Pasaulyje didėjant dėmesiui atsinaujinančiai energijai, saulės baterijų saugojimo sistemos tapo pagrindiniu pasirinkimu namų ūkiams, siekiantiems energijos nepriklausomumo, taupymo ir atsakomybės už aplinkos apsaugą.
Norint nustatyti tinkamą saulės baterijų skaičių, reikia sistemingai analizuoti energijos poreikius, sistemos komponentus ir naudojimo scenarijus. Šiame straipsnyje pateikiami pagrindiniai įtaką darantys veiksniai ir skaičiavimo metodai, padedantys atsakyti į pagrindinį klausimą: kiek saulės baterijų iš tikrųjų reikia jūsų namams?
Kodėl buitiniams elektros poreikiams reikia įdiegti saulės baterijas?
Saulės baterijos tarnauja kaip gyvenamųjų namų fotovoltinių sistemų „energijos rezervuaras“. Jie ne tik sprendžia su pertrūkiais saulės energijos gamybos pobūdį, bet ir atskleidžia daugybę praktinių vertybių:
Energetinė nepriklausomybė: sumažinkite priklausomybę nuo elektros tinklo ir užtikrinkite nuolatinį energijos tiekimą elektros tiekimo nutraukimo ar tinklo gedimų metu.
Išlaidų taupymas: perteklinę saulės energiją, pagamintą per dieną, išsaugokite naudoti naktį, venkite piko{0}}elektros tarifų ir maksimaliai išnaudokite savo-sugeneruotą energiją.
Aplinkos apsauga ir išmetamųjų teršalų mažinimas: gerinkite švarios saulės energijos naudojimo efektyvumą ir sumažinkite anglies dvideginio išmetimą, susijusį su tinklo energija.
Avarinė atsarginė kopija: suteikite patikimą maitinimą kritinėms apkrovoms, pvz., šaldytuvams, medicininei įrangai ir ryšio įrenginiams kritiniais atvejais.
Skutimosi piko ir slėnio užpildymas: išnaudokite{0}}elektros kainodaros mechanizmų naudojimo laiką, skirtą kaupti energiją ne piko (mažos-kainos) laikotarpiais ir naudoti piko (didelės-kainos) laikotarpiais, taip sumažinant ilgalaikes-elektros išlaidas.
Kaip apskaičiuoti kasdienį namų elektros energijos suvartojimą, kad būtų galima nustatyti baterijos poreikį?
Kasdienis elektros energijos suvartojimas yra pagrindiniai baterijų poreikio skaičiavimo duomenys, tiesiogiai atspindintys bendrą energijos kiekį, kurį akumuliatoriaus bankas turi saugoti.
Skaičiavimo būdas: išvardinkite visus elektros prietaisus ir užrašykite jų vardinę galią bei kasdienio naudojimo valandas. Vardinės galios vienetas yra vatai (W). Apskaičiuokite bendrą dienos energijos suvartojimą pagal formulę: Kasdienis elektros suvartojimas (kWh)=Σ (Įrenginio galia (kW) × Kasdienio naudojimo valandos (h)).
Pavyzdys: 150 W šaldytuvas, veikiantis 24 valandas + 5 LED lemputės (kiekvienas po 10 W), naudojamos 5 valandas + 10 W maršrutizatorius, veikiantis 24 valandas. Skaičiavimo procesas yra 0,15kW × 24h + 0.05kW × 5h + 0.01kW × 24h, todėl per dieną sunaudojama 4,09kWh.
Pastabos: atskirkite kritines apkrovas ir ne{0}}kritines apkrovas. Kritinės apkrovos reiškia įrenginius, kurie būtini naudoti nutrūkus elektros tiekimui. Rezervuokite 10–20 % maržą, kad galėtumėte susidoroti su netikėtais energijos poreikiais ir sistemos nuostoliais.
Kaip saulės baterijų talpa įtakoja reikalingų baterijų skaičių?
Saulės baterijos talpa ir akumuliatoriaus talpa yra tarpusavyje susijusios. Saulės baterijos yra atsakingos už energijos generavimą įkrovimui, o jų dydis tiesiogiai veikia akumuliatoriaus konfigūraciją.
Suderinimo principas: saulės kolektorių bendros galios turi pakakti, kad būtų galima padengti kasdienį namų ūkio elektros suvartojimą ir pilnai įkrauti baterijas per turimas saulės šviesos valandas.
