Kaip Europoje su GSIKE projektuoti 4 kW / 24 V autonominę saulės elektrinę: PV, LiFePO4 akumuliatorius ir 24 V kabelių skaičiavimai
Nuolatinė galia 4200 W (≈4 kW) · trumpalaikė galia 8000 VA · gryna sinusinė 230 V / 50 Hz įtampa · 24 V akumuliatorių magistralė (25,6 V LiFePO4) · vienas 120 A MPPT saulės įkroviklis · PV 60–500 V DC, iki ≈6200 W modulių · 80 A kintamosios srovės įkroviklis · lygiagretus veikimas negalimas · kaina 189,99 EUR
Trumpai: 4 kW / 24 V autonominės sistemos projektavimą reikia pradėti nuo per dieną suvartojamų vatvalandžių, o ne nuo katalogo. Nedideliam Europos namui, poilsio nameliui ar sodo kambariui, per dieną sunaudojančiam apie 7 kWh ir norinčiam turėti dviejų naktų autonomiją, apskaičiuotas rezultatas yra 24 V LiFePO4 akumuliatorių blokas, kurio talpa siekia maždaug 729 Ah, skaičiuojant pagal 24 V pagrindą (≈684 Ah esant tikrajai 25,6 V LiFePO4 nominaliajai įtampai), maždaug 2,67 kWp fotovoltinių modulių masyvas, kurį verta sukomplektuoti iki ~3 kWp, ir 24 V variniai akumuliatorių kabeliai: 70 mm², kai ilgis 2 m ir įtampos kritimas 1 %, arba 35 mm², kai ilgis 5 m ir įtampos kritimas 3 %. GSIKE 4,2 kW 24 V inverterio nuolatinė išėjimo galia ribojama iki 4200 W, o trumpalaikė – iki 8000 VA; šių griežtų ribų neįmanoma viršyti pridėjus daugiau modulių.
GSIKE 4,2 kW 24 V inverteris: specifikacijos, kaina ir atsiliepimaiPirmiausia – įtampos pasirinkimas: kodėl 4 kW sistema veikia su 24 V, o ne su 12 V ar 48 V
Brangiausia klaida montuojant nedidelę autonominę sistemą – parinkti dalis pagal brošiūroje nurodytą skaičių, o ne pagal faktinę apkrovą. Prieš atlikdami bet kokius skaičiavimus, atkreipkite dėmesį, kad GSIKE įrenginys veikia su 24 V magistrale (fiziškai tai 25,6 V LiFePO4 blokas), o ne su 12 V ar 48 V.
Įtampos pasirinkimo taisyklė kartojama kiekviename saulės elektrinės projektavimo vadove: maždaug 1–2 kW tinka 12 V, maždaug 2–4,2 kW tinka 24 V, o nuo maždaug 6,2 kW reikia 48 V. Esant 4 kW galiai, 12 V magistralėje tekėtų beveik 350 A srovė, todėl reikėtų vandentiekio vamzdžių storio šynų. 24 V magistralėje visos apkrovos srovė siekia apie 190 A – daug, bet ją galima valdyti naudojant standartinius akumuliatorių suvirinimo kabelius ir tinkamus antgalius.
Tai taip pat yra sąžininga riba: esant tokiai srovei, 24 V magistralė yra priežastis, kodėl sistemose, kurių galia viršija ~4–5 kW, paprastai pereinama prie 48 V. Jei vienu metu viršijate 4200 W, tinkamas sprendimas yra didesnės įtampos inverteris, o ne storesni 24 V kabeliai.
Tos pačios penkios formulės taikomos visuose tolesniuose žingsniuose. Galite įrašyti savo prietaisus ir iš naujo patikrinti visą sistemą skaičiuoklėje.
