Hvernig á að stærð sólarrafhlöðubanka (formúla + dæmi)

Hvaða stærðarformúlu fyrir sólarrafhlöður ættir þú að nota?

Rétt upphafspunktur fer eftir því hvað gert er ráð fyrir að rafhlaðan geri. Áður en þú velur vöru skaltu tilgreina hvort verkefnið er vegna öryggisafrits, fulls-frítíma-nets eða daglegrar sólarorkunotkunar-. Til að fá víðtækari samanburð á kerfis-stigum, skoðaðustillingar á-neti, utan-neti og blandað sólkerfi.

Formúla fyrir heimilisafritunarrafhlöðustærð

Reiknið fyrst út straumorkuna sem varið hleðsla verður að fá:

Nauðsynleg hleðsluorka (kWst)=meðaltalsálag (kW) × varatími (klst.)

Reiknaðu síðan nafngetu rafhlöðunnar:

Nafngeta rafhlöðunnar (kWh)=nauðsynleg hleðsluorka × hönnunarmörk ÷ nothæft rafhlöðuhlutfall ÷ skilvirkni

Formúla fyrir slökkt-Grid sólarrafhlöðubankastærð

Fyrir utan-netkerfi sem verður að starfa í gegnum nætur eða tímabil veikrar sólarframleiðslu:

Nafn rafhlöðugeta (kWh)=daglegt hönnunarálag (kWh/dag) × sjálfræðisdagar × hönnunarmörk ÷ nothæft rafhlöðuhlutfall ÷ skilvirkni

Formúla fyrir-sjálfsnotkun sólar

Áætlaðu magn sólarorku á daginn sem hægt er að geyma og magn af kvöld- eða næturhleðslu sem getur notað hana. Hagnýta orkubreytingamarkmiðið-er venjulega það minnsta af þessum tveimur gildum:

Miðað við breytta orku=því lægra af væntanlegum sólarafgangi eða áætlað eftir-hleðslu sólarlags

Stilltu síðan markmiðið fyrir nothæfa rafhlöðugetu og viðeigandi viðskiptatap. Kerfisarkitektúrinn skiptir máli vegna þessAC-tengd og DC-tengd rafhlöðugeymslasetja umbreytingatap á mismunandi stöðum í orkuleiðinni.

Solar Battery Bank Formula breytur og einingar

Notaðu eitt hugtak fyrir hvert líkamlegt magn. Að blanda hleðsluorku saman við hleðsluorku er ein algengasta orsök rangrar niðurstöðu.

Afl í kW ákvarðar hversu mikið álag kerfið þolir á einu augnabliki. Orka í kWh ákvarðar hversu lengi hún getur staðið undir því álagi. Aðgreiningin er útskýrð nánar í þessum leiðbeiningum tilkW á móti kWh í orkugeymslu rafhlöðunnar.

Skilgreindu hvað rafhlaðan verður að gera

Neyðarafritun heima

Afritunarkerfi heimilis ætti að byrja með vernduðum-hleðslulista, ekki heildarorkunotkun heimilisins á ári eða daglega. Tilgreindu rafrásirnar sem verða að vera tiltækar, áætluð stöðvunartími og tækin sem gætu verið í gangi á sama tíma.

Sólarrafhlöður veita ekki sjálfkrafa varaafl meðan á raforkuleysi stendur. Kerfið þarf búnað sem er hannaður til að aftengjast á öruggan hátt frá netinu og mynda eyland rafkerfi. Bandaríska orkumálaráðuneytið útskýrir þessa rekstrarkröfu í sínuleiðsögn um sólarorku og seiglu.

Fullt-frí-netafl

Rafhlaða utan-nets verður að ná yfir tímabil þegar sólarframleiðsla er undir álagi. Hönnunin tekur venjulega tillit til eftirspurnar á einni nóttu, árstíðabundinna sólarlækkunar, skýjaðra tímabila í röð, neyslu í biðstöðu fyrir inverter, dælur með hléum, framboð rafala og valkosta til að losa álag-.

