Làm thế nào để tính toán pin mặt trời và biến tần?

Nếu bạn muốn xây dựng một hệ thống điện sử dụng năng lượng mặt trời nhưng có thể truy cập vào lưới điện, thì bạn có thể phải xem xét pin mặt trời. Đã quyết định loại pin cần mua, điều tiếp theo là xác định kích thước hệ thống của bạn. Kích thước hệ thống của bạn bao gồm rất nhiều tính toán; do đó, điều cần thiết là phải làm cho nó ngay từ đầu.

Mặc dù có vẻ khó xác định cách tính toán pin mặt trời và biến tần, nhưng điều này đã được đơn giản hóa hết mức có thể trong bài viết này. Khái niệm chung là hệ thống của bạn phải đủ lớn để cung cấp lượng năng lượng cần thiết trong một vài ngày nhiều mây, đồng thời chúng phải đủ nhỏ gọn để được sạc bằng các tấm năng lượng mặt trời của bạn.

Đi cùng khi chúng tôi khám phá các bước liên quan đến việc định cỡ hệ thống của bạn. Chúng bao gồm những điều sau đây:

Để xác định kích thước của biến tần, trước tiên cần phải khám phá công suất tối đa của tải tối đa của ngôi nhà của bạn. Để xác định điều này, hãy thêm công suất của tất cả các thiết bị và thiết bị có chức năng cùng lúc trong nhà bạn. Trong khi làm điều đó, hãy bổ sung mọi thứ, ngay từ các thiết bị như lò vi sóng, bếp và đèn cho đến đồng hồ và máy tính xách tay. Tổng số tiền nhận được cho thấy kích thước của biến tần bạn sẽ cần trong nhà của bạn.

Ngoài ra, đừng quên rằng một số thiết bị sử dụng công suất định mức của chúng trong quá trình khởi động một thiết bị như vậy. Vì vậy, trong khi tính toán, cũng cần phải tính đến sự gia tăng tốc độ tăng công suất biến tần.

Sau khi tính toán kích thước biến tần, điều tiếp theo cần làm là xác định lượng năng lượng mà nhà bạn sử dụng hàng ngày. Trước khi điều này có thể được thực hiện, trước tiên bạn phải xác định thời lượng (tính theo giờ) mà mỗi thiết bị điện tử sẽ chạy trong một ngày. Sau đó, bạn nhân công suất của thiết bị với lượng thời gian cần thiết để chạy để xác định năng lượng được sử dụng tính theo giờ-watt cho mỗi ngày. Tổng hợp các giá trị giờ-watt để có được một con số tổng cho ngôi nhà của bạn.

Con số nhận được có thể rất thấp vì cũng có một số tổn thất hiệu quả được tính đến. Để xác định ước tính sơ bộ của giá trị thực liên quan đến mất hệ thống, nhân tổng giá trị lên 1,5. Điều này giúp đưa vào tài khoản bất kỳ hiệu suất giảm nhận được khi có sự gia tăng nhiệt độ.

Để xác định ngày tự chủ, hãy quyết định năng lượng đáng giá bạn muốn giữ trong một ngân hàng pin (theo số ngày). Lý tưởng nhất, điều này luôn luôn là bất cứ nơi nào giữa hai đến khoảng năm.

Cuối cùng, bây giờ chúng ta có thể tính toán dung lượng tối thiểu của pin (ΔH). Điều này được thực hiện bằng cách nhân số giờ watt cho mỗi ngày với số lượng được quyết định ở bước 3 ở trên (Ngày tự trị). Điều này đại diện cho khoảng 50% xả pin. Do đó, nhân số nhân với hai và sau đó chuyển đổi kết quả nhận được từ kWh thành giờ ampe (ΔH). Để làm điều này, chia sử dụng điện áp của pin.

Để chuyển đổi giá trị này thành ΔH, hãy chia kết quả cho điện áp hệ thống của bạn. Điều này có thể nằm trong phạm vi 12, 24 và 48 (nếu nó có mục đích thương mại). Ví dụ: chúng tôi chọn sử dụng 48V, thì dung lượng pin tối thiểu (ΔH) sẽ được tính như sau:

Nếu con số này được chia cho đánh giá pin của bạn, sau đó bạn sẽ khám phá số lượng ô sẽ được sử dụng.

Ghi chú: Cần thận trọng vì điều này chỉ áp dụng cho một số thiết lập dây và không phải tất cả.

Bước tiếp theo liên quan đến việc định cỡ hệ thống của bạn và cũng như trong việc xác định cách tính toán pin mặt trời và biến tần là kích thước bộ điều khiển sạc của bạn, Nhưng trước đó, chúng tôi phải hiểu một số thành phần mà bạn có thể chưa gặp phải và vì vậy không hiểu. Điều này sẽ cho bạn hiểu rõ hơn về tính toán.

