Öz kiçik şəbəkədənkənar sisteminiz üçün uyğun konfiqurasiyanı necə hesablamaq olar?

Heç ictimai şəbəkədən asılılıqdan qurtulmaq üçün öz günəş enerjisi sisteminizi dağ kabinəsində, balıqçı gəmisində və ya RV-də istifadə etməyi düşünmüsünüzmü?

Əslində bu, təkcə mühəndislərin bacara biləcəyi bir şey deyil. Bir neçə əsas addımı və düsturları mənimsədiyiniz müddətdə, öz kiçik şəbəkədənkənar fotovoltaik sisteminiz üçün uyğun konfiqurasiyanı hesablaya bilərsiniz.

Şəbəkədən kənar günəş sistemi, elektrik enerjisi ehtiyaclarını ödəmək üçün tamamilə fotovoltaik enerji istehsalına və batareyanın saxlanmasına əsaslanaraq, ictimai şəbəkəyə etibar etməyən müstəqil sistemə aiddir. Uzaq dağlıq ərazilərdə, adalarda, pastoral bölgələrdə, RV-lərdə, balıqçı qayıqlarında və qeyri-sabit şəbəkə gücü olan digər yerlərdə istifadə üçün idealdır.

Aşağıda, tələb olunan konfiqurasiyanı hesablamaq üçün sizə dörd addımla rəhbərlik edəcəyik.

Addım 1: Fotovoltaik modulun gücünü təyin edin

Fotovoltaik panellərin (günəş panelləri) gücü sisteminizin nə qədər elektrik istehsal edə biləcəyini müəyyənləşdirir.

Əsas hesablama yanaşması belədir: əvvəlcə gündəlik elektrik tələbatını müəyyənləşdirin, sonra onu yerli iqlim şəraiti (xüsusilə günəş işığının müddəti) ilə birləşdirərək fotovoltaik panellərin ümumi gücünü təyin edin.

Formula:

Modulun gücü = (Gündəlik elektrik tələbatı × Davamlı buludlu gün izafi əmsalı) ÷ (Yerli orta günəş işığı saatları × Sistemin səmərəliliyi)

* Gündəlik elektrik istehlakı: Bu, bütün cihazların nominal gücünün onların istifadə müddətinə vurulması ilə hesablana bilər.

Məsələn, LED işıqları 10W × 5 saat = 50Wh, soyuducu 60W × 24 saat = 1440Wh.

* Davamlı buludlu gün izafi əmsalı: Ardıcıl buludlu günlərdə qeyri-kafi enerji istehsalının hesablanması üçün bu əmsal adətən 1.1 və 1.3 arasında müəyyən edilir.

* Yerli orta gündəlik günəş işığı saatları: Bu yerli meteoroloji məlumatlardan əldə edilə bilər. Məsələn, Pekində orta hesabla gündə təxminən 4 saat günəş işığı olur, Haynanda isə 5 saatdan çox ola bilər.

* Sistem səmərəliliyi: Bu, kabel itkiləri, nəzarətçinin səmərəliliyi, çevirici itkiləri və s. üçün hesablanır və ümumiyyətlə 0.75 ilə 0.8 arasında müəyyən edilir.

Misal üçün:

Gündəlik elektrik istehlakınızın 3,000 Wh olduğunu fərz etsək, yerli orta gündəlik günəş işığı saatları 4.5 saat, sistemin səmərəliliyi 0.78 və davamlı yağışlı günlər əmsalı 1.2-dir:

Modulun gücü = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 Vt

Bu o deməkdir ki, siz dörd 1 Vt modul kimi ümumi gücü təxminən 250 kVt olan fotovoltaik panelləri quraşdırmalısınız.

Addım 2: Şəbəkədən kənar çevirici gücünü təyin edin

İnverter adi məişət texnikası tərəfindən istifadə üçün fotovoltaik panellərdən və ya batareyalardan birbaşa cərəyanı (DC) alternativ cərəyana (AC) çevirir.

Onun gücü, xüsusilə induktiv yüklərin (motorla idarə olunan avadanlıq) başlanğıc cərəyanını nəzərə alaraq, maksimum ani güc tələbinizi ödəmək üçün kifayət olmalıdır.

Formula:

İnverterin gücü = (Ümumi rezistiv yük gücü + Ümumi induktiv yük gücü × 5) × Marja əmsalı ÷ Güc faktoru

* Rezistiv yüklər: Elektrik lampaları, elektrik çaydanları və sobalar kimi müqavimət göstərən cihazlar.

* İnduktiv yüklər: Soyuducular, su nasosları, kondisionerlər və s. kimi mühərriklər və ya kompressorlar olan avadanlıqlar. Başlanğıc zamanı ani güc nominal gücdən 5-7 dəfə çox ola bilər.

* Təhlükəsizlik faktoru: Bir marja təmin etmək üçün adətən 1.2-1.5 olaraq təyin edilir.

* Güc faktoru: Adətən 0.8-0.9 olaraq təyin edilir.