1. Dienos energija [Wh] = prietaiso galia [W] × naudojimo valandos per dieną [h].
2. Akumuliatoriaus energija [Wh] = nominalioji įtampa [V] × talpa [Ah].
3. Naudojamos Wh = nominaliosios Wh × iškrovos gylis (LiFePO4 naudojame 0.8).
4. Nominalioji talpa [Ah] = dienos Wh × autonomijos naktys ÷ DoD ÷ magistralės įtampa [V].
5. Kabelio skerspjūvis: A = (2 × vienkryptis ilgis [m] × srovė [A]) ÷ (κ × ΔV), kur vario laidumas κ = 56 m/(Ω·mm²), o ΔV — leistinas įtampos kritimas voltais.
Didžiausia saulės įkrovimo galia: vieno MPPT įkroviklio vardinė srovė yra 120 A, tad teorinė saulės įkrovimo galia yra 120 A × 24 V = 2880 W (esant 27 V palaikymo įtampai — apie 3240 W). Viršijus šią galią, papildomos saulės baterijos nepadidina įkrovimo srovės — energijos perteklius tiesiogiai tenka vidurdienio apkrovoms.
1 žingsnis — mažo Europos būsto vatvalandžių balansas
Mažas Europos būstas, poilsio namelis, mažas namas ar pertvarkyta sodo patalpa be viso būsto elektrinio šildymo paprastai sunaudoja 5–8 kWh per dieną. Šiame vadove skaičiavimams naudojama 7 kWh per dieną apkrova — šaldytuvas su šaldikliu, LED apšvietimas, kartą per dieną naudojama skalbimo mašina, keli elektroniniai prietaisai, retkarčiais naudojamas virdulys ar mikrobangų krosnelė ir mažas siurblys.
Dienos apkrovos balansas (7 kWh per dieną pavyzdinė sistema)
| Apkrova | Galia | Valandos per dieną | Energija per dieną | Pastabos |
|---|---|---|---|---|
| LED apšvietimas (10 × 8 W) | 80 W | 5 h | 400 Wh | Vakarais |
| Šaldytuvas ir mažas šaldiklis (vid.) | 120 W | 24 h | 2880 Wh | Kompresorius, paleidimo metu šuolis 3–5 kartus |
| Skalbimo mašina | 500 W | 1 h | 500 Wh | Kaitinimo elementas, dieną |
| Elektronika: maršrutizatorius, televizorius, nešiojamieji kompiuteriai, įkrovikliai | 90 W | 6 h | 540 Wh | Reikia grynos sinusinės bangos |
| Virdulys / mikrobangų krosnelė (retkarčiais) | 1200 W | 0.5 h | 600 Wh | Trumpi, didelės galios impulsai |
| Slėginis / vandens siurblys | 400 W | 0.4 h | 160 Wh | Indukcinė paleidimo srovė |
| Kaitlentė / maža orkaitė (vienam patiekalui) | 1500 W | 1 h | 1500 Wh | Per visą dieną |
| Įvairūs telefonai / smulkūs prietaisai | 30 W | 10 h | 300 Wh | Nuolat veikiantys prietaisai |
| Dienos suma | — | — | ≈ 6880 Wh | ≈ 7 kWh per dieną |
Svarbiausia — naktis be saulės. Saulei nusileidus, saulės baterijų masyvas nustoja gaminti energiją, tad akumuliatorius tampa vieninteliu energijos šaltiniu. Šioje 7 kWh sistemoje per naktį (maždaug nuo 19:00 iki 07:00) sunaudojama apie 2,5–3,5 kWh — daugiausia šaldytuvui su šaldikliu ir budėjimo režimu veikiantiems elektroniniams prietaisams.
Atsižvelkite į momentinę galią, ne tik į dienos vidurkį. 1200 W virdulys, 1500 W kaitlentė ir tuo pačiu metu įsijungiantis šaldytuvo kompresorius greitai priartėja prie 4200 W ribos. Todėl autonominių sistemų savininkai gamina skirtingu metu ir niekada vienu metu nenaudoja virdulio bei orkaitės.
