Magistrală de 24 V4200 W continuuMPPT 120 APV 60–500 VDC~6200 W de panouriDoD 80 %cabluri DC dimensionate

Ghid GSIKE pentru dimensionarea unui sistem autonom de 4 kW 24 V

Dimensionarea unui sistem autonom este etapa care decide dacă sistemul va funcționa sau nu. În acest ghid explicăm cum să calculezi numărul de panouri, capacitatea bateriei și secțiunea cablurilor pentru invertorul GSIKE 4200 W 24 V.

Începe prin a face o listă cu aparatele pe care vrei să le alimentezi și consumul lor zilnic în Wh. Acesta este punctul de plecare pentru întregul calcul.

Fă lista cu atenție. Nu uita aparatele aflate în standby: routerul, încărcătoarele, televizorul în așteptare. Par neînsemnate, dar însumează între 50 și 100 Wh pe zi, iar dacă le omiți, instalația va fi subdimensionată și bateria se va descărca mai repede decât era de așteptat.

Apoi, gândește-te la sezonalitate. Vara este mai mult soare, iar panourile produc mai mult, dar folosești mai multe aparate (ventilator, frigider care funcționează mai mult). Iarna este mai puțin soare, dar consumi mai puțin fără climatizare. Dimensionează sistemul pentru o zi medie, nici cea mai bună, nici cea mai rea.

La poziționarea panourilor, înclinarea și orientarea contează. Un acoperiș orientat spre sud, cu înclinarea potrivită, oferă randamentul maxim; dacă panourile sunt montate la sol sau parțial umbrite, ai nevoie de mai multă suprafață pentru a obține aceeași producție.

Nu uita de protecție. Câmpul fotovoltaic poate genera o tensiune ridicată în plin soare, așa că sunt necesare siguranțe fuzibile și un descărcător pe partea de curent continuu, cât mai aproape de panouri și de baterie.

La alegerea secțiunii cablurilor, lasă loc pentru viitor. Dacă astăzi montezi cabluri de 25 mm² și anul viitor vrei să adaugi panouri, s-ar putea să trebuiască să refaci traseul. De aceea recomandăm o secțiune peste minimul necesar în prezent.

Iar dacă locuiești într-o zonă cu furtuni, montează un dispozitiv de protecție la supratensiune și pe ieșirea AC și verifică împământarea, esențială pentru siguranța sistemului.

Prima di toccare qualcosa, ricordiamo le grandezze in gioco. Un pannello da 400 W genera circa 40 V a circuito aperto e circa 10 A in condizioni standard. Se colleghi tre pannelli in serie, la tensione si somma (120 V) e la corrente resta invariata; se ne colleghi tre in parallelo, la corrente triplica e la tensione resta invariata. L'MPPT del GSIKE funziona tra 60 e 500 V CC, quindi ci stanno comodamente serie da 2 a 12 pannelli da 400 W.

L'errore più comune è confondere la tensione del pannello con quella della batteria. I pannelli producono da alcune decine a diverse centinaia di volt CC; la batteria è da 24 V. Il regolatore MPPT gestisce questa differenza: preleva l'energia dal pannello alla tensione ottimale e la trasferisce alla batteria a 28,8 V. Ecco perché puoi collegare in serie pannelli ad alta tensione senza mettere a rischio il banco batterie.

Un altro errore frequente è dimensionare la batteria in base all'energia (Wh) e dimenticare la corrente (A). Il GSIKE a 4200 W, a meno di 24 V, richiede circa 175–200 A continui dal banco batterie. Se la tua batteria da 100 Ah supporta solo 50 A di scarica continua, entrerà in protezione e l'inverter si spegnerà. Serve una LiFePO4 da 24 V in grado di reggere quella corrente, non solo i Wh che ti servono.

Per i fusibili: sul polo positivo della batteria, il più vicino possibile al morsetto, installa un fusibile CC dimensionato per una corrente pari a 1,25-1,5 volte la corrente massima del ramo. Su un sistema da 200 A, questo significa un fusibile da circa 250 A. Sul lato dei pannelli, il fusibile di stringa protegge ogni serie. Sono componenti economici che evitano un incendio se un cavo si sfilaccia.

L'interruttore CC e l'interruttore differenziale non devono mancare. L'uscita a 230 V dell'inverter deve passare attraverso un interruttore magnetotermico che scatta in caso di sovraccarico e un interruttore differenziale che protegge le persone. Sono componenti che un installatore monta per mestiere, ma se lo fai da solo, non lesinare per risparmiare.

Passiamo all'autoconsumo. Le ore di sole equivalenti al giorno sono il fattore per cui moltiplicare la potenza del tuo impianto. Nell'Italia continentale puoi contare su 4–5 ore di picco in estate e 2–3 in inverno. Un impianto da 3000 Wp, con 4 ore di picco e un rendimento globale dell'80 %, produce circa 9,6 kWh al giorno in estate. È questo il dato da confrontare con i tuoi consumi.

