Ինչպե՞ս հաշվարկել համապատասխան կոնֆիգուրացիան ձեր սեփական փոքր անջատված ցանցային համակարգի համար։

Երբևէ մտածե՞լ եք ձեր սեփական արևային էներգիայի համակարգը լեռնային խրճիթում, ձկնորսական նավակում կամ ավտոտնակում՝ հանրային էլեկտրաէներգիայի ցանցից կախվածությունից ազատվելու համար։

Իրականում, սա միայն ինժեներները կարող են անել ոչ միայն։ Քանի դեռ դուք տիրապետում եք մի քանի հիմնական քայլերի և բանաձևերի, կարող եք հաշվարկել ձեր սեփական փոքր, ցանցից անկախ ֆոտովոլտային համակարգի համար համապատասխան կոնֆիգուրացիան։

Անցանցային արևային համակարգը վերաբերում է անկախ համակարգի, որը չի կախված հանրային ցանցից, փոխարենը ամբողջությամբ կախված է ֆոտովոլտային էներգիայի արտադրությունից և մարտկոցային կուտակիչից՝ էլեկտրաէներգիայի կարիքները բավարարելու համար: Այն իդեալական է հեռավոր լեռնային տարածքներում, կղզիներում, արոտավայրային շրջաններում, ավտոտնակներում, ձկնորսական նավակներում և անկայուն ցանցային էլեկտրաէներգիա ունեցող այլ վայրերում օգտագործելու համար:

Ստորև մենք ձեզ կուղեկցենք չորս քայլով՝ անհրաժեշտ կոնֆիգուրացիան հաշվարկելու համար։

Քայլ 1. Որոշեք ֆոտովոլտային մոդուլի հզորությունը

Ֆոտովոլտային վահանակների (արևային վահանակներ) հզորությունը որոշում է, թե որքան էլեկտրաէներգիա կարող է արտադրել ձեր համակարգը։

Հաշվարկման հիմնական մոտեցումն է՝ նախ որոշել օրական էլեկտրաէներգիայի պահանջարկը, այնուհետև այն համատեղել տեղական կլիմայական պայմանների (հատկապես արևի լույսի տևողության) հետ՝ ֆոտովոլտային վահանակների ընդհանուր հզորությունը որոշելու համար։

Formula.

Մոդուլի հզորություն = (Էլեկտրաէներգիայի օրական պահանջարկ × Անընդհատ ամպամած օրվա ավելցուկի գործակից) ÷ (Տեղական միջին արևային ժամեր × Համակարգի արդյունավետություն)

* Օրական էլեկտրաէներգիայի սպառում. Սա կարելի է հաշվարկել՝ բոլոր սարքերի անվանական հզորությունը բազմապատկելով դրանց օգտագործման ժամանակով։

Օրինակ՝ LED լամպերը 10 Վտ × 5 ժամ = 50 Վտժ, սառնարանը՝ 60 Վտ × 24 ժամ = 1440 Վտժ։

* Անընդհատ ամպամած օրերի ավելցուկի գործակից. Հաջորդական ամպամած օրերի ընթացքում էլեկտրաէներգիայի անբավարար արտադրությունը հաշվի առնելու համար այս գործակիցը սովորաբար սահմանվում է 1.1-ից 1.3 միջակայքում։

* Տեղական միջին օրական արևի լույսի ժամերը. Սա կարելի է ստանալ տեղական օդերևութաբանական տվյալներից: Օրինակ՝ Պեկինում օրական արևի լույսը միջինում կազմում է մոտ 4 ժամ, մինչդեռ Հայնանում արևի լույսը կարող է լինել ավելի քան 5 ժամ:

* Համակարգի արդյունավետություն. Սա հաշվի է առնում մալուխի կորուստները, կարգավորիչի արդյունավետությունը, ինվերտորի կորուստները և այլն, և սովորաբար սահմանվում է 0.75-ից 0.8 միջակայքում։

Օրինակ `

Ենթադրելով, որ ձեր օրական էլեկտրաէներգիայի սպառումը 3,000 Վտժ է, տեղական միջին օրական արևի լույսի ժամերը՝ 4.5 ժամ, համակարգի արդյունավետությունը՝ 0.78, իսկ անընդհատ անձրևոտ օրերի գործակիցը՝ 1.2՝

