GSIKE vadovas, kaip parinkti autonominės 4 kW 24 V sistemos galią

Pirmiausia išvardykite prietaisus, kuriuos naudosite, ir jų paros energijos sąnaudas Wh. Nuo to prasideda visi skaičiavimai.

Sudarydami sąrašą būkite kruopštūs. Nepamirškite budėjimo režimu veikiančių prietaisų: maršrutizatoriaus, įkroviklių, budėjimo režimu veikiančio televizoriaus. Atrodo, kad jie sunaudoja nedaug, bet per dieną susidaro 50–100 Wh. Jei į juos neatsižvelgsite, sistema bus per maža, o akumuliatorius išseks greičiau, nei tikėtasi.

Taip pat atsižvelkite į sezonus. Vasarą saulės daugiau ir moduliai veikia našiau, bet naudojate ir daugiau prietaisų (ventiliatorių, šaldytuvą, kuris dirba intensyviau). Žiemą saulės mažiau, bet nenaudodami šildymo ar vėsinimo sistemų suvartojate mažiau. Parinkite sistemą pagal vidutinę dieną, o ne pagal geriausią ar blogiausią.

Montuojant modulius svarbu jų pasvirimo kampas ir orientacija. Į pietus nukreiptas stogas su tinkamu pasvirimo kampu užtikrina didžiausią našumą; jei moduliai montuojami ant žemės arba yra iš dalies šešėlyje, tam pačiam energijos kiekiui pagaminti reikės didesnio ploto.

Nepamirškite apsaugos. Esant tiesioginiams saulės spinduliams, saulės modulis gali generuoti aukštą įtampą, todėl nuolatinės srovės grandinėje reikia saugiklių ir apsaugos nuo viršįtampių, kuo arčiau modulių ir akumuliatoriaus.

Rinkdamasis kabelių skerspjūvį, palik vietos ateities plėtrai. Jei dabar nutiesi 25 mm² kabelį, o po metų norėsi pridėti daugiau skydelių, gali tekti viską tiesti iš naujo. Todėl rekomenduojame rinktis didesnį skerspjūvį, nei šiuo metu reikia mažiausiai.

Jei gyveni audringame regione, įrenk apsaugą nuo viršįtampių ir AC išėjime, taip pat patikrink įžeminimą – jis labai svarbus sistemos saugai.

Prieš ką nors darydami, verta prisiminti pagrindinius dydžius. 400 W galios skydelio atvirosios grandinės įtampa yra apie 40 V, o srovė standartinėmis sąlygomis – apie 10 A. Sujungus tris nuosekliai, įtampa susideda (120 V), o srovė nekinta; sujungus tris lygiagrečiai, srovė patrigubėja, o įtampa nekinta. GSIKE MPPT veikia 60–500 V DC diapazone, todėl 2–12 nuosekliai sujungtų 400 W skydelių veiks be vargo.

Dažniausia klaida – supainioti skydelio įtampą su akumuliatoriaus įtampa. Skydeliai generuoja nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų voltų DC įtampą, o akumuliatoriaus įtampa yra 24 V. MPPT įkrovimo valdiklis suderina šį skirtumą: paima energiją iš skydelio esant optimaliai įtampai ir perduoda ją į akumuliatorių esant 28,8 V. Todėl galima jungti aukštos įtampos skydelius nuosekliai, nekeliant pavojaus akumuliatorių blokui.

Kita dažna klaida – akumuliatorių parinkti pagal energiją (Wh) ir pamiršti srovę (A). 4200 W galios GSIKE, esant 24 V įtampai, iš akumuliatorių bloko nuolat ima maždaug 175–200 A. Jei tavo 100 Ah akumuliatorius leidžia nuolat iškrauti tik 50 A srove, suveiks jo apsauga ir inverteris išsijungs. Tau reikia 24 V LiFePO4 akumuliatoriaus, galinčio išlaikyti tokią srovę, o ne vien turinčio reikiamą Wh talpą.

Dėl saugiklių: teigiamame akumuliatoriaus poliuje, kuo arčiau gnybto, įrenk DC saugiklį, kurio vardinė srovė būtų 1,25–1,5 karto didesnė už maksimalią grandinės atkarpos srovę. 200 A sistemoje tai reiškia maždaug 250 A saugiklį. Skydelių pusėje saugiklis apsaugo kiekvieną grandinę. Tai nebrangios detalės, galinčios apsaugoti nuo gaisro, jei nusitrina kabelio izoliacija.