E sulla batteria, applica la regola dell'80 %. Le LiFePO4 possono essere scaricate regolarmente fino all'80 % della loro capacità utile senza usurarsi. Una batteria da 100 Ah a 25,6 V immagazzina 2560 Wh; l'energia utilizzabile è circa 2048 Wh. È ciò che puoi consumare di notte senza rimorsi. Se la dimensioni per un giorno di autonomia, raddoppia o triplica quel numero.

O notă despre orientare: în emisfera nordică, panourile sunt orientate spre sud, cu o înclinație apropiată de latitudinea locului. În Italia, o înclinație între 30 și 45 de grade este o alegere bună. Dacă le montezi orizontal sau spre est, producția scade și vei avea nevoie de mai multă suprafață pentru a o egala.

Iar dacă ai umbre parțiale de la copaci sau coșuri de fum, un panou umbrit reduce producția întregului șir. În acest caz, este mai bine să împarți câmpul în șiruri scurte sau să optezi pentru optimizatoare pentru fiecare panou. Pentru o instalație mică, adesea este suficient să muți panourile astfel încât soarele să le lumineze direct în orele de la mijlocul zilei.

Să luăm un exemplu foarte obișnuit: o căsuță la țară care folosește iluminat LED (20 Wh/zi), un frigider mic (150 Wh/zi), un router (50 Wh/zi), încărcătoare pentru telefon și computer (80 Wh/zi) și o pompă de presiune care funcționează 10 minute pe zi (30 Wh/zi). Total: aproximativ 330 Wh pe zi. Cu 4 ore de vârf, un câmp de 1200 Wp produce aproximativ 3,8 kWh pe zi, mai mult decât suficient; o baterie de 50–60 Ah la 24 V acoperă noaptea.

Cablajul de curent continuu dintre baterie și invertor este locul în care se pierde cea mai multă energie dacă se greșește. Sub 24 V, curentul este ridicat: 4200 W împărțit la 24 V înseamnă aproximativ 175 A. Dacă alegi un cablu prea subțire, acesta se încălzește și pierzi tensiune, iar invertorul intră în alarmă de subtensiune. De aceea, tabelul secțiunilor crește de la 25 mm² (scurt) la 50 mm² (lung). Nu face economii aici: cuprul costă puțin în comparație cu timpul de nefuncționare al instalației.

Cablajul panourilor funcționează însă la tensiune înaltă și curent redus, așa că sunt suficienți cablurile solare de 4 mm² pentru șiruri de o anumită lungime. Acolo, secțiunea nu este atât de critică; important este să folosești cablu solar MC4 adecvat pentru exterior și să nu faci îmbinări cu un cablu obișnuit pentru instalații.

Și insistăm asupra siguranței bateriei: trebuie montată pe pozitiv, la mai puțin de 20 cm de bornă, și dimensionată pentru 1,25–1,5 ori curentul maxim. Dacă un cablu atinge tabla vehiculului sau a tabloului, siguranța se arde și previne un scurtcircuit. Este cea mai ieftină și mai importantă piesă din întreaga instalație.

Să ne gândim acum la iarnă. În Italia, în decembrie, orele de vârf scad la 2–3. Un câmp care produce 10 kWh pe zi vara produce 4–5 iarna. De aceea, dimensionează câmpul ținând cont de trimestrul cel mai slab, nu de cel mai bun. Dacă îl dimensionezi pentru iulie, în februarie nu vei avea suficient; dacă îl dimensionezi pentru noiembrie, vara vei avea producție în exces, pe care o vei putea folosi pentru a încărca mai mult.

Iar autonomia: câte nopți vrei să reziști fără soare? Dacă dimensionezi sistemul pentru o noapte, este suficientă o baterie de 100 Ah; dacă vrei să faci față la trei zile consecutive cu cer înnorat, ai nevoie de 200–300 Ah. La o căsuță de weekend, o noapte este adesea suficientă; într-o locuință permanentă, înmulțește consumul zilnic cu trei, ca să stai liniștit.

În încheiere, un sfat de la instalator: începeți cu planul. Desenați unde vor fi amplasate panourile, invertorul și bateria, precum și pe unde vor trece cablurile. Un plan vă scutește de trasul cablurilor pe unde nu doreați și de situația în care distanța dintre baterie și invertor ajunge la 6 m în loc de cei 2 m prevăzuți. Măsurați de două ori, tăiați o dată.

Să vedem un al doilea exemplu, de data aceasta pentru un atelier de grădinărit cu un consum ceva mai ridicat. Să presupunem că atelierul folosește o lampă fluorescentă (40 Wh), un letcon mic care funcționează 20 de minute pe zi (200 Wh), un compresor care pornește din când în când (150 Wh) și încărcătoare pentru unelte (100 Wh). Total: aproximativ 490 Wh pe zi. Aici recomandăm un câmp de 2000–2500 Wp (5–6 panouri de 400 W) și o baterie de 60–80 Ah la 24 V. GSIKE face să funcționeze fără probleme cele două ieșiri AC.