Geymsla og sólarorkuframleiðsla verður að stærð saman. Stærri rafhlaða bætir ekki seiglu ef sólargeislinn eða rafalinn getur ekki komið í stað orkunnar sem fjarlægt er frá henni. Fyrir frekari samhengi, sjáðu hvernig asólarorkugeymslukerfi samhæfir framleiðslu, geymslu og álag.

Dagleg sólarsjálf-neysla

Sjálf-rafhlaða geymir umfram sólarorku á daginn til notkunar síðar. Nýtanleg afkastageta er takmörkuð bæði af magni sólarafgangs sem er tiltæk til hleðslu og magni eftirspurnar á kvöldin eða næturnar sem er tiltæk fyrir losun. Nokkrir dagar af geymslu gæti verið vannýtt í kerfi sem framleiðir aðeins hóflegan daglegan afgang.

Reiknaðu álagið sem þú þarft í raun og veru

Búðu til hleðslutöflu áður en þú velur rafhlöðu. Notaðu mælda orku hvenær sem það er mögulegt, sérstaklega fyrir búnað sem kveikir og slökknar á.

Þessi tafla er lýsandi mælingar-vinnuflæði, ekki alhliða heimilissnið. Skiptu út hverju gildi fyrir verkefnisgögn.

Notaðu Practical Measurement Protocol

1. Mældu tæki-í sambandi í að minnsta kosti 24 til 72 klukkustundir þegar mögulegt er.
2. Notaðu eftirlit með breytibreyti eða gagnsemisbilsgögnum til að bera kennsl á 24 klst grunnálag og mestu viðvarandi eftirspurn.
3. Skráðu árstíðabundið álag sérstaklega, þar með talið upphitun, kælingu, rakaleysi og vatnsdælingu.
4. Athugaðu-startstraum mótors úr búnaðarskjölunum eða láttu fagmann mæla hann.
5. Notaðu dæmigert há-hleðslutímabil frekar en þægilegan dag með lítilli-neyslu.

DOE'sAðferð fyrir mat á rafhlöðuorkugeymslukerfileggur áherslu á gildi mældra tímaraðar-gagna til að meta raunverulegan orkugeymsluafköst. Sama meginregla bætir bráðabirgðaálagsmat: mæld snið eru venjulega gagnlegri en ein mánaðarleg heildarfjöldi.

Aðskilja mikilvægar, sveigjanlegar og útilokaðar álag

• Mikilvægt álag:búnað sem verður að virka allan hönnunartímann.
• Sveigjanlegt álag:búnaður sem getur keyrt í færri klukkustundir eða aðeins á meðan sólarframleiðsla er til staðar.
• Útilokaðir álag:búnað sem verður slökkt á meðan á straumleysi eða-orkutímabili stendur.

Rafmagnsviðnámshitun, miðlæg loftkæling, stórir vatnshitarar, rafmagnseldun, fataþurrkarar og rafhleðsla geta ráðið geymsluþörfum. Ef þú fjarlægir eða skipuleggur eitt há-orkuálag getur það minnkað rafhlöðuna meira en að útrýma mörgum litlum raftækjum.

Veldu Afritunartímar eða Daga sjálfstjórnar

Afritunartímar fyrir net-tengt heimili

Veldu markmið sem byggir á staðbundnu straumleysismynstri og þjónustunni sem rafhlaðan verður að veita: stutta truflun, eitt kvöld, næturbilun, einn heilan dag eða lengri neyðartilvik. Ákveðið hvort sólarhleðsla verði í boði á meðan netið er niðri og hvort kerfið þjónar vernduðu-hleðsluborði eða alla bygginguna.

Sjálfræðisdagar fyrir slökkt-netkerfi

Sjálfræði er tímabilið sem rafhlaðan getur þjónað hönnunarálagi án nægilegrar hleðslu. Veldu það út frá árstíðabundnum sólarskilyrðum, væntanlegum skýjuðum tímabilum, áreiðanleika rafala, eldsneytisframboði,-álagslosunarmöguleikum, aðgangi að vefsvæði og afleiðingum þess að verða orkulaus.

Fjarlæg síða án áreiðanlegra öryggisafrita gæti þurft meiri geymslu en eign með sjálfvirkum rafal. Réttur fjöldi sjálfræðisdaga er því verkefnaákvörðun en ekki föst atvinnuprósenta.

