نسبت پنل خورشیدی به باتری: اندازه PV و باتری ها درست است

در واقع نسبت پنل خورشیدی به باتری به چه معناست

در اکثر سیستم‌های کوچک خارج از شبکه و سیستم‌های پشتیبان، «نسبت پنل خورشیدی به باتری» به رابطه بین: (1) اشاره دارد. توان آرایه PV (وات) و (2) ظرفیت بانک باتری ، معمولاً در Ah در ولتاژ سیستم (12V/24V/48V). این نسبت اهمیت دارد زیرا نرخ شارژ واقعی شما را تعیین می کند و میزان شارژ کامل باتری را تعیین می کند.

دو روش برای بیان نسبت (از هر کدام واضح تر استفاده کنید)

• W بر Ah در یک ولتاژ سیستم معین (معمول برای 12V/24V RV و کابین های کوچک).
• نرخ شارژ (C-rate) : جریان شارژ تقسیم بر باتری Ah (بیشتر "درست مهندسی برق").

پل سریع بین آنها (تقریبی): جریان شارژ PV به یک بانک 12 ولت تقریباً PV وات ÷ 14 ولت (ولتاژ شارژ) است. مثال: 280 وات PV به یک بانک 12 ولت در حدود است 20A (280 ÷ 14 ≈ 20). در یک 200Ah انباشت کننده، یعنی یک 0.10 درجه سانتیگراد نرخ شارژ (20 ÷ 200 = 0.10).

نسبت های توصیه شده بر اساس شیمی باتری و مورد استفاده

نسبت پنل خورشیدی "درست" به باتری عمدتاً برای جلوگیری از دو حالت خرابی است: PV خیلی کم (کم دریافتی مزمن) و PV بیش از حد (هزینه غیر ضروری یا محدودیت های کنترل کننده). شیمی میزان حساسیت شما نسبت به شارژ کم و سرعتی که آکومولاتور می تواند انرژی را بپذیرد را تغییر می دهد.

نکاتی که از تصمیمات اشتباه در اندازه جلوگیری می کند: انباشته کننده های سرب اسید به شدت ترجیح می دهند به شارژ کامل برسند (از جمله زمان جذب). اگر PV کمتر از اندازه باشد، اغلب در حالت شارژ جزئی زندگی می‌کنند و سولفاتاسیون و کاهش ظرفیت را تسریع می‌کنند. LiFePO4 معمولاً در برابر شارژ جزئی تحمل بیشتری دارد، اما همچنان ممکن است بخواهید نسبت بالاتری برای بازیابی سریع پس از استفاده زیاد داشته باشید.

یک روش گام به گام که باعث می شود نسبت به درستی "بیفتد".

یک نسبت به تنهایی می تواند گمراه کننده باشد اگر آن را به مصرف انرژی روزانه و نور خورشید گره ندهید. از این گردش کار برای اندازه گیری منطقی PV و ظرفیت انباشته استفاده کنید، سپس تأیید کنید که نسبت در محدوده سالم قرار می گیرد.

مرحله 1: برآورد انرژی روزانه (Wh/day)

اضافه کردن بار: وات × ساعت در روز. مثال: یک یخچال 60 وات به طور متوسط ​​برای 10 ساعت کارکرد معادل 600 وات ساعت در روز است. اگر یک اینورتر دارید، بعداً یک ضریب بازده سیستم واقع بینانه را درج کنید (به طور کلی می‌تواند اینطور باشد 0.70-0.85 بسته به سیم کشی، کنترل کننده، اینورتر و دما).

مرحله 2: اندازه باتری برای استقلال (کیلووات ساعت)

استقلال (روزها) و عمق مجاز تخلیه (DoD) را انتخاب کنید. انرژی باتری قابل استفاده (Wh) ≈ Wh روزانه × روزهای استقلال. کل انرژی اسمی باتری (Wh) ≈ Wh قابل استفاده ÷ DoD. برنامه ریزی معمولی وزارت دفاع: سرب اسید 0.50 ، LiFePO4 0.80 (محافظه کار، طول عمر را بهبود می بخشد).