Skaičiavimo formulė: Reikalinga saulės baterijos galia (W) ≈ (Kasdienis elektros suvartojimas (kWh) + Kasdienis akumuliatoriaus įkrovimo pajėgumas (kWh)) ÷ (Vietinės didžiausios saulės šviesos valandos (h) × Sistemos efektyvumas). Sistemos efektyvumas svyruoja nuo 0,8 iki 0,85.
Praktinė reikšmė: Nepakankama saulės baterijų talpa lems netinkamą baterijų įkrovimą, todėl reikės papildomų baterijų, kad kompensuotų energijos trūkumą. Pertekliniai pajėgumai be pagrįsto reguliavimo gali sukelti perteklinį apmokestinimą ir išteklių švaistymą. Pavyzdžiui, namų ūkiui, kuriame kasdien suvartojama 10 kWh energijos ir 4 valandos didžiausios saulės šviesos, reikia maždaug 4 kW saulės baterijų, kad būtų galima stabiliai įkrauti palaikomąjį akumuliatorių banką.
Kiek valandų saulės reikia norint visiškai įkrauti saulės baterijas?
Įkrovimo laikassaulės baterijospriklauso nuo trijų pagrindinių veiksnių ir labai skiriasi priklausomai nuo regiono:
Pagrindiniai įtakos veiksniai: saulės baterijų galia, akumuliatoriaus talpa ir vietinės didžiausios saulės šviesos valandos. Didesnė saulės baterijų galia sutrumpina įkrovimo laiką; didesnė akumuliatoriaus talpa reikalauja daugiau energijos sąnaudų; vietinės didžiausios saulės šviesos valandos reiškia dienos trukmę, kai saulės šviesos intensyvumo pakanka efektyviam įkrovimui.
Bendras skaičiavimas: Įkrovimo laikas (h) ≈ Akumuliatoriaus talpa (kWh) ÷ (Saulės baterijos galia (kW) × Sistemos įkrovimo efektyvumas). Sistemos įkrovimo efektyvumas svyruoja nuo 0,8 iki 0,9.
Regioninė nuoroda: Daugumoje Kinijos vietovių saulės spindulių per parą yra 3–5 valandos, o tokiuose regionuose kaip Sindziangas ir Tibetas gali pasiekti 5–6 valandas. Pietiniuose lietinguose rajonuose gali tekti tik 2,5-3,5 val. 10 kWh bateriją, suporuotą su 4 kW saulės kolektoriumi, galima visiškai įkrauti maždaug per 3–4 valandas, esant idealioms 4 valandų saulės šviesos sąlygoms.
Kiek saulės baterijų reikia, kad namas maitintų visą parą?
Kad būtų užtikrintas 24 valandų maitinimas, baterijos turi sukaupti pakankamai energijos, skirtos naudoti naktį. Skaičiuojant reikia atsižvelgti į faktinį energijos suvartojimą ir sistemos efektyvumą:
Pagrindinė formulė: Reikalinga akumuliatoriaus nominali talpa (kWh) Didesnė arba lygi (Bendras paros elektros suvartojimas (kWh) × 1 diena) ÷ (Akumuliatoriaus išsikrovimo gylis × iškrovimo efektyvumas). Iškrovimo efektyvumas yra 0,9.
Baterijų tipų skirtumai: Ličio geležies fosfato baterijų, dažniausiai naudojamų namų ūkiuose, iškrovimo gylis yra 80–90%, o gelio baterijų iškrovimo gylis yra maždaug 50%.
Praktinis pavyzdys: Namų ūkis, kurio energijos suvartojimas per dieną yra 4,09 kWh, naudoja ličio geležies fosfato baterijas, kurių iškrovos gylis yra 90%. Reikalinga galia skaičiuojama kaip 4,09 ÷ (0,9 × 0,9), todėl apytiksliai 5,05 kWh. Norėdami padidinti dubliavimą, galite pasirinkti vieną 5 kWh akumuliatoriaus modulį arba du 3 kWh modulius.
Elektros saugykla naktį: kiek baterijų jums tikrai reikia?