2 žingsnis — LiFePO4 akumuliatoriaus parinkimas: 80 % DoD ir dviejų naktų autonomija
GSIKE keitiklis veikia su 24 V LiFePO4 blokais (fiziškai 25,6 V), o BMS ryšys užtikrinamas per RS485. Ličio geležies fosfato chemija pritaikyta 80 % iškrovos gyliui — tokiam, kuris užtikrina ilgą ciklų tarnavimo laiką. Per vieną ciklą niekada neišeikvojama daugiau nei 80 % nominalios bloko energijos.
Apskaičiuotas pavyzdys — 7 kWh per dieną, autonomija dviem naktims
1. Reikalinga naudingoji energija = 7 kWh × 2 naktys = 14 kWh naudingosios energijos. Dvi naktys reiškia, kad baterijų blokas turi atlaikyti vieną visiškai debesuotą dieną ir po jos einančios nakties apkrovas.
2. Nominalioji talpa, kai DoD 0,8 = 14 kWh ÷ 0,8 = 17,5 kWh nominaliosios energijos. Kadangi naudoti galima tik 80 %, įrengtos sistemos nominalioji energija turi būti didesnė už reikiamą naudingosios energijos kiekį.
3. Apskaičiuokite talpą ampervalandėmis 24 V magistralėje = 17 500 Wh ÷ 24 V ≈ 729 Ah.
4. Kai tikroji nominalioji LiFePO4 įtampa yra 25,6 V: 17 500 Wh ÷ 25,6 V ≈ 684 Ah. Nurodome, kokią įtampą naudojame: antraštėje pateikti 729 Ah apskaičiuoti pagal apvalią 24 V žymimąją įtampą; realiame 25,6 V LiFePO4 baterijų bloke tie patys 17,5 kWh sukaupiami esant maždaug 684 Ah talpai. Rinkdamiesi patikrinkite etiketėje nurodytą nominaliąją baterijos įtampą ir būtent ją naudokite dalydami.
Kaip tai atrodo naudojant tikrus lygiagrečiai sujungtus blokus
| Konfigūracija | Blokai (lygiagrečiai) | Nominalioji energija | Naudingoji energija, kai DoD 80 % | Autonomija |
|---|---|---|---|---|
| Mažiausias variantas (1 naktis) | 2 × 24 V 200 Ah | ≈ 9,6 kWh (24 V) / 10,2 kWh (25,6 V) | ≈ 7,7 kWh | ≈ 1 saulėta diena + 1 trumpa naktis |
| Etaloninė sistema (2 naktys) | 4 × 24 V 200 Ah | ≈ 19,2 kWh (24 V) / 20,5 kWh (25,6 V) | ≈ 16,4 kWh | 2 naktys, kai suvartojama po 7 kWh per dieną |
| Nedidelė sodyba (6 kWh, 1 naktis) | 2 × 24 V 100 Ah | ≈ 4,8 kWh | ≈ 3,8 kWh | Tik avariniam atvejui |
7 kWh etaloninei sistemai tinka tokia konfigūracija: keturi lygiagrečiai sujungti 24 V 200 Ah LiFePO4 blokai: iš viso apie 800 Ah ir 20,5 kWh nominaliosios energijos, kai įtampa 25,6 V, t. y. maždaug 16,4 kWh naudingosios energijos. Tokio kiekio patogiai pakanka numatytoms dviem naktims, be to, lieka atsarga.
Blokus junkite lygiagrečiai, niekada nejunkite nuosekliai — sistemos įtampa turi išlikti 24 V. Prie kiekvieno bloko nutieskite vienodo ilgio laidus, kad srovė pasiskirstytų tolygiai, ir palikite prijungtą RS485 BMS kabelį, kad inverteris galėtų nuskaityti įkrovos būseną, temperatūrą ir srovės ribas.
Įkrovimo srovės patikra: 120 A MPPT įkroviklio srovė 800 Ah talpos baterijų blokui reiškia švelnų 0,15C įkrovimo greitį, o 400 Ah blokui — 0,30C. Abu greičiai tinkami LiFePO4 baterijoms — 120 A įkrovimo pakopa puikiai tinka 400–800 Ah, 24 V baterijų blokui.