Nepamiršk ir AC atjungiklio bei diferencialinio jungiklio. 230 V įtampa iš inverterio turi tekėti per automatinį jungiklį, kuris išjungtų esant perkrovai, ir diferencialinį jungiklį, saugantį žmones. Tai komponentai, kuriuos montuotojas sumontuoja kaip savaime suprantamą dalyką, bet jei montuoji pats, netaupyk jų sąskaita.

Pagalvokime apie elektros energijos vartojimą savo reikmėms. Saulėtų valandų ekvivalentas per dieną padaugintas iš tavo saulės elektrinės galios parodo jos našumą. Ispanijos žemyninėje dalyje vasarą galima tikėtis 4–5 piko valandų, o žiemą – 2–3. 3000 Wp galios elektrinė, esant 4 piko valandoms ir 80 % bendram efektyvumui, vasarą per dieną pagamina apie 9,6 kWh. Būtent su šiuo skaičiumi reikėtų palyginti savo suvartojimą.

Baterijai taikyk 80 % taisyklę. LiFePO4 baterijas galima nuolat iškrauti iki 80 % jų naudingosios talpos, jų nenudėvint. 100 Ah, 25,6 V baterijoje sukaupiama 2560 Wh, iš kurių naudingos yra apie 2048 Wh. Tiek gali sunaudoti naktį nesijaudindamas. Jei nori, kad energijos pakaktų visai dienai, šį skaičių padvigubink arba patrigubink.

Pastaba dėl orientacijos: šiaurės pusrutulyje modulius reikėtų nukreipti į pietus, o jų pasvirimo kampas turėtų būti artimas vietovės platumai. Ispanijoje tinkamas 30–45 laipsnių kampas. Jei modulius sumontuosi horizontaliai arba nukreipsi į rytus, gamyba sumažės ir jai kompensuoti reikės didesnio ploto.

Jei medžiai ar kaminai meta dalinį šešėlį, vieno užtemdyto modulio našumas sumažina visos nuoseklios grandinės našumą. Tokiu atveju geriau padalyti modulius į trumpesnes nuoseklias grandines arba įsigyti kiekvieno modulio optimizatorių. Mažoje sistemoje kartais pakanka perkelti modulius taip, kad vidurdienį į juos tiesiogiai šviestų saulė.

Kiek saulės modulių man reikia

Paros sąnaudos Rekomenduojama modulių galia 400 W modulių skaičius Tikėtina gamyba 200 Wh 800–1200 W 2–3 2,4–3,6 kWh per dieną 500 Wh 1500–2000 W 4–5 4,5–6 kWh per dieną 1000 Wh 2500–3500 W 6–9 7,5–10,5 kWh per dieną 2000 Wh 4000–5000 W 10–12 12–15 kWh per dieną

GSIKE 4200 W sistemos didžiausia saulės modulių galia yra apie 6200 W. Tai reiškia, kad galima prijungti 15–16 400 W modulių, tačiau praktiškai vertėtų pradėti nuo mažesnės sistemos.

Kokios baterijos man reikia

Baterijos dydis priklauso nuo to, kiek energijos nori turėti naktį. Bendra taisyklė: naudingoji talpa turėtų būti du ar tris kartus didesnė už paros sąnaudas.

Paros sąnaudos Rekomenduojama talpa Pavyzdys, kai įtampa 24 V Tipas 200 Wh 400–600 Wh 24 V / 20–25 Ah ličio 500 Wh 1000–1500 Wh 24 V / 40–60 Ah ličio 1000 Wh 2000–3000 Wh 24 V / 80–120 Ah ličio

Kabelių skerspjūvis

Atstumas tarp baterijos ir inverterio Rekomenduojamas skerspjūvis Didžiausi nuostoliai iki 2 m 25 mm² <1 % 2–4 m 35 mm² <2 % 4–6 m 50 mm² <2 %

Praktinis pavyzdys — namelio sistemos dydžio parinkimas

Įsivaizduokime namelį, kuriame per dieną sunaudojama 220 Wh. Rekomenduojame:

Tai konservatyvus pavyzdys: energijos pakaks šviestuvams, šaldytuvui, įkrovikliams ir kokiam nors mažam prietaisui, be to, liks atsargos kitais metais pridėti penktą plokštę. Jei nameliu naudojiesi tik savaitgaliais, gali apsieiti ir be baterijos bei naudoti elektrą tik šviečiant saulei; jei naudojiesi kasdien, 50 Ah baterija užtikrins vienos nakties autonomiją.