Notaðu Interval Load prófíl þegar það er tiltækt

Tvö heimili geta hvort um sig eytt 10 kWh á dag en þurfa mismunandi rafhlöður og invertara. Maður getur notað orku smám saman; hitt gæti keyrt dælu, örbylgjuofn og loftkælingu á sama tíma. Dagleg kWst getur verið svipuð á meðan hámark kW og bylstraumur eru mjög mismunandi.

Reiknaðu nothæfa rafhlöðugetu með því að nota DoD, skilvirkni og varasjóð

Notaðu nothæfa afkastagetu framleiðandans

Dýpt losunar lýsir því hversu mikið af nafngetu er fjarlægt á meðan á lotu stendur. Fyrir bráðabirgðastærð, notaðu leyfilegt rekstrarsvið rafhlöðuframleiðandans eða tilgreinda nothæfa orku frekar en að nota eina alhliða prósentu.

Ef 10 kWh rafhlaða er keyrð yfir 90% nothæfu bili gefur hún 9 kWh af nothæfri DC rafhlöðuorku áður en annað tap er talið eftir:

10 kWh × 0.90=9 kWh

Ábyrgðarskilyrði,-ástand-hleðslumarka, afhleðsluhraði, aldur rafhlöðunnar, hitastig, fastbúnaðarstillingar og æskileg endingartími geta allt breytt hagnýtum notkunarglugga.

Notaðu rétta skilvirknimælinguna

Fyrir keyrslutíma er viðeigandi gildi venjulega-afköst frá geymdri rafhlöðuorku til variðs álags. Skilvirkni -fram og til baka felur í sér bæði hleðslu og afhleðslu og ætti ekki að skipta sjálfkrafa út í einn-keyrslutímaútreikning.

Athugaðu einnig hvort útgefin nothæf orka vöru sé mæld á DC hlið eða afhent AC hlið. Ef framleiðandinn tilgreinir þegar nothæfa straumorku getur það að draga úr tapi á inverter aftur tvöfaldað-talið sama tapið.

Sandia National LaboratoriesDOE/EPRI Rafmagnsgeymsluhandbókveitir víðtækara tæknilegt samhengi varðandi geymsluafköst, kraft, orku, skilvirkni og -tiltekna hönnun.

Notaðu gagnsæ hönnunarbil

Hönnunarframlegð getur náð yfir hóflega óvissu, lítið framtíðarálag, minnkun afkastagetu með tímanum og minniháttar villur í mati á keyrslutíma. Tilgreindu það beinlínis sem margfaldara, svo sem 1,10 fyrir 10% frádrátt.

Spássían ætti ekki að leyna lélegum hleðslugögnum. Bættu álagsmatið fyrst, bættu síðan við vísvitandi varasjóði.

Athugaðu hitastig og uppsetningarskilyrði

Hitastig getur haft áhrif á nothæfa afkastagetu, hleðslusamþykki, losunarafl, hegðun BMS og endingartíma. Skoðaðu lágmarkshleðsluhitastig vörunnar, lágmarkshleðsluhitastig, niðurfellingarferla, innbyggða-upphitun, einkunnir um girðingar, kröfur um kælingu eða loftræstingu og uppsetningarmörk innanhúss eða utan.

Ekki nota einn köldu-veðurstuðli á hverja litíum rafhlöðu. Efnafræði, frumuhönnun, varmastjórnun og BMS stillingar eru mismunandi. Þetta yfirlit yfirrekstrarhitastig litíum rafhlöðugetur hjálpað til við að bera kennsl á vörugögnin sem ætti að athuga.

Umbreyttu kWh í Ah og veldu 12V, 24V eða 48V

Rafhlöðuorka gæti verið tilgreind í kílóvatt-stundum en sumum kerfum er lýst í amp-stundum. Sambandið er:

Orka (Wh)=spenna (V) × rúmtak (Ah)

Því:

Afkastageta (Ah)=orka (kWh) × 1.000 ÷ nafnspenna kerfisins

Þessi amp-stundagildi tákna um það bil sömu nafnorku. Hærri spenna dregur úr straumnum sem þarf til að skila sama afli, sem getur dregið úr leiðarastærð og spennufalli þegar kerfið er rétt hannað.