مرحله 3: اندازه PV از ساعات خورشیدی (و تلفات)

وات PV ≈ Wh روزانه ÷ ( ساعات اوج خورشید × راندمان سیستم). مثال: اگر استفاده روزانه 1000 وات ساعت باشد، ساعات اوج خورشید 4 و بازده 0.75 است، PV ≈ 1000 ÷ (4 × 0.75) ≈ 333 وات . به اندازه آرایه عملی بعدی (مثلاً 400 وات) گرد کنید.

مرحله 4: نسبت پنل خورشیدی به باتری را تبدیل کنید و سلامت آن را بررسی کنید

باتری Ah ≈ باتری اسمی Wh ÷ ولتاژ سیستم. سپس نسبت = PV وات ÷ باتری Ah. اگر این نسبت کمتر از محدوده توصیه شده برای شیمی شما است، PV را افزایش دهید (یا اندازه انباشته را کاهش دهید) تا زمانی که سیستم به طور قابل اعتماد به شارژ کامل برسد.

جدول اندازه گیری عملی: اندازه های متداول باتری به وات PV

جدول زیر راهنمای نسبت را به اعداد آماده برای استفاده تبدیل می کند. ردیفی را انتخاب کنید که با بانک و شیمی شما مطابقت دارد. برای بانک های 24 ولت، همان رتبه Ah نشان دهنده دو برابر انرژی در مقابل 12 ولت است، بنابراین نیازهای PV معمولاً برای رسیدن به زمان شارژ مجدد بیشتر است.

اگر نور خورشید شما ناسازگار است (زمستان، سایه، مه ساحلی)، به سمت بالا در محدوده حرکت کنید. اگر باتری شما سرب اسیدی است و به طور منظم شارژ را زود متوقف می کنید، دوباره به سمت بالا سوگیری کنید. PV اضافی به شما کمک می کند تا زمانی که شرایط اجازه دهد عملاً جذب را کامل کنید.

مثال های کار شده با اعداد واقعی

مثال‌های زیر نشان می‌دهند که چگونه نسبت پنل خورشیدی به ذخیره‌کننده با اهداف (خودمختاری در مقابل سرعت شارژ مجدد) و شیمی تغییر می‌کند.

مثال A: کابین 1000 وات ساعت در روز، استقلال 2 روزه، سرب اسید

1. انرژی روزانه: 1000 وات ساعت در روز .
2. انرژی قابل استفاده برای 2 روز: 1000 × 2 = 2000 وات ساعت .
3. انرژی اسمی انباشتگر (50% DoD): 2000 ÷ 0.50 = 4000 وات ساعت .
4. در 12 ولت، باتری Ah ≈ 4000 ÷ 12 ≈ 333 آه (حدود 300-400Ah).
5. PV برای 4 ساعت اوج خورشید، بازده 0.75: 1000 ÷ (4 × 0.75) ≈ 333 وات (حدود 400 تا 600 وات برای سلامت سرب-اسید).

بررسی نسبت (با استفاده از بانک 400Ah و PV 600W): 600 ÷ 400 = 1.5 W/Ah . این انتهای راهنمای دوچرخه سواری روزانه برای سرب اسید است. با آفتاب خوب و مدیریت بار دقیق بهترین کار را خواهد داشت. اگر روزهای ابری معمول است، قدم بردارید 800-1000 وات بهبود مادی را بهبود می بخشد.

مثال B: RV با 12 ولت 200 آمپر ساعت LiFePO4، خواهان بازیابی سریع

1. بانک باتری: 12 ولت 200 آمپر ساعت (انرژی اسمی ≈ 2400Wh).
2. قابل استفاده در 80% DoD ≈ 1920 وات ساعت .
3. PV را با 3.5 W/Ah برای بازیابی سریع انتخاب کنید: 200 × 3.5 = 700 وات .

با 700 وات ~ و 4 ساعت اوج خورشید با راندمان 0.75، برداشت انرژی روزانه می تواند حدود 700 × 4 × 0.75 ≈ باشد. 2100 وات ساعت در روز . این برای جایگزینی یک روز استفاده سنگین و پر کردن آن کافی است، که در عمل دقیقاً به معنای "بازیابی سریع" است.