Didesniam būstui, kuriame per dieną suvartojama 1000 Wh, rekomendacijos didesnės: 6–9 400 W galios moduliai (2500–3500 Wp) ir 80–120 Ah, 24 V akumuliatorius. Čia jau verta naudoti 35–50 mm² kabelius ir numatyti dvi atskiras AC grandines – būtent tokią komplektaciją GSIKE siūlo standartinę.

Jei turi sandėlį ar dirbtuves, kuriose per dieną suvartojama 2000 Wh, modulių sistemos galia padidėja iki 4000–5000 Wp, o akumuliatoriaus talpa – iki 200 Ah ar daugiau. Tai vis dar neviršija GSIKE 6200 W galios ribos, tačiau prieš perkant tokį projektą verta aptarti su montuotoju.

Pateikime skaičiavimo pavyzdį: tipišką užmiesčio namelį, kuriame naudojamas LED apšvietimas (20 Wh per dieną), mažas šaldytuvas (150 Wh per dieną), maršrutizatorius (50 Wh per dieną), telefono ir nešiojamojo kompiuterio įkrovikliai (80 Wh per dieną) ir slėgio siurblys, veikiantis 10 minučių per dieną (30 Wh per dieną). Iš viso – apie 330 Wh per dieną. Esant 4 saulės piko valandoms, 1200 Wp modulių sistema pagamina apie 3,8 kWh per dieną – daugiau nei pakanka; 50–60 Ah, 24 V akumuliatorius užtikrina energiją nakčiai.

Būtent DC kabeliuose tarp akumuliatoriaus ir keitiklio prarandama daugiausia energijos, jei parenkamas netinkamas skerspjūvis. Esant 24 V įtampai, srovė didelė: 4200 W, padalijus iš 24 V, yra apie 175 A. Jei naudoji per ploną kabelį, jis įkaista, krinta įtampa ir keitiklis įjungia žemos įtampos signalizaciją. Todėl rekomenduojamas kabelių skerspjūvis didėja nuo 25 mm² (trumpam kabeliui) iki 50 mm² (ilgam kabeliui). Netaupyk šioje vietoje: varis pigus, palyginti su prastova.

Tačiau saulės modulių kabeliuose įtampa aukšta, o srovė maža, todėl 4 mm² skerspjūvio saulės kabelių pakanka tam tikro ilgio nuosekliosioms grandinėms. Čia skerspjūvis nėra toks svarbus; svarbiausia naudoti tinkamą, lauko sąlygoms skirtą MC4 saulės kabelį ir nejungti jo su įprastu elektros instaliacijos kabeliu.

Ir dar kartą apie akumuliatoriaus saugiklį: jis montuojamas prie teigiamo gnybto, ne toliau kaip 20 cm nuo jo, ir parenkamas 1,25–1,5 karto didesnei srovei nei didžiausia srovė. Jei kabelis susiliečia su transporto priemonės ar skydelio metaliniu korpusu, saugiklis perdega ir apsaugo nuo trumpojo jungimo. Tai pigiausia ir svarbiausia visos sistemos dalis.

Dabar pagalvokime apie žiemą. Pirėnų pusiasalyje gruodį saulės piko valandų skaičius sumažėja iki 2–3. Saulės modulių sistema, vasarą pagaminanti 10 kWh per dieną, žiemą pagamina 4–5. Todėl sistemą skaičiuok pagal prasčiausią ketvirtį, o ne geriausią. Jei skaičiuosi pagal liepą, vasarį galios vos užteks; jei skaičiuosi pagal lapkritį, liepą liks perteklinės energijos, kurią galėsi panaudoti papildomam įkrovimui.