Tổng quan

Bộ điều khiển sạc được sử dụng để kiểm soát lượng điện năng đi vào pin từ các tấm pin mặt trời. Chúng là một phần quan trọng của bất kỳ hệ thống ngoài lưới nào vì chúng ngăn các tế bào của bạn bị quá tải. Có hai loại bộ điều khiển sạc, bộ điều khiển PWM và bộ điều khiển sạc MPPT.

PWM (Điều chỉnh độ rộng xung):

Các bộ điều khiển sạc này rẻ hơn nhiều so với các đối tác MPPT của chúng nhưng thường tạo ra rất nhiều năng lượng pf bị mất vì khoảng 60% năng lượng có thể bị mất. Điều này thường là do các bộ điều khiển sạc PWM không sử dụng điện áp đi vào pin đến công suất tối đa của nó. Hạn chế này làm cho nó trở thành một lựa chọn kém cho các hệ thống lớn. Tuy nhiên, chúng hoạt động hiệu quả trong các hệ thống nhỏ hơn.

MPPT (Công nghệ điểm tối đa):

Mặt khác, đây là bộ điều khiển tối ưu hóa lượng điện áp đi vào các tấm pin mặt trời, bằng cách này, số lượng năng lượng tối đa được đưa vào ngân hàng pin. Đôi khi, điện áp chuyển đổi (tối ưu) hoặc điểm công suất tối đa dao động là kết quả của sự thay đổi cường độ ánh sáng, nhiệt độ và một số yếu tố khác.

Khi điều này xảy ra, bộ điều khiển MPPT thực hiện quy trình tối ưu hóa kỹ thuật số và điều này được thực hiện bằng cách định vị và điều chỉnh đến điểm công suất tối đa rất nhanh. Bộ điều khiển MPPT thường được sử dụng cho các thiết bị tinh vi. Do đó chúng thường rất tốn kém. Vì chúng có hiệu quả khoảng 93 đến 97% trong việc chuyển đổi quyền lực, những mức giá cao này là hợp lý vì nó mang lại cho bạn giá trị đồng tiền của bạn.

Khi kích thước của bạn ngân hàng pin và bảng điều khiển năng lượng mặt trời đã được nhận, quá trình xác định loại bộ điều khiển sạc sẽ sử dụng khá đơn giản. Tất cả những gì được yêu cầu là xác định bộ điều khiển bằng cách sử dụng công thức:

Công suất = Điện áp x Hiện tại

Chia điện áp của pin cho năng lượng do bảng năng lượng mặt trời tạo ra.

Dây điện đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định số lượng pin cần thiết và cũng giúp bạn biết cách tính toán pin mặt trời và biến tần. Giai đoạn cuối cùng này nhằm mục đích sản xuất mục tiêu ΔH và điện áp. Các thành phần dây của mạch có thể được thực hiện theo hai cách: song song và nối tiếp. Trong một thiết lập loạt, pin tổng hợp trong khi trong một cấu hình song song, hiện tại tổng hợp.

Cả hai kết nối nối tiếp và song song cũng có thể được kết hợp để tạo ra điện áp và ΔH cần thiết. Luôn lưu ý rằng:

Sê-ri → điện áp tăng lên, hiện tại không

Song song → Hiện tại cộng lại; điện áp không

Ngoài ra, sẽ là khôn ngoan để giảm thiểu các kết nối song song vì chúng có xu hướng giảm tuổi thọ pin. Chẳng hạn, nếu pin đã sử dụng được kết nối song song với pin mới, pin cũ sẽ làm giảm pin mới, từ đó dẫn đến giảm toàn bộ hệ thống. Tính năng này đã khiến nhiều người kết luận rằng một ngân hàng pin lý tưởng là một ngân hàng bao gồm một số pin được kết nối nối tiếp. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng đúng, và đây là kết quả của điện áp cũng như ΔH theo yêu cầu của mỗi hệ thống.

Phần kết luận

Như đã đề cập trước đó, không dễ để xác định số lượng pin cần thiết để cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà. Lý do là cấu hình hệ thống dây điện đóng một vai trò lớn trong đầu ra của ngân hàng pin. Do đó, tốt nhất là thiết kế hệ thống lưu trữ của bạn trước khi mua bất kỳ thành phần nào.

Bất kể nhược điểm này, tôi tin rằng bài viết này đã có thể hướng dẫn bạn cách tính toán pin mặt trời và biến tần càng nhiều càng tốt, và bây giờ bạn có thể tính toán nhu cầu năng lượng của nhà bạn.