Մոդուլի հզորությունը = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 Վտ

Սա նշանակում է, որ դուք պետք է տեղադրեք մոտավորապես 1 կՎտ ընդհանուր հզորությամբ ֆոտովոլտային վահանակներ, օրինակ՝ չորս 250 Վտ հզորությամբ մոդուլներ։

Քայլ 2. Որոշեք ցանցից անջատված ինվերտորի հզորությունը

Ինվերտորը ֆոտովոլտային վահանակներից կամ մարտկոցներից ստացված հաստատուն հոսանքը (DC) փոխակերպում է փոփոխական հոսանքի (AC)՝ սովորական կենցաղային տեխնիկայի կողմից օգտագործելու համար։

Դրա հզորությունը պետք է բավարար լինի ձեր առավելագույն ակնթարթային հզորության պահանջարկը բավարարելու համար, մասնավորապես՝ հաշվի առնելով ինդուկտիվ բեռների (շարժիչով աշխատող սարքավորումներ) ներխուժման հոսանքը։

Formula.

Ինվերտորի հզորություն = (Ընդհանուր դիմադրողական բեռի հզորություն + Ընդհանուր ինդուկտիվ բեռի հզորություն × 5) × Մարժայի գործակից ÷ Հզորության գործակից

* Դիմադրողական բեռներ. Դիմադրողական սարքեր, ինչպիսիք են լամպերը, էլեկտրական թեյնիկները և վառարանները:

* Ինդուկտիվ բեռներ. Սարքավորումներ շարժիչներով կամ կոմպրեսորներով, ինչպիսիք են սառնարանները, ջրային պոմպերը, օդորակիչները և այլն: Գործարկման ժամանակ ակնթարթային հզորությունը կարող է լինել անվանական հզորության 5-7 անգամը:

* Անվտանգության գործակից. Սովորաբար սահմանվում է 1.2–1.5՝ մարժա ապահովելու համար։

* Հզորության գործակից. Սովորաբար սահմանվում է 0.8–0.9:

Example:

Ենթադրելով, որ դուք ունեք 200 Վտ հզորությամբ լուսամփոփ (դիմադրողական բեռով), 100 Վտ հզորությամբ սառնարան (ինդուկտիվ բեռով), 1.3 մարժայի գործակից և 0.85 հզորության գործակից՝

Ինվերտորի հզորություն = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 Վ

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի 1.1 կՎտ նվազագույն հզորությամբ ինվերտոր, և ավելի մեծ կայունության համար խորհուրդ է տրվում ընտրել 1.5 կՎտ մոդել։

Քայլ 3. Որոշեք մարտկոցի հզորությունը

Մարտկոցը ցանցից անջատված համակարգի «էներգիայի կուտակիչն» է, և գիշերը կամ ամպամած օրերին օգտագործվող էլեկտրաէներգիան հիմնականում դրանից է գալիս։ Հզորությունը կախված է անընդհատ էլեկտրամատակարարման կարիք ունեցող օրերի քանակից և օրական էլեկտրաէներգիայի սպառումից։

Formula.

Մարտկոցի տարողունակությունը (Աժ) = (Էլեկտրաէներգիայի օրական սպառում × Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման օրերի քանակը ամպամած օրերին) ÷ (Լիցքաթափման խորություն × Լիցքավորման/լիցքաթափման արդյունավետություն × Մարտկոցի լարում)

* Լիցքաթափման խորություն (ԼԽԽ). Կապարաթթվային մարտկոցների համար խորհուրդ է տրվում 0.5–0.6 ԼԽԽ, իսկ լիթիումային մարտկոցների համար՝ 0.8–0.9 Լիցքաթափման խորություն։

* Լիցքավորման/լիցքաթափման արդյունավետությունը. Սովորաբար սահմանվում է 0.85–0.9:

* Մարտկոցի լարում. տարածված լարումներն են 12 Վ, 24 Վ և 48 Վ; ավելի բարձր հզորության պահանջների դեպքում խորհուրդ է տրվում օգտագործել ավելի բարձր լարումներ։