3 žingsnis — saulės modulių masyvo dydžio parinkimas: kWp pagal dienos suvartojimą, naudojant vieną MPPT
Šiame įrenginyje yra vienas MPPT saulės įkroviklis (vienas sekimo kanalas, 120 A), ne du MPPT įkrovikliai. PV įvesties įtampos diapazonas yra 60–500 V DC, o gamintojo nurodyta galia leidžia prijungti iki maždaug 6200 W saulės modulių. Tai didžiausia galima modulių galia, o ne siektina vertė.
Daugumoje Europos šalių visus metus vidutinis efektyvių didžiausio saulės spinduliuotės intensyvumo valandų skaičius (PSH) yra apie 3,0–3,5 valandos per dieną — šiaurėje mažesnis, Viduržemio jūros regione didesnis. Įvertinkite maždaug 0,75 koeficientą dėl temperatūros, dulkių, MPPT ir laidų nuostolių.
Apskaičiuotas pavyzdys — saulės modulių galia, kai per dieną reikia 7 kWh
Reikalinga kWp galia = dienos Wh ÷ (PSH × galios sumažinimo koeficientas) = 7000 Wh ÷ (3.5 × 0.75) = 7 ÷ 2.625 ≈ 2.67 kWp. Numatyti kiek didesnę galią, kad žiemą liktų atsarga, todėl planuokite ~3 kWp – pavyzdžiui, šešis 500 W modulius arba septynis–aštuonis 400 W modulius.
| Scenarijus | Dienos sąnaudos | Teorinė kWp galia = sąnaudos ÷ (3.5 × 0.75) | Praktiškai įrengiama galia |
|---|---|---|---|
| Nedidelis vasarnamis / sandėliukas | 3 kWh per dieną | 1.14 kWp | 1.5–2 kWp (4 × 400 W) |
| Orientacinis nedidelis namas | 7 kWh per dieną | 2.67 kWp | ~3 kWp (6 × 500 W) |
| Aktyviai naudojami namai / namų biuras | 10 kWh per dieną | 3.81 kWp | 4 kWp – atsižvelkite į 4200 W kintamosios srovės galios ribą |
| Griežta masyvo galios riba | — | Maks. ~6200 W saulės modulių (vienas MPPT) | Neviršykite dienos poreikio |
Esant ~3 kWp galiai ir 0.95 naudingumo koeficientui, teoriškai į įkrovimo pakopą patektų apie 2850 W – beveik tiksliai tiek, kiek sudaro 120 A × 24 V = 2880 W saulės įkrovimo riba. Tai patvirtina, kad masyvas parinktas tinkamai: norint aprūpinti namus, kuriuose per dieną sunaudojama 7 kWh, nereikia visų 6200 W saulės modulių.
Per metus 1 kWp galia Centrinėje Europoje pagamina maždaug 850–1050 kWh (orientacinis rodiklis). 3 kWp sistema per metus pagamina apie 2700 kWh, vidutiniškai ~7.4 kWh per dieną – beveik tiek, kiek numatyta 7 kWh riba, ir lieka nedidelė sezoninė atsarga.
Eilutės įtampos patikra: žiemą tuščiosios eigos įtampa turi būti mažesnė nei 500 V. Esant tipiniam −0.30 %/°C Voc temperatūriniam koeficientui ir −15 °C temperatūrai ant stogo, eilutės Voc padauginkite iš 1.12. Parinkite nuosekliai sujungtų modulių skaičių taip, kad šaltyje eilutės įtampa neviršytų 500 V, o karštą dieną Vmp liktų didesnė už 60 V apatinę ribą.
4 žingsnis – 24 V akumuliatoriaus kabelio skerspjūvis: 70 mm² esant 2 m, 35 mm² esant 5 m
Esant visai 4200 W galiai, srovė 24 V magistralėje yra I = P ÷ (V × η) = 4200 W ÷ (24 V × 0.92) = 4200 ÷ 22.08 ≈ 190.2 A. Tokią srovę turi atlaikyti akumuliatoriaus kabelis. Esant 24 V įtampai, leidžiamas įtampos kritimas yra labai mažas: 1 % nuo 24 V = 0.24 V, o leidus didesnį kritimą – 3 % = 0.72 V.