Hvernig á að velja kerfisspennu

• 12V:algengt í litlum DC kerfum og hóflegum farsímaforritum.
• 24V:oft notað í meðalstórum hreyfanlegum kerfum, klefum, sjókerfum og smærri inverter uppsetningum.
• 48V:algengt í stærri kyrrstæðum kerfum vegna þess að hægt er að gefa sama afl við minni straum en við 12V eða 24V.

Spenna er ákvörðun um byggingarlist. Rafhlaðan, inverterinn, hleðslutýringin, verndartækin, leiðararnir, fjarskiptin og hvers kyns jafnstraumsálag verða að vera samhæft. Stærri kerfi gætu líka notað tilgang-hönnuðhá-rafhlöður fyrir orkugeymslu, sem ætti ekki að meðhöndla sem einfaldar framlengingar á 48V DIY banka.

Athugaðu Inverter Power, Starting Surge og BMS takmörk

Rafhlöðubanki getur haft nóg kWh og getur samt ekki ræst eða rekið nauðsynlegan búnað. Afkastageta ákvarðar keyrslutíma. Afl- og straummörk ráða því hvort kerfið geti þjónað álaginu yfirleitt.

Athugaðu Continuous Power

Bættu við álagi sem gæti starfað samtímis. Stöðugt AC framleiðsla invertersins verður að vera meiri en væntanleg eftirspurn við viðeigandi hitastig og rekstrarskilyrði.

Áætlaðu rafhlöðu-hliðarstraum með:

Jafstraumur (A) ≈ AC hleðsluafl (W) ÷ rafhlöðuspenna (V) ÷ skilvirkni inverter

Til dæmis þarf 4.000 W AC hleðsla sem kemur frá 48V rafhlöðu í gegnum 92% skilvirkan inverter um það bil:

4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A

Rafhlöðubankinn, BMS, rúllur, snúrur, öryggi, aftengingar og skautar verða allir að vera hannaðir fyrir viðeigandi straum.

Athugaðu ræsibylgju mótor og þjöppu

Brunndælur, ísskápar, frystir, loftræstitæki, verkstæðisverkfæri og loftþjöppur geta dregið umtalsvert meira afl við ræsingu en við venjulega notkun. Athugaðu:

• Inverter surge power
• Leyfileg bylgjulengd
• Rafhlaða BMS hámark-núverandi takmörk og lengd
• Spennufall við ræsingu
• Einkunnir leiðara og verndar-tækja
• Hvort nokkrar hleðslur geti hafist á sama tíma

Hámarksfjöldi án lengdar nægir ekki. Kerfi sem getur framleitt mjög mikið afköst í brot úr sekúndu gæti samt mistekist að ræsa mótor sem þarf aukinn straum í nokkrar sekúndur.

Athugaðu BMS rafhlöðu og samhliða mörk

Fyrir hverja fyrirhugaða einingu, skoðaðu hámarks samfelldan afhleðslustraum, hámarkshleðslustraum, leyfilegan hámarkstíma, hámarkshleðslustraum, ráðlagt svið inverter, hámarks samhliða talningu, samþykkt raflagnaskipulag og samhæfni við fjarskipti.

Samhliða einingar deila ekki alltaf straumnum fullkomlega. Lengd snúru, viðnám endastöðvar, hitastig, hleðsluástand og ástand máts geta haft áhrif á núverandi samnýtingu. Notaðu viðurkennda rúllustangir framleiðanda eða jafnlanga- raflögn.

Reiknaðu út fjölda rafhlöðueininga og endurhleðslugetu

Reiknaðu fjölda rafhlöðueininga

Þegar nauðsynleg nafngeta er þekkt:

Fjöldi eininga=áskilið nafngeta ÷ metið rúmtak fyrir hverja samhæfa einingu

Rúnaðu upp að samþykktri heildar-einingastillingu.

Ef hönnunin krefst 14,2 kWh og ein samhæf eining er metin 5,12 kWh:

14.2 ÷ 5.12 = 2.77

Afkastagetuútreikningurinn þarf því að minnsta kosti þrjár einingar, sem gefa 15,36 kWst af nafnorku. Endanlegt val verður samt að standast afl, BMS, samhliða, inverter, spennu, fjarskipti og uppsetningarathugun.