Example:

Ենթադրելով, որ դուք օրական օգտագործում եք 3000 Վտժ և ցանկանում եք ունենալ էներգիա 2 օր ամպամած եղանակի դեպքում՝ օգտագործելով 48 Վ լիթիումային մարտկոց (օրական օրական սպառում = 0.9, արդյունավետություն = 0.9):

Մարտկոցի տարողունակությունը = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ահմ

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի 48 Վ 154 Աժ (մոտավորապես 7.4 կՎտժ) մարտկոց։

Քայլ 4. Որոշեք վերահսկիչի տեխնիկական բնութագրերը

Ֆոտովոլտային կարգավորիչը կարգավորում է լիցքավորման գործընթացը ֆոտովոլտային մոդուլներից մինչև մարտկոցը։

Դրա տեխնիկական բնութագրերը հիմնականում կախված են առավելագույն մուտքային հոսանքից, որը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

Formula.

Կարգավորիչի մուտքային հոսանք = Ֆոտովոլտային մոդուլների առավելագույն հզորություն ÷ Մարտկոցի լարում

Օրինակ, եթե ձեր ֆոտովոլտային վահանակները ունեն 1000 Վտ ընդհանուր հզորություն, իսկ մարտկոցի լարումը 48 Վ է, ապա՝

Կարգավորիչի մուտքային հոսանք = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

Հետևաբար, դուք պետք է ընտրեք կարգավորիչ, որի մուտքային հոսանքը մեծ է 21 Ա-ից, սովորաբար MPPT տիպի (ավելի բարձր արդյունավետություն, ավելի շահավետ ամպամած օրերին):

Գործնական խորհուրդներ

1. Հաշվի առեք որոշակի մարժա. սարքավորումների կյանքի տևողությունը և շահագործման կայունությունը կախված են համապատասխան պահեստային նախագծումից. պարամետրերը չափազանց կոշտ մի ամրագրեք։
2. MPPT-ն գերազանցում է PWM-ին. Չնայած MPPT կարգավորիչները մի փոքր ավելի թանկ են, դրանք ապահովում են ավելի բարձր էներգիայի արտադրության արդյունավետություն, հատկապես անկայուն լուսավորության պայմաններում:
3. Նախապատվությունը տվեք լիթիում-իոնային մարտկոցներին. դրանք կոմպակտ են, թեթև և կարող են խորը լիցքաթափվել, ինչը երկարաժամկետ խնայողություն է ապահովում։
4. Ապագա ընդլայնման պլան. Եթե ապագայում նախատեսում եք ավելի շատ սարքավորումներ ավելացնել, ապահովեք բավարար միջերեսային հզորություն ինչպես ֆոտովոլտային համակարգի, այնպես էլ մարտկոցների համար։

Փոքրիկ անջատված ֆոտովոլտային համակարգի նախագծման հիմքում ընկած է կոնֆիգուրացիայի ճշգրիտ հաշվարկը՝ հիմնվելով իրական կարիքների վրա, այլ ոչ թե պարզապես «մի քանի վահանակ և մարտկոց գնելը» և ամեն ինչ ավարտելը։

Տիրապետեք այս 4 բանաձևերին՝

1. Ֆոտովոլտային մոդուլի հզորության բանաձևը
2. Ինվերտորի հզորության բանաձև
3. Մարտկոցի հզորության բանաձևը
4. Կարգավորիչի մուտքային հոսանքի բանաձևը

Այնուհետև կարող եք հաշվարկել փոքր, անջատված ցանցային համակարգի համար նախատեսված կոնֆիգուրացիա, որը և՛ բավարար է, և՛ կայուն։

Առաջին անգամ նախագծելիս կարող եք ավելացնել լրացուցիչ 10%–20% մարժա՝ հիմնվելով բանաձևի արդյունքների վրա, ինչը թույլ է տալիս ավելի մեծ ճկունություն ունենալ եղանակային փոփոխությունների և սարքավորումների ընդլայնման հետ կապված հարցերում։