Y autonomija: kiek naktų nori ištverti be saulės? Jei skaičiuoji vienai nakčiai, pakanka 100 Ah akumuliatoriaus; jei skaičiuoji trims iš eilės debesuotoms dienoms, reikia 200–300 Ah. Savaitgalio namelyje paprastai pakanka vienos nakties; nuolatiniame būste, kad jaustumeisi ramiai, padaugink paros suvartojimą iš trijų.

Pabaigai – montuotojo patarimas: pradėkite nuo plano. Pažymėkite, kur bus moduliai, inverteris ir baterija, taip pat kur eis kabeliai. Planas padės išvengti situacijos, kai vėliau tenka tiesti kabelius neplanuota trasa arba kai atstumas tarp baterijos ir inverterio yra 6 m, nors planavote 2 m. Du kartus išmatuok, vieną kartą pjauk.

Panagrinėkime antrą pavyzdį, šįkart – sodininkystės dirbtuvėms, kuriose energijos sąnaudos kiek didesnės. Tarkime, dirbtuvėse naudojama fluorescencinė lempa (40 Wh), nedidelis suvirinimo aparatas, veikiantis 20 minučių per dieną (200 Wh), retkarčiais įjungiamas kompresorius (150 Wh) ir įrankių įkrovikliai (100 Wh). Iš viso – apie 490 Wh per dieną. Tokiu atveju rekomenduojame 2000–2500 Wp galios modulių grandinę (5–6 po 400 W modulius) ir 60–80 Ah, 24 V bateriją. GSIKE lengvai aptarnauja abu kintamosios srovės išėjimus.

Dažnai pasitaikanti klaida – akumuliatorių parinkti pagal didžiausią galią, o ne pagal energijos poreikį. Didžiausią galią paleidimo metu užtikrina inverteris ir akumuliatorių baterija; energijos kiekis lemia, kiek jos užteks nakčiai. Jums reikia abiejų dalykų: baterijų, galinčių atlaikyti 175 A srovę, ir pakankamos talpos, kad užtikrintų norimą autonomijos trukmę. 100 Ah baterija, kurios didžiausia iškrovimo srovė yra 50 A, netinka 4200 W inverteriui.

Dar viena dažnai pamirštama detalė – įtampos kritimas saulės modulių laiduose. Net jei naudojate aukštą įtampą, ilgame ir ploname laide dalis įtampos prarandama. Ilgoms grandinėms naudokite 4 mm² skerspjūvio saulės kabelį ir, tinkamai neparinkę skerspjūvio, neviršykite 15–20 m vienai modulių grandinei. Jei sistema labai didelė, išmatuokite įtampos kritimą ir atitinkamai pakoreguokite.

Taip pat verta įrengti nuolatinės srovės jungiklį. Tarp modulių ir inverterio rekomenduojama sumontuoti nuolatinės srovės atjungiklį, kad galėtumėte atjungti modulių grandinę nelipdami ant stogo uždengti modulių. Tai nebrangi dalis, dėl kurios priežiūra tampa daug saugesnė. Kintamosios srovės pusėje apsaugą užtikrina automatinis jungiklis ir liekamosios srovės įtaisas.

Pabaigoje atsakysime į dažniausiai užduodamą klausimą: kas, jei saulės modulių galia bus per didelė? GSIKE leidžia prijungti iki maždaug 6200 W galios modulių. Jei prijungsite 7000 W, MPPT tiesiog negalės panaudoti daugiau, nei leidžia jo galimybės; jis nesuges, tačiau mokėsite už modulius, kurių neišnaudosite. Todėl rekomenduojame neviršyti nustatytos ribos.

Paskutinis praktinis skaičiavimas. Tarkime, parenkate sistemą 500 Wh paros sąnaudoms. Esant 4 saulės piko valandoms ir 80 % efektyvumui, jums reikia 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp galios saulės modulių... Atrodo nedaug, bet atminkite, kad šis skaičiavimas skirtas saulėtai dienai. Jei sistemą parenkate žiemai, kai būna 2,5 saulės piko valandos, toms pačioms sąnaudoms reikia 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. O jei norite turėti atsargą, padvigubinkite galią. Todėl nedidelėje pašiūrėje galiausiai įrengiama 1500–2000 Wp, o ne 300 Wp.