Athugaðu hversu hratt er hægt að endurhlaða rafhlöðuna

Áætla fyrst orkuna sem þarf að skila til rafhlöðunnar:

Endurhlaða orku inn í rafhlöðuna ≈ rafhlöðuorka tekin ÷ hleðsluvirkni

Áætlaðu síðan bestu-hleðslutíma:

Endurhleðslutími (klst.) ≈ endurhleðsluorka (kWst) ÷ meðalhleðsluafl rafhlöðunnar (kW)

Fyrir sólarhleðslukerfi- skaltu ekki nota nafnplötusafl fylkis eins og það væri stöðugt tiltækt. Athugaðu væntanlega mánaðarlega eða árstíðabundna framleiðslu, dagvinnuálag, klippingu, skyggingu, hitastig og-hleðslumörk stjórna. TheNREL PVWatts reiknivélgetur gefið upp-staðsetningarmiðað mat á raforkuframleiðslu fyrir þetta skimunarskref.

Fyrir utan-hönnun verður væntanleg sólarframleiðsla að ná yfir bæði daghleðsluna og þá orku sem þarf til að endurheimta rafhlöðuna eftir afhleðslu. Ef rafhlaðan getur ekki jafnað sig fyrir næsta lélega-sólartímabil mun aukin geymslupláss ein og sér ekki leysa áreiðanleikavandann.

Stærðartafla sólarrafhlöðubanka

Eftirfarandi töflu notar eins dags sjálfræði, 90% nothæfan rafhlöðuhlutfall, 92% afhendingarskilvirkni og 10% hönnunarmörk. Það er aðeins dæmi.

Að breyta hvaða forsendum sem er breytir niðurstöðunni. Lægra nothæft brot, minni skilvirkni, lengra sjálfræðistímabil eða meiri framlegð eykur nauðsynlega nafngetu.

Unnið sólarrafhlöður stærðardæmi

Dæmi 1: Lítil slökkt-Ritskáli

Gerum ráð fyrir:

• Daglegt hönnunarálag: 2,8 kWh
• Sjálfræði: 1,5 dagur
• Nothæft rafhlöðuhlutfall: 90%
• Afhending skilvirkni: 92%
• Hönnunarmörk: 10%

Nafnafköst=2.8 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 5,58 kWh

Við nafngildi 24V:

5,58 × 1.000 ÷ 24 ≈ 233 Ah

Næsta skref er að velja samþykkta einingastillingu yfir 5,58 kWst og sannreyna að inverter, rafhlöðustraumsmörk og árstíðabundin hleðslugjafi geti staðið undir álagi farþegarýmisins.

Dæmi 2: Nauðsynleg öryggisafritun heima

Gerum ráð fyrir að varið álag sé að meðaltali 1,2 kW og verði að virka í átta klukkustundir.

Áskilin hleðsluorka=1.2 kW × 8 klst.=9.6 kWst

Með því að nota 90% nothæfan hluta, 92% skilvirkni og 10% framlegð:

Nafnafköst=9.6 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 12,75 kWh

Þessi niðurstaða fjallar um orkutíma. Það sannar ekki að rafhlaðan og inverterinn geti ræst stærsta mótorinn eða staðið undir hámarks álagi samtímis.

Dæmi 3: Frá mældu álagstöflu til einingarfjölda

Með því að nota skýringartöfluna fyrir mælt álag hér að ofan:

• Dagleg mikilvæg-hleðsluorka: 3,71 kWh
• Sjálfræði: 1,5 dagur
• Nothæft rafhlöðuhlutfall: 90%
• Afhending skilvirkni: 92%
• Hönnunarmörk: 10%

Nafnafköst=3.71 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 7,39 kWh

Ef samþykkt rafhlöðueining er metin 5,12 kWh:

7.39 ÷ 5.12=1.44 einingar

Hönnunin þarf að minnsta kosti tvær einingar miðað við afkastagetu, fyrir 10,24 kWh að nafnvirði. Áður en þú samþykkir þá stillingu skaltu staðfesta tveggja-eininga samfelldan straum, ræsibylgju, hleðslustraum, samhliða samþykki og inverter samskipti.