محدودیت های رایجی که می توانند نسبت را نادیده بگیرند

حتی اگر نسبت پنل خورشیدی به باتری "عالی" باشد، محدودیت های سخت افزاری می تواند شما را مجبور کند اندازه PV، ولتاژ سیستم یا انتخاب کنترل کننده شارژ را تنظیم کنید.

محدودیت جریان کنترل کننده شارژ (شایع ترین گلوگاه)

جریان خروجی کنترلر باید حداکثر جریان شارژ را کنترل کند. تقریباً: حداکثر جریان شارژ ≈ PV وات ÷ ولتاژ شارژ باتری. مثال: 1000 وات در یک بانک 12 ولت می تواند به معنای ~1000 ÷ 14 ≈ باشد 71A . اگر یک کنترلر 60 آمپر دارید، به یک کنترلر بزرگتر، چندین کنترلر یا ولتاژ سیستم بالاتر نیاز دارید.

اندازه اینورتر اندازه PV را تعیین نمی کند، اما تنش انباشته را تنظیم می کند

یک اینورتر بزرگ می تواند جریان های بالایی را از یک باتری کوچک بکشد و باعث کاهش ولتاژ و کاهش ظرفیت قابل استفاده شود. اگر اوج بار شما زیاد است (مایکروویو، کتری، ابزار)، ممکن است به ظرفیت باتری بیشتر، ولتاژ سیستم بالاتر (24V/48V) یا هر دو نیاز داشته باشید. سپس آرایه PV باید دوباره بررسی شود تا نسبت برای شارژ مجدد سالم بماند.

آب و هوا و ساعات آفتابی فصلی (نسبت شما باید در بدترین ماه زنده بماند)

نسبتی که در تابستان کار می کند، اگر ساعات اوج خورشید به میزان قابل توجهی کاهش یابد، می تواند در زمستان با شکست مواجه شود. اگر به قابلیت اطمینان در تمام طول سال نیاز دارید، اندازه PV را از کم ترین فصل آفتاب بگیرید و نسبت را به عنوان حداقل، نه متوسط، در نظر بگیرید.

نشان می دهد که نسبت شما اشتباه است و چگونه آن را اصلاح کنید

بهترین تأیید، داده های عملیاتی است: وضعیت روند شارژ، زمان پر شدن، و تعداد دفعاتی که انباشتگر به جذب/شناور (یا رفتار شارژ کامل معادل لیتیوم) می رسد.

PV خیلی کم برای آکومولاتور

• سرب اسید به ندرت به شارژ کامل می رسد. ولتاژ زیر اهداف جذب شناور است.
• حتی با تابش نور خورشید "عادی"، شما رانش چند روزه رو به پایین را در حالت شارژ مشاهده می کنید.
• ژنراتور (یا نیروی ساحلی) به یک عصا مکرر تبدیل می شود.

رفع: افزایش وات PV، کاهش بارهای روزانه، یا کاهش اندازه انباشته برای بازگرداندن نسبت به محدوده. برای سرب اسید، رسیدن به شارژ کامل به طور منظم را در اولویت قرار دهید. که اغلب به معنای حرکت از ~ 1.0 W/Ah به سمت 2.0-3.0 W/Ah (پایه 12 ولت).

PV بیش از حد برای کنترل کننده یا سیم کشی (یا بودجه)

• کنترل کننده شارژ خروجی را در جریان نامی خود برای مدت طولانی قطع می کند.
• شما نمی توانید به طور ایمن جریان را با اندازه های کابل موجود و فیوزینگ کنترل کنید.

رفع: به یک ولتاژ سیستم بالاتر بروید (24V/48V)، از یک کنترلر بزرگتر استفاده کنید، یا آرایه را بین چندین کنترلر تقسیم کنید. "PV بیش از حد" معمولاً یک مشکل در اندازه سخت افزار است تا یک مشکل الکتریکی برای خود باتری.