O greșeală frecventă este dimensionarea bateriei în funcție de puterea de vârf, în loc de energie. Puterea de vârf este asigurată de invertor și de bancul de baterii în momentul pornirii; energia este ceea ce vă ține pe timpul nopții. Aveți nevoie de ambele: un banc de baterii care să suporte curentul de 175 A și, în plus, capacitatea în Ah necesară pentru autonomia dorită. O baterie de 100 Ah care acceptă doar un curent de descărcare de 50 A nu este potrivită pentru un invertor de 4200 W.

Un alt detaliu ușor de uitat: căderea de tensiune în cablajul panourilor. Chiar și la tensiune înaltă, un cablu lung și subțire pierde puțin din tensiune. Pentru șirurile lungi, folosiți cablu solar de 4 mm² și nu depășiți 15–20 m pe șir fără să justificați secțiunea. Dacă instalația este foarte mare, măsurați căderea de tensiune și ajustați.

Și întrerupătorul DC. Între panouri și invertor, este bine să aveți un separator DC care să vă permită să deconectați câmpul fără să urcați pe acoperiș ca să acoperiți panourile. Este o componentă ieftină, care face întreținerea mult mai sigură. Pe partea de AC, un întrerupător magnetotermic și un diferențial completează protecția.

În final, întrebarea care revine cel mai des: ce se întâmplă dacă depășesc puterea panourilor? GSIKE acceptă până la aproximativ 6200 W în plafon. Dacă instalezi 7000 W, MPPT-ul pur și simplu nu va putea capta mai mult decât permite; nu se strică, dar plătești pentru panouri pe care nu le folosești. De aceea, recomandăm să rămâneți sub plafon, nu să îl depășiți.

Un ultim calcul practic. Să presupunem că dimensionăm pentru un consum de 500 Wh pe zi. Cu 4 ore de vârf și un randament de 80 %, aveți nevoie de un câmp de 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp... Pare puțin, dar amintiți-vă că acest calcul este valabil pentru o zi însorită. Dacă dimensionați pentru iarnă, cu 2,5 ore de vârf, același consum necesită 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. Iar dacă vrei o rezervă, dublează valoarea. De aceea, până și o căsuță mică ajunge să folosească 1500–2000 Wp, nu 300 Wp.

Un ultim sfat despre baterie: nu cumpăra capacitatea în funcție de cât crezi că vei consuma, ci de cât măsori că ai consumat. Dacă poți, instalează mai întâi sistemul în modul fără baterie al GSIKE, verifică aplicația timp de două săptămâni și comandă bateria pe baza valorii reale. E mult mai bine decât să comanzi fără să ai date și să te trezești cu o baterie prea mică sau prea mare.

Iar dacă la un moment dat ai îndoieli cu privire la calcule, cere o verificare. Un instalator calificat îți poate verifica rapid schema și secțiunile cablurilor. O oră de verificare te poate scuti de o eroare de dimensionare care ar putea costa sute de euro. L'electricitatea la 24 V și 500 V DC nu iartă calculele făcute din ochi.

Pentru a încheia ghidul, iată o recomandare privind ordinea achizițiilor. În primul rând, invertorul GSIKE 4200 W. În al doilea rând, 3–6 panouri de 400 W, în funcție de consumul tău zilnic. În al treilea rând, bateria LiFePO4 de 24 V, compatibilă pentru comunicare, de capacitatea pe care ai stabilit-o. În al patrulea rând, siguranțe, separatoare și cabluri. În această ordine, nu cumperi nici prea mult, nici prea puțin, iar dacă te răzgândești pe parcurs ai marjă de ajustare.

Și nu uita că acest ghid este un punct de plecare, nu o rețetă fixă. Fiecare acoperiș, fiecare consum și fiecare buget sunt diferite. Dacă în urma calculelor obții o valoare intermediară, rotunjește în sus numărul de panouri și capacitatea bateriei: e mai bine să ai puțin în plus decât să rămâi cu prea puțin. Cu GSIKE în sistem, plafonul de 6200 W pentru panouri îți oferă suficientă marjă de extindere fără să schimbi invertorul.

După ce ai cifrele, fișa tehnică completă a modelului GSIKE 4200 W îți va servi drept referință pentru a confirma că bancul de 24 V și câmpul de panouri pe care le-ai calculat se încadrează în limitele aparatului. Iar dacă apare vreo întrebare în timpul montajului, echipa noastră de asistență în limba română te poate ajuta.

În cele din urmă, dimensionarea unei instalații nu înseamnă decât aplicarea a trei calcule: consumul zilnic, orele de soare de vârf și randamentul întregului sistem. Cu aceste trei date și tabelul din acest articol, ai tot ce-ți trebuie pentru a comanda GSIKE 4200 W și componentele compatibile, fără să cumperi prea mult și fără să rămâi cu prea puțin.