* Depth of Discharge (DOD): Para sa lead-acid nga mga baterya, girekomendar ang DOD nga 0.5–0.6; alang sa lithium batteries, ang DOD nga 0.8–0.9 madawat.

* Pag-charge/Discharge Efficiency: Kasagaran nga gibutang sa 0.85–0.9.

* Boltahe sa Bangko sa Baterya: Ang kasagarang mga boltahe naglakip sa 12V, 24V, ug 48V; mas taas nga mga boltahe girekomendar alang sa mas taas nga mga kinahanglanon sa kuryente.

Panig-ingnan:

Sa pag-ingon nga mogamit ka sa 3000Wh kada adlaw ug gusto nga adunay gahum sa 2 ka adlaw sa madag-umon nga panahon, gamit ang 48V lithium nga baterya (DOD = 0.9, kahusayan = 0.9):

Kapasidad sa baterya = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ah

Kinahanglan nimo ang usa ka 48V 154Ah (gibana-bana nga 7.4kWh) nga pakete sa baterya.

Lakang 4: Tinoa ang mga detalye sa controller

Ang photovoltaic controller nag-regulate sa proseso sa pag-charge gikan sa photovoltaic modules ngadto sa baterya.

Ang mga detalye niini nag-una nagdepende sa pinakataas nga input nga kasamtangan, nga gikalkulo gamit ang mosunod nga pormula:

Pormula:

Ang kasamtangan nga input sa controller = Kinatas-ang gahum sa photovoltaic modules ÷ Boltahe sa battery pack

Pananglitan, kung ang imong mga photovoltaic panel adunay kinatibuk-ang gahum nga 1000W ug ang boltahe sa baterya pack 48V:

Ang kasamtangan nga input sa controller = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

Busa, kinahanglan ka nga mopili og controller nga adunay input nga kasamtangan nga labaw sa 21A, kasagaran usa ka MPPT type (mas taas nga efficiency, mas mapuslanon sa madag-umon nga mga adlaw).

Praktikal nga mga Tip

1. Pagtugot og margin: Ang lifespan ug operational stability sa mga ekipo nagdepende sa angay nga redundancy nga disenyo; ayaw pag-ayo sa mga parameter nga estrikto kaayo.
2. Ang MPPT mas labaw sa PWM: Bisan tuod ang mga MPPT controllers mas mahal og gamay, sila nagtanyag og mas taas nga power generation efficiency, ilabi na ubos sa dili lig-on nga mga kondisyon sa suga.
3. Unaha ang mga lithium-ion nga mga baterya: Sila mga compact, lightweight, ug makahimo sa lawom nga pag-discharge, nga nagtanyag sa dugay nga pagtipig sa gasto.
4. Pagplano alang sa umaabot nga pagpalapad: Kung nagdahom ka nga magdugang ug dugang nga mga appliances sa umaabot, siguroha ang igong kapasidad sa interface alang sa photovoltaic system ug mga baterya.

Ang kinauyokan sa pagdesinyo sa usa ka gamay nga off-grid nga photovoltaic nga sistema anaa sa tukma nga pagkalkulo sa configuration base sa aktuwal nga mga panginahanglan, kay sa "pagpalit ug pipila ka mga panel ug mga baterya" ug pagtawag niini sa usa ka adlaw.

Master kining 4 ka pormula:

1. Photovoltaic module power formula
2. Pormula sa gahum sa inverter
3. Pormula sa kapasidad sa baterya
4. Ang karon nga pormula sa input sa controller

Mahimo nimong kuwentahon ang usa ka configuration alang sa usa ka gamay nga off-grid nga sistema nga parehas nga igo ug lig-on.

Kung nagdesinyo sa unang higayon, makadugang ka ug dugang nga 10%–20% nga margin base sa mga resulta sa pormula, nga magtugot alang sa dugang nga pagka-flexible sa pagdumala sa mga kausaban sa panahon ug pagpalapad sa kagamitan.