Naudojant vario laidumą κ = 56 m/(Ω·mm²), mažiausias skerspjūvis apskaičiuojamas taip: A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV), kur daugiklis 2 atsižvelgia į srovę, tekančią pirmyn ir atgal teigiamu bei neigiamu laidais.
| Atvejis | Veikimo sąlygos | Teorinis A | Rinkitės varį |
|---|---|---|---|
| 2 m į vieną pusę, 1 % įtampos kritimas (0.24 V), 190.2 A | (2 × 2 × 190.2) ÷ (56 × 0.24) = 760.8 ÷ 13.44 | ≈ 56.6 mm² | 70 mm² |
| 5 m į vieną pusę, 3 % įtampos kritimas (0.72 V), 120 A | (2 × 5 × 120) ÷ (56 × 0.72) = 1200 ÷ 40.32 | ≈ 29.8 mm² | 35 mm² |
Paprastai tariant: kai akumuliatorius šalia inverterio (1–2 m), 70 mm² skerspjūvio varinis akumuliatoriaus kabelis išlaiko 1 % įtampos kritimą esant beveik maksimaliai apkrovai. Kai stelažas yra atskiroje patalpoje, o kabelio trasa siekia 5 m, esant vidutinei 120 A srovei priimamas 3 % įtampos kritimas ir naudojamas 35 mm² kabelis.
Viršijus 4–5 m, 24 V sistemoje problema sparčiai didėja - net ir leidus didesnį įtampos kritimą, reikiamas skerspjūvis sumažėja nedaug. Geresnis sprendimas – sutrumpinti trasą, įrengti akumuliatorių šalia inverterio arba susitaikyti su tuo, kad didesnei sistemai reikia 48 V. Tai pagrindinė inžinerinė išvada: 24 V sistema pasiekia maždaug 4 kW ribą būtent todėl, kad dėl srovės ir įtampos kritimo reikia tokio storo varinio kabelio.
Saugiklio parinkimas: pagrindinį DC saugiklį montuokite kuo arčiau teigiamo akumuliatoriaus gnybto, sandariame korpuse. Nykščio taisyklė – 1,25 × didžiausia linijos srovė. Esant iki 190 A, gauname ≈ 238 A, todėl įprastai pasirenkamas 200–250 A DC saugiklis su atitinkamu DC atjungikliu. Varinius žiedinius antgalius užspauskite tinkamu įrankiu ir nenaudokite tarpinių jungčių – 24 V magistralėje, tekant 190 A srovei, kiekviena laisva jungtis tampa karšta vieta.
5 žingsnis – AC dalis, 80 A įkroviklis ir sąžiningi apribojimai
Inverteris turi du AC išėjimus (pagrindinį ir antrinį), 230 V / 50 Hz. Pagrindinis 4200 W išėjimas tiekia apie 4200 ÷ 230 ≈ 18,3 A, todėl maitinimo linijai tinka C tipo 20–25 A automatinis jungiklis ir 30 mA RCD. Antrinis išėjimas skirtas mažesnės galios apkrovoms.
AC įvadas (iš tinklo arba generatoriaus) įkrauna akumuliatorių iki 80 A. Tai naudinga atsarga per ilgas apsiniaukusias savaites: palyginkite abu įkrovimo šaltinius – saulės MPPT įkroviklis, tiekiantis 120 A (~2880 W), yra nemokamas, bet priklauso nuo oro sąlygų, o 80 A AC įkroviklis (~1900 W, esant 24 V) kainuoja, bet veikia pagal poreikį. Daugumai autonominių sistemų savininkų kasdien įkrauti pakanka saulės energijos, o AC įvadas naudojamas tik po ilgesnio debesuoto laikotarpio.