Hversu lengi endist 10 kWh rafhlaða?

Keyrslutími fer eftir nothæfri orku sem hleðslan fær, ekki aðeins nafneinkunninni. Með 10 kWh rafhlöðu að nafnverði, 90% nothæfu broti og 92% skilvirkni:

Nothæf straumorka ≈ 10 × 0,90 × 0.92=8.28 kWh

Þessi gildi gera ráð fyrir stöðugu meðalálagi og innihalda ekki viðbótarhitastigslækkun, öldrun, BMS varasjóð eða -sértækar takmarkanir á búnaði.

LiFePO4 á móti blýi-Sýru rafhlöðubankastærð

Efnafræði rafhlöðunnar hefur áhrif á hvernig nafngeta, afhleðsluhraði, hleðslukröfur, viðhald og uppsetningarskilyrði skila sér í nothæfan afköst kerfisins. Til að fá víðtækari samanburð, skoðaðu þettamismunandi rafhlöðugerðir fyrir orkugeymslu.

Fyrir blý-sýrurafhlöður, notaðu afhleðsluferla framleiðanda og metna-klukkutíma getu. Einföld Ah umbreyting við nafnspennu getur ofmetið tiltæka orku þegar útblástursstraumurinn er mikill.

Algeng mistök í stærð sólarrafhlöðu

• Margfalda með tíma tvisvar:ef hleðsluorka er þegar í kWst, ekki margfalda hana aftur með varatíma.
• Að rugla saman kW og kWh:geymd orka og afhendanleg orka eru aðskildar forskriftir.
• Notkun heildarnotkunar heimilis fyrir nauðsynleg öryggisafrit:stærð frá vernduðu álagi þegar hönnunin er ekki allt-afrit heimilisins.
• Notkun vött á nafnplötu sem meðalnotkun:Hjólreiðabúnaður notar oft minni orku en hámarksinntak hans gefur til kynna.
• Hunsa neyslu í biðstöðu:40 W samfellt álag eyðir 0,96 kWh á dag.
• Notkun -fram og til baka á einn-útreikning án þess að athuga:passa nýtnigildið við orkuleiðina sem verið er að reikna út.
• Hunsar mótor-ræsingarbylgju:nægileg kWh tryggir ekki árangursríka gangsetningu dælu eða þjöppu.
• Hönnun fyrir árlegt-meðal sólarskilyrði:Áreiðanleiki utan-nets er venjulega stjórnað af óhagstæðasta tímabilinu.
• Miðað við að alltaf sé hægt að bæta við rafhlöðum síðar:stækkun gæti verið takmörkuð af aldri, hleðsluástandi, fastbúnaði, samskiptum, takmörkunum fyrir inverter eða stefnu framleiðanda.
• Hunsa endurhleðslutíma:rafhlaða sem getur ekki batnað fyrir næsta losunartímabil er ekki fjaðrandi hönnun.

Öryggi, umfang og ritstjórnaraðferðir

Þessi grein veitir bráðabirgðaútreikningsramma til að bera saman kröfur um rafhlöðugetu. Það er ekki rafhönnunarteikning, uppsetningarhandbók, kóðunar-samræmi eða kemur í stað vöru-sértækrar verkfræði.

Reikniaðferðin skilur að hleðsluafl, hleðsluorku, nafngetu, nothæfa afkastagetu, skilvirkni afhendingar og hönnunarmörk þannig að hægt sé að athuga hverja forsendu. Unnin dæmi sýna forsendur sínar og ætti ekki að meðhöndla þær sem almennar vöruráðleggingar.

Endanlegt val á búnaði og uppsetningu ætti að fara yfir af hæfum fagmanni sem þekkir viðeigandi staðbundnar kröfur um rafmagn, byggingar og bruna. Í Bandaríkjunum útskýrir UL þaðUL 9540 metur orkugeymslukerfi og búnað sem samþætt kerfi, þar á meðal rafhlöður, orkuskipti, stýringar, vernd og fjarskipti.

Algengar spurningar