Naktinis energijos saugojimas sutelktas į esmines apkrovas, todėl skaičiavimai yra tikslesni nei 24 valandų viso maitinimo šaltinis:
1 veiksmas: nustatykite nakties apkrovas. Sutelkite dėmesį į 统计 įrenginius, naudojamus po saulėlydžio, pvz., apšvietimą, televizorius, maršrutizatorius ir šaldytuvus, veikiančius naktį.
2 veiksmas: apskaičiuokite energijos suvartojimą naktį. Apibendrinkite tik naktį naudojamų prietaisų energijos sąnaudas. Pavyzdžiui, 5 LED lemputės sunaudoja 0,25 kWh, televizorius – 0,24 kWh, o šaldytuvas – 0,5 kWh, todėl bendras energijos suvartojimas naktį yra 0,99 kWh.
3 veiksmas: nustatykite baterijų skaičių. Pagal minėtą formulę, namų ūkiui, kurio energijos suvartojimas naktį yra 1 kWh, reikia 1,3–1,5 kWh ličio geležies fosfato akumuliatoriaus, atsižvelgiant į iškrovos gylį ir efektyvumą. Daugeliui namų ūkių reikia 3–10 kWh baterijos, kad būtų užtikrintas patikimas naktinio maitinimo šaltinis, atitinkantis 1–2 standartinius 5 kWh modulius.
Akumuliatoriaus saugyklos poreikio įvertinimas, kai nutrūksta{0}} elektra kelioms dienoms
Srityse, kuriose gali atsirasti ilgalaikių elektros energijos tiekimo sutrikimų, akumuliatoriai turi patenkinti kelių dienų kritinių apkrovų energijos poreikius:
Pagrindinė formulė: Akumuliatoriaus talpa (kWh) Didesnė arba lygi (Kasdienis energijos suvartojimas esant kritinėms apkrovoms (kWh) × Numatomos išjungimo dienos) ÷ (Iškrovimo gylis × Iškrovimo efektyvumas).
Pagrindinis parametras: „Numatomos išjungimo dienos“ paprastai svyruoja nuo 3 iki 5 dienų. Tai yra 3 dienos įprastoms vietovėms ir daugiau nei 5 dienos atokioms vietovėms arba vietovėms, kuriose yra daug nelaimių.
Skaičiavimo pavyzdys: Namų ūkis, kurio energijos suvartojimas yra 2 kWh kritinėms apkrovoms, ruošiasi 3 dienų elektros energijos tiekimo nutraukimui ir naudoja ličio geležies fosfato baterijas, kurių iškrovos gylis yra 80%. Reikalinga galia apskaičiuojama kaip (2 × 3) ÷ (0,8 × 0,9), todėl gaunama maždaug 8,33 kWh. Pasirinkus du 5 kWh modulius, kurių bendra talpa 10 kWh, galima užtikrinti pakankamą dubliavimą.
Saulės baterijos saugykla ir{0}}naudojimo laikas-: ką reikia žinoti
Naudojimo laikas-
Supraskite kainodaros mechanizmą: tinklo galia skirstoma į piko, plokščio ir slėnio laikotarpius, o atitinkamos elektros kainos yra atitinkamai didelės, vidutinės ir žemos. Piko laikotarpiai paprastai atitinka vakarinius buitinių elektros energijos suvartojimo pikus, nuo 17:00 iki 22:00; slėnio laikotarpiai dažniausiai būna vėlai naktį, nuo 23:00 iki 7:00 kitos dienos.
Akumuliatoriaus talpos pasirinkimas: norint sutaupyti pinigų per piko{0}}slėnio arbitražą, akumuliatoriaus talpa turi atitikti elektros energijos kiekį, kurį planuojama perkelti iš slėnio į piko periodus. Pavyzdžiui, namų ūkiui, kurio energijos suvartojimas piko metu yra 8 kWh, reikia maždaug 10 kWh akumuliatoriaus, atsižvelgiant į efektyvumo nuostolius.
Sistemos koordinavimo reikalavimai: norint automatiškai valdyti akumuliatoriaus įkrovimą ir iškrovimą, reikalingas hibridinis keitiklis. Užtikrinkite įkrovimą slėnio laikotarpiais (naudojant saulės energiją arba tinklą) ir iškrovimą piko laikotarpiais, kad maksimaliai sutaupytumėte{1}}.