Sąžiningai įvertinkite apribojimus. Šis įrenginys veikia tik vienas – jo negalima jungti lygiagrečiai ar krauti vieno ant kito. Nuolatinė išėjimo galia yra griežtai 4200 W (8000 VA viršįtampis galimas tik trumpam, paleidžiant variklį), o 24 V įtampa netinka didesnėms sistemoms: 6,2–11 kW sistemai reikia 48 V magistralės. Jame veikia vienas MPPT kanalas. Pagalbos pokalbiai vyksta anglų kalba, o WiFi stebėjimas yra papildomai įsigyjama funkcija, ne integruota.
Popieriuje – visa 7 kWh / 2 naktų sistema
Orientacinė nedidelio namo sistema: vienas GSIKE 4,2 kW 24 V inverteris; keturi lygiagrečiai sujungti 24 V 200 Ah LiFePO4 blokai (≈800 Ah / 20,5 kWh nominaliosios talpos / 16,4 kWh naudingosios talpos dviem naktims); maždaug šeši 500 W moduliai = ~3 kWp, prijungti prie vieno MPPT; 70 mm² akumuliatoriaus kabelis, 2 m ilgio, su 200–250 A DC saugikliu prie akumuliatoriaus; 20–25 A AC automatiniai jungikliai su 30 mA RCD; 80 A AC įvadas, skirtas papildomai įkrauti akumuliatorių apsiniaukusiomis savaitėmis iš tinklo arba generatoriaus.
Pats inverteris kainuoja 189,99 EUR; nemokamai pristatomas į 15 Europos šalių (paruošimas išsiųsti trunka 1–3 dienas, pristatymas – 2–7 dienas), taikoma 30 dienų grąžinimo politika. Nenurodoma jokia perbraukta rekomenduojama mažmeninė kaina – 189,99 EUR yra tiesioginė kaina.
Trumpai — planuokite pagal nakties poreikius, ne katalogo numerį
Svarbiausia: 4 kW / 24 V sistemoje reikia parinkti akumuliatorių pagal naktinę apkrovą, o kabelį – pagal įtampos kritimą. Jei per parą suvartojama 7 kWh ir reikia dviejų naktų autonomijos, reikės 729 Ah esant 24 V įtampai (≈684 Ah esant tikrajai 25,6 V nominaliajai LiFePO4 įtampai), pagal 2,67 kWp skaičiavimą parinkto ~3 kWp modulių masyvo ir 70 mm² kabelio, jei ilgis 2 m, o įtampos kritimas 1 %, arba 35 mm² kabelio, jei ilgis 5 m, o įtampos kritimas 3 %, taip pat 200–250 A nuolatinės srovės saugiklio. Neviršykite griežtų ribų: 4200 W nuolatinė galia, 8000 VA trumpalaikė galia, vienas MPPT valdiklis, lygiagrečiai jungti negalima. Jei apkrova viršija ~4–5 kW, pereikite prie 48 V sistemos, užuot bandę išspausti daugiau iš 24 V magistralės.
Dažnai užduodami klausimai
Kiek kWh per parą reikėtų numatyti nedideliam autonominiam namui Europoje?
Nedidelis Europos namas, poilsio namelis ar sodo namelis be centrinio elektrinio šildymo paprastai suvartoja 5–8 kWh per parą. Šiame pavyzdyje skaičiuojama pagal 7 kWh per parą: šaldytuvas-šaldiklis – 2880 Wh, apšvietimas – 400 Wh, skalbyklė – 500 Wh, elektronika – 540 Wh, virdulys ir mikrobangų krosnelė – 600 Wh, siurblys – 160 Wh, vienas gaminamas patiekalas – 1500 Wh, budėjimo režimas – 300 Wh. Savo sąrašą sudarykite taip pat: kiekvieno prietaiso galią padauginkite iš jo naudojimo valandų.
Kokios talpos (Ah) 24 V LiFePO4 akumuliatoriaus reikia, jei per parą suvartojama 7 kWh ir reikia dviejų naktų autonomijos?