Dar vienas patarimas dėl akumuliatoriaus: rinkitės talpą ne pagal tai, kiek, jūsų manymu, suvartojate, o pagal išmatuotą suvartojimą. Jei galite, pirmiausia paleiskite sistemą su GSIKE veikimo režimu be akumuliatoriaus, dvi savaites stebėkite duomenis programėlėje ir, remdamiesi tiksliais skaičiais, užsisakykite akumuliatorių. Taip daug geriau, nei užsisakyti aklai ir įsigyti per mažos arba per didelės talpos akumuliatorių.

Jei kada nors suabejotumėte savo skaičiavimais, paprašykite juos patikrinti. Kvalifikuotas montuotojas paprašys nedaug už jūsų schemos ir kabelių skerspjūvių patikrą. Viena valanda patikros padės išvengti projektavimo klaidos, kuri gali kainuoti šimtus eurų. Dirbant su 24 V ir 500 V DC elektros įtampa, apytiksliai skaičiavimai neatleistini.

Baigdami šį vadovą, pateikiame rekomenduojamą pirkimo eiliškumą. Pirma – GSIKE 4200 W keitiklis. Antra – 3–6 400 W moduliai, atsižvelgiant į paros suvartojimą. Trečia – reikiamos talpos 24 V „LiFePO4“ akumuliatorius su ryšio funkcija. Ketvirta – saugikliai, atjungikliai ir kabeliai. Taip pirkdami neįsigysite nei per daug, nei per mažai, o persigalvoję turėsite galimybę pakoreguoti užsakymą. Taip be skubos ir klaidų suprojektuosite nepriklausomą 4 kW 24 V sistemą.

Atminkite, kad šis vadovas yra atspirties taškas, o ne nekintama taisyklė. Kiekvienas stogas, suvartojimas ir biudžetas skiriasi. Jei skaičiuodami gausite tarpinę reikšmę, modulių ir akumuliatoriaus kiekį apvalinkite į didesnę pusę: geriau turėti šiek tiek atsargos nei jos pritrūkti. GSIKE suteikia daug galimybių plėsti sistemą, nes maksimali modulių galia yra 6200 W, todėl keitiklio keisti nereikės.

Kai turėsite skaičiavimus, GSIKE 4200 W techninių duomenų lapas padės patikrinti, ar apskaičiuotas 24 V akumuliatorių blokas ir modulių grandinė atitinka įrangos ribas. O jei montuojant kils klausimų, mūsų pagalbos komanda lietuvių kalba jums padės.

Galiausiai, apskaičiuoti sistemos parametrus reiškia atlikti vos tris skaičiavimus: nustatyti paros suvartojimą, pikinės saulės valandas ir bendrą sistemos naudingumą. Remdamiesi šiais trimis duomenimis ir šiame straipsnyje pateikta lentele, galėsite užsisakyti GSIKE 4200 W ir suderinamus komponentus neišleisdami per daug ir nepirkdami per mažai.

Jei prieš pateikdami užsakymą norite peržiūrėti tikslius keitiklio parametrus, išsamiame GSIKE 4,2 kW techninių duomenų lape pateiktos visos elektros ribinės vertės, apsaugos priemonės ir akumuliatoriaus parinkimo rekomendacijos, reikalingos sistemai apskaičiuoti.

Galutinis įvertinimas

Galutinis verdiktas: Nepriklausomai sistemai su GSIKE 4200 W 24 V rekomenduojame pradėti nuo 4–8 400 W modulių ir 24 V / 50–100 Ah akumuliatoriaus. Galite paleisti sistemą be akumuliatoriaus ir papildyti akumuliatorių bloką, kai prireiks.

Galutinis įvertinimas

Dažnai užduodami klausimai

Šaltiniai ir pagrindiniai duomenys

1. GSIKE G4200EU24V 4,2kW 24V produkto informacija (189,99 EUR, nemokamas pristatymas Ispanijoje) – https://gesike.com/es-es/products/gsike-4-2kw-24v-inversor-hibrido-mppt-120a-wifi-off-grid-spain
2. EASUN 4kW 24V, rekomenduojama ES parduotuvė – https://eu.easunpower.com/
3. MPPT 120A vadovas ir 60–500 V nuolatinės įtampos diapazonas – techninė informacija – https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_charge_controller
4. LiFePO4 24 V akumuliatorius ir nuolatinės srovės magistralė – laidų prijungimo pavyzdys – https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery

Vadovai ir palyginimai