Strategijos, kaip kompensuoti namų ūkio energijos suvartojimą naudojant saulės baterijas
Norint maksimaliai padidinti elektros energijos suvartojimą tinkle, būtina derinti saulės baterijų, baterijų ir elektros vartojimo įpročius bei suformuluoti tikslines strategijas:
Suteikite pirmenybę savarankiškam{0}}vartojimui: naudokite saulės energijos perteklių, kad įkrautumėte baterijas dienos metu, o naktį naudokite sukauptą elektros energiją, o ne tinklo energiją, taip sumažindami priklausomybę nuo piko-laiko ir įprastos tinklo energijos.
Krovinio perkėlimas: sureguliuokite didelės-galios įrenginių, pvz., skalbimo mašinų ir vandens šildytuvų, naudojimo laiką pagal didžiausią saulės energijos gamybos laikotarpį dienos metu, kad sumažintumėte baterijų poreikį elektrai kaupti šioms apkrovoms.
Optimizuokite akumuliatoriaus ciklą: venkite dažno gilaus išsikrovimo, išskyrus ličio geležies fosfato baterijas. Palaikykite nuo 20% iki 80% galios, kad pailgintumėte baterijos veikimo laiką ir užtikrintumėte energijos kaupimą kritiniams poreikiams.
Sistemos stebėjimas: naudokite išmaniuosius stebėjimo įrankius, kad galėtumėte sekti energijos gamybos, saugojimo ir suvartojimo duomenis, koreguoti elektros energijos vartojimo modelius ir sistemos nustatymus bei pagerinti kompensavimo efektyvumą.
Kodėl saulės energijos perteklius gali turėti įtakos baterijos veikimui?
Be tinkamo valdymo perteklinė saulės energijos gamyba gali sugadinti baterijas ir sumažinti sistemos efektyvumą:
Perkrovimo rizika: kai saulės baterijų generuojama galia viršija baterijos talpą ir nėra prijungimo prie tinklo ar apkrovos, akumuliatorius gali būti perkrautas, o tai sugadins elementus ir sutrumpins jų tarnavimo laiką.
Sistemos neefektyvumas: nepanaudota perteklinė energija arba švaistoma, o tai dažniau pasitaiko ne{0}}tinklo sistemose, arba ją reikia tvarkyti naudojant aplinkkelio mechanizmus, o tai padidina energijos nuostolius.
Šilumos kaupimasis: Nuolatinis perkrovimas arba didelės įkrovimo srovės generuoja perteklinę šilumą, blogina akumuliatoriaus medžiagas ir kelia pavojų saugai.
Preventive measures: Install a Maximum Power Point Tracking (MPPT) solar charge controller with a conversion efficiency of >95% reguliuoti įkrovimo srovę. Naudokite keitiklį su prijungimo prie tinklo-funkcija arba sukonfigūruokite apkrovos valdymo sistemą, kad perteklinė energija būtų nukreipta į didelės-galios įrenginius.
Išvada
Saulės baterijų, reikalingų namams maitinti, skaičius nėra fiksuota vertė. Tai priklauso nuo kasdienio elektros suvartojimo, saulės baterijų talpos, vietinių saulės sąlygų, naudojimo tikslų ir baterijos technologijos.
Naudojimo tikslai apima avarinį maitinimo šaltinį, piko{0}}slėnio arbitražą ir išjungtą-tinklą. Pagrindiniai žingsniai yra šie: apskaičiuokite faktinius energijos poreikius, išaiškinkite esmines apkrovas, įvertinkite sistemos efektyvumą ir akumuliatoriaus charakteristikas ir visapusiškai įvertinkite regionines sąlygas, pvz., saulės šviesos trukmę ir elektros kainų politiką.
Daugeliui miesto namų ūkių, kurie siekia 24 valandų elektros energijos tiekimo ir 1–3 dienų avarinės atsarginės kopijos, pakanka 5–15 kWh ličio geležies fosfato akumuliatoriaus banko, atitinkančio 1–3 standartinius 5 kWh modulius, suporuotus su 3–8 kW saulės kolektorių sistema.
Namų ūkiams, neprijungtiems-prie tinklo arba daug energijos suvartojantiems, reikia didesnės talpos, paprastai didesnės nei 20 kWh. Norint subalansuoti našumą, kainą ir patikimumą, rekomenduojama pasikonsultuoti su profesionaliais montuotojais dėl svetainės-vertinimo ir tinkintų konfigūracijų.