Dviejų naktų autonomijai reikia 7 kWh × 2 = 14 kWh naudingosios energijos. Padalijus iš 80 % iškrovos gylio, gauname: 14 ÷ 0,8 = 17,5 kWh nominaliosios talpos. 24 V magistralėje tai yra 17 500 Wh ÷ 24 V ≈ 729 Ah; esant tikrajai 25,6 V nominaliajai LiFePO4 akumuliatoriaus įtampai, tai būtų 17 500 ÷ 25,6 ≈ 684 Ah. Praktiškas sprendimas – lygiagrečiai sujungti keturis 24 V 200 Ah blokus (≈800 Ah, ~16,4 kWh naudingosios energijos).
Kodėl tam pačiam energijos kiekiui sukaupti 24 V sistemoje reikia daugiau Ah nei 48 V sistemoje?
Energija lygi įtampai, padaugintai iš ampervalandžių, todėl norint išlaikyti tą pačią 17,5 kWh energiją, esant žemesnei įtampai reikia daugiau ampervalandžių. Esant 24 V įtampai, tokiai pačiai energijai sukaupti reikia apie 729 Ah; 48 V magistralėje užtektų apie 365 Ah. Kompromisas – srovė: esant 24 V įtampai ir visai 4200 W galiai, imama ~190 A srovė, todėl 24 V sistemos paprastai neviršija maždaug 4 kW, o galingesnėse sistemose pereinama prie 48 V.
Kokios galios (kWp) saulės modulių masyvo reikia 4,2 kW 24 V inverteriui maitinti?
Parinkite galią pagal paros suvartojimą, o ne pagal didžiausią galimą saulės modulių galią. Reikalinga kWp = paros Wh ÷ (saulėtų valandų pikas × galios mažinimo koeficientas). Jei per parą reikia 7 kWh, saulėtų valandų pikas yra 3,5, o galios mažinimo koeficientas – 0,75: 7 ÷ (3,5 × 0,75) = 2,67 kWp, todėl įrenkite ~3 kWp sistemą (maždaug šešis 500 W modulius). Vienas MPPT valdiklis priima iki maždaug 6200 W galios modulių, tačiau 7 kWh per parą suvartojančiam namui nė iš tolo tiek nereikia.
Kokio skerspjūvio 24 V akumuliatoriaus kabelio reikia GSIKE 4,2 kW inverteriui?
Didžiausios apkrovos srovė yra 4200 ÷ (24 × 0,92) ≈ 190,2 A. Naudojant formulę A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV), kur vario κ = 56: esant 2 m ilgiui į vieną pusę, 1 % įtampos kritimui (0,24 V) ir 190,2 A srovei, skerspjūvio plotas yra ≈56,6 mm², todėl rinkitės 70 mm². Esant 5 m ilgiui į vieną pusę, 3 % įtampos kritimui (0,72 V) ir 120 A srovei, skerspjūvio plotas yra ≈29,8 mm², todėl rinkitės 35 mm².
Kokio nominalo nuolatinės srovės saugiklis apsaugos 24 V akumuliatoriaus maitinimo liniją?
Įrenkite saugiklį kuo arčiau teigiamo akumuliatoriaus gnybto, sandariame korpuse. Jo nominali srovė turėtų būti maždaug 1,25 karto didesnė už didžiausią linijos srovę: 1,25 × 190 A ≈ 238 A, todėl įprastai pasirenkamas 200–250 A nuolatinės srovės saugiklis su atjungikliu. Naudokite tinkamus užpresuotus varinius antgalius ir venkite tarpinių jungčių, nes atsilaisvinusi jungtis, kuria teka 190 A esant 24 V, greitai perkaista.
Kaip 80 % iškrovimo gylis keičia reikiamą nominaliąją akumuliatoriaus talpą?