Misal:

200 Vt işıq qurğunuz (rezistiv yük), 100 Vt soyuducu (induktiv yük), 1.3 marja əmsalı və 0.85 güc əmsalı olduğunu fərz etsək:

İnverterin gücü = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 W

Minimum gücü 1.1 kVt olan bir çeviriciyə ehtiyacınız olacaq və daha çox sabitlik üçün 1.5 kVt model seçmək tövsiyə olunur.

Addım 3: Batareyanın tutumunu təyin edin

Batareya şəbəkədənkənar sistemin “enerji anbarıdır” və gecə və ya buludlu günlərdə istifadə olunan elektrik enerjisi ilk növbədə ondan gəlir. Tutum davamlı enerji təchizatı ehtiyacınız olan günlərin sayından və gündəlik elektrik istehlakından asılıdır.

Formula:

Akkumulyatorun tutumu (Ah) = (Gündəlik elektrik istehlakı × Buludlu günlərdə enerji təchizatı günlərinin sayı) ÷ (Boşaltma dərinliyi × Doldurma/boşaltma səmərəliliyi × Batareya paketinin gərginliyi)

* Boşaltma Dərinliyi (DOD): Qurğuşun-turşu batareyaları üçün 0.5-0.6 DOD tövsiyə olunur; litium batareyalar üçün DOD 0.8-0.9 məqbuldur.

* Doldurma/Boşaltma Effektivliyi: Tipik olaraq 0.85-0.9 olaraq təyin edilir.

* Batareya bankının gərginliyi: Ümumi gərginliklərə 12V, 24V və 48V daxildir; daha yüksək güc tələbləri üçün daha yüksək gərginliklər tövsiyə olunur.

Misal:

Gündəlik 3000Wh istifadə etdiyinizi və 2V litium batareyadan (DOD=48, səmərəlilik=0.9) istifadə edərək 0.9 günlük buludlu havada enerjiyə sahib olmaq istədiyinizi fərz etsək:

Batareya tutumu = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ah

Sizə 48V 154Ah (təxminən 7.4kWh) batareya paketinə ehtiyacınız olacaq.

Addım 4: Nəzarətçinin spesifikasiyalarını müəyyənləşdirin

Fotovoltaik nəzarətçi fotovoltaik modullardan batareyaya qədər doldurulma prosesini tənzimləyir.

Onun spesifikasiyası ilk növbədə aşağıdakı düsturla hesablanan maksimum giriş cərəyanından asılıdır:

Formula:

Nəzarətçinin giriş cərəyanı = Fotovoltaik modulların maksimum gücü ÷ Batareya paketinin gərginliyi

Məsələn, fotovoltaik panellərinizin ümumi gücü 1000 Vt və batareya paketinin gərginliyi 48 V-dirsə:

Nəzarətçinin giriş cərəyanı = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

Buna görə, giriş cərəyanı 21A-dan çox olan bir nəzarətçi seçməlisiniz, adətən MPPT növü (daha yüksək səmərəlilik, buludlu günlərdə daha sərfəlidir).

Praktiki məsləhətlər

1. Marja icazə verin: Avadanlığın istismar müddəti və əməliyyat dayanıqlığı müvafiq ehtiyat dizaynından asılıdır; parametrləri çox sərt şəkildə düzəltməyin.
2. MPPT PWM-dən üstündür: MPPT nəzarətçiləri bir qədər daha bahalı olsalar da, xüsusilə qeyri-sabit işıqlandırma şəraitində daha yüksək enerji istehsalı səmərəliliyi təklif edirlər.
3. Litium-ion batareyalara üstünlük verin: Onlar yığcam, yüngül və dərin boşalma qabiliyyətinə malikdir və uzunmüddətli xərclərə qənaət edir.
4. Gələcək genişləndirmə üçün plan: Gələcəkdə daha çox məişət texnikası əlavə etməyi düşünürsünüzsə, həm fotovoltaik sistem, həm də batareyalar üçün kifayət qədər interfeys tutumunu təmin edin.

Kiçik bir şəbəkədənkənar fotovoltaik sistemin dizaynının əsası, sadəcə olaraq “bir neçə panel və akkumulyator almaq” və onu bir günə çağırmaq əvəzinə, konfiqurasiyanın faktiki ehtiyaclara əsaslanaraq dəqiq hesablanmasından ibarətdir.

Bu 4 formulları mənimsəyin:

1. Fotovoltaik modulun güc düsturu
2. İnverterin güc düsturu
3. Batareyanın tutumu formulu
4. Nəzarətçinin giriş cərəyanı düsturu

Bundan sonra siz həm kifayət qədər, həm də sabit olan kiçik şəbəkədənkənar sistem üçün konfiqurasiya hesablaya bilərsiniz.

İlk dəfə dizayn edərkən, düsturun nəticələrinə əsasən əlavə 10%-20% marja əlavə edə bilərsiniz ki, bu da hava dəyişikliklərinin idarə edilməsində və avadanlığın genişləndirilməsində daha çox çevikliyə imkan verir.