Iškrovimo gylis parodo, kiek akumuliatoriaus energijos sunaudojate per kiekvieną ciklą. LiFePO4 akumuliatoriai suprojektuoti taip, kad ilgai tarnautų, juos iškraunant ne daugiau kaip 80 % per ciklą, todėl reikiamą panaudojamą energiją reikia padalyti iš 0,8. Norint turėti 14 kWh panaudojamos energijos, reikia įrengti 17,5 kWh nominaliosios talpos akumuliatorius, o ne 14 kWh. Kaskart iškraunant iki 100 %, akumuliatoriaus tarnavimo laikas sutrumpėja kelis kartus.
Ar 120 A MPPT įkroviklio pakanka 400–800 Ah 24 V akumuliatorių blokui?
Taip. 120 A pakopa užtikrina švelnų įkrovimą: 400 Ah akumuliatorių blokui tai yra 0,30C, o 800 Ah blokui – 0,15C. Abu rodikliai tinkami LiFePO4 akumuliatoriams. Teorinė saulės įkrovimo galia yra 120 A × 24 V = 2880 W, todėl ~3 kWp modulių masyvas jau atitinka įkroviklio galią ir nereikia švaistyti lėšų papildomiems moduliams.
Ar verta parinkti modulius pagal didžiausią 6200 W saulės energijos įėjimo galią?
Ne. ~6200 W riba nurodo didžiausią vieno MPPT įėjimo galią, o ne siektiną vertę. Per didelė modulių galia, viršijanti paros poreikį, tik nukreips perteklinę saulės energiją į vidurdienio apkrovas, o ne į akumuliatorių, nes saulės įkrovimo srovė ribojama iki 120 A. Namui, per dieną sunaudojančiam 7 kWh, reikia ~3 kWp; pasirinkus 6 kWp, įsigyjama papildomų modulių, kurie retai kada leidžia greičiau įkrauti akumuliatorių.
Kada 24 V sistemos nebepakanka ir reikia 48 V sistemos?
Planuokite pereiti prie 48 V, kai vienu metu naudojamų įrenginių didžiausia galia reguliariai viršija ~4–5 kW arba kai 24 V kabeliams reikia nepraktiškai storo vario laidininko. GSIKE 4,2 kW įrenginį galima naudoti tik po vieną, jų negalima jungti lygiagrečiai; jei mažam ūkiui ar namui, kuriame vienu metu veikia kelios mašinos, reikia daugiau nei 4200 W nuolatinės galios, tinkamas sprendimas – 48 V inverterių klasė, o ne keli sujungti 24 V įrenginiai.
Skaičiavimuose naudoti šaltiniai ir duomenys
Toliau pateikti skaičiavimams naudoti parametrai ir duomenų šaltiniai. Vartojimo ir klimato vertės yra orientacinės ir atitinka 15 pristatymo šalių Europos vidurkį.
• GSIKE 4,2 kW 24 V produkto puslapis (4200 W nuolatinė galia, 8000 VA impulsinė galia, vienas 120 A MPPT valdiklis, 60–500 V saulės modulių įtampa, ~6200 W maksimali masyvo galia, 80 A kintamosios srovės įkrovimo srovė, kaina – 189,99 EUR): gesike.com.
• Europos vienfazės elektros tiekimo standartas – 230 V / 50 Hz (EN 50160), o orientacinė saulės modulių generacija Europoje – 850–1050 kWh vienam kWp per metus; vidutiniškai ištisus metus tenka 3,0–3,5 saulės piko valandos per dieną.
• Vario laidumas κ = 56 m/(Ω·mm²) ir įtampos kritimo formulė A = (2·L·I) ÷ (κ·ΔV); patikrinta pagal paskelbtas 24 V/48 V nuolatinės srovės kabelių parinkimo rekomendacijas, kuriose nurodoma, kad esant didesnei nei ~2–3 kW galiai geriau rinktis 48 V magistralę.
• LiFePO4 chemija pritaikyta 80 % iškrovimo gyliui, kad būtų užtikrintas ilgas ciklų skaičius; nominalioji bloko įtampa – 25,6 V.
Vadovai ir palyginimai
Sužinokite daugiau prieš pirkdami:
