Per dimensionar correctament un banc de bateries solars, calculeu l'energia que han de rebre les vostres càrregues seleccionades, definiu quant de temps han de funcionar i, a continuació, ajusteu aquesta energia per a la profunditat de descàrrega útil de la bateria, les pèrdues de lliurament i un marge de disseny establert. Després de calcular la capacitat en quilowatts-hora, verifiqueu la potència contínua, la sobretensió d'arrencada del motor-, els límits del sistema de gestió de la bateria, la capacitat de càrrega i la compatibilitat de l'equip.
Fórmula bàsica per a les càrregues de seguretat:Capacitat nominal de la bateria requerida (kWh)=càrrega crítica mitjana (kW) × temps de reserva (hores) × marge de disseny ÷ fracció de bateria utilitzable ÷ eficiència de lliurament.
Si ja coneixeu l'energia de càrrega necessària en kWh, no torneu a multiplicar pel temps de còpia de seguretat. Ús:
Capacitat nominal de la bateria requerida (kWh)=energia de càrrega requerida (kWh) × marge de disseny ÷ fracció de bateria utilitzable ÷ eficiència de lliurament.
El valor de kWh calculat és un resultat de planificació, no una especificació completa de l'equip. Un sistema viable també ha de satisfer els requisits de potència de l'inversor, corrent BMS, durada de sobretensió, tensió, càrrega, cablejat, protecció, comunicacions, medi ambient i instal·lació local.
Quina fórmula de mida de la bateria solar hauríeu d'utilitzar?
El punt de partida correcte depèn del que s'espera que faci la bateria. Abans de seleccionar un producte, identifiqueu si el projecte és per a una còpia de seguretat d'interrupció,-temps complet-funcionament a la xarxa o auto{3}}consum solar diari. Per obtenir una comparació més àmplia a nivell-del sistema, revisaconfiguracions del sistema solar-a la xarxa, fora-de la xarxa i híbrid.
| Aplicació | Millor entrada inicial | Fórmula primària | Risc de disseny principal |
|---|---|---|---|
| Còpia de seguretat de casa | Càrrega crítica mitjana i hores de còpia de seguretat necessàries | Càrrega mitjana × hores i, a continuació, ajusteu el DoD, l'eficiència i el marge | Subestimant la potència simultània o la sobretensió del motor |
| Casa fora de la xarxa-, cabina o caravana | Jornades diàries d'energia i autonomia de càrrega | Energia diària × dies d'autonomia i, a continuació, ajusteu el DoD, l'eficiència i el marge | Mides d'emmagatzematge sense prou energia de càrrega estacional |
| Autoconsum solar | Excés solar esperat durant el dia i demanda d'energia nocturna | Energia desplaçada de l'objectiu, ajustada per a la capacitat útil i les pèrdues de conversió | Instal·lar més emmagatzematge del que la matriu solar pot omplir regularment |
Fórmula per a la mida de la bateria de seguretat domèstica
Calculeu primer l'energia CA que han de rebre les càrregues protegides:
Energia de càrrega necessària (kWh)=càrrega crítica mitjana (kW) × temps de reserva (hores)
A continuació, calculeu la capacitat nominal de la bateria:
Capacitat nominal de la bateria (kWh)=energia de càrrega requerida × marge de disseny ÷ fracció de bateria utilitzable ÷ eficiència de lliurament
Fórmula per a la mida del banc de bateries solars fora de la xarxa-
Per a un sistema fora de xarxa-que ha de funcionar durant les nits o períodes de producció solar feble:
Capacitat nominal de la bateria (kWh)=càrrega de disseny diària (kWh/dia) × dies d'autonomia × marge de disseny ÷ fracció de bateria utilitzable ÷ eficiència de lliurament
Fórmula per a l'-autoconsum solar
Estimar la quantitat d'energia solar diürna que es pot emmagatzemar i la quantitat de càrrega nocturna o nocturna que la pot utilitzar. L'objectiu de canvi-d'energia pràctica sol ser el més petit d'aquests dos valors:
Energia desplaçada de l'objectiu=el menor de l'excedent solar esperat o planificat després de la-càrrega de la posta de sol
A continuació, ajusteu l'objectiu per a la capacitat de la bateria utilitzable i les pèrdues de conversió aplicables. L'arquitectura del sistema és important perquèEmmagatzematge de la bateria-acoblat i CC-acoblatCol·loqueu les pèrdues de conversió en diferents punts del camí energètic.
Variables i unitats de fórmula del banc de bateries solars
Utilitzeu un terme per a cada magnitud física. La barreja de potència de càrrega amb energia de càrrega és una de les causes més comunes d'un resultat incorrecte.
| Símbol | Significat | Unitat | Com obtenir-lo |
|---|---|---|---|
| P | Potència de càrrega mitjana durant el període de còpia de seguretat | kW | Dades d'interval mesurat o càrrega simultània total dividida pel temps |
| t | Durada de la còpia de seguretat necessària | hores | Objectiu d'aturada o requisit operatiu |
| E | Energia requerida per les càrregues | kWh | P × t, o la suma de l'energia de l'aparell |
| D | Període d'autonomia | dies | Objectiu de fiabilitat basat en les condicions solars i la càrrega de reserva |
| f | Fracció de bateria utilitzable | decimal | Interval de funcionament del fabricant o especificació d'energia utilitzable- |
| η | Eficàcia de lliurament de la bateria a les càrregues de disseny | decimal | Documentació de la bateria i l'inversor per a la ruta d'energia aplicable |
| M | Multiplicador de marge de disseny | decimal | Per exemple, 1,10 per a una bonificació transparent del 10%. |
| C | Capacitat nominal de la bateria requerida | kWh | Resultat de la fórmula de talla |
La potència en kW determina quanta càrrega pot suportar el sistema en un moment. L'energia en kWh determina quant de temps pot suportar aquesta càrrega. La distinció s'explica més endavant en aquesta guiakW versus kWh en l'emmagatzematge d'energia de la bateria.
Definiu què ha de fer la bateria
Còpia de seguretat de la llar d'emergència
Un sistema de còpia de seguretat domèstica hauria de començar amb una-llista de càrrega protegida, no amb el consum total anual o diari d'electricitat de la llar. Identifiqueu els circuits que han de romandre disponibles, la durada prevista de les interrupcions i els aparells que poden funcionar al mateix temps.
Els panells solars no proporcionen automàticament energia de reserva durant una interrupció de la xarxa. El sistema necessita equips dissenyats per desconnectar-se de manera segura de la xarxa i formar un sistema elèctric illa. El Departament d'Energia dels EUA explica aquest requisit de funcionament al seuorientació solar i resiliència.
-Temps complet-Potència a la xarxa
Una bateria-fora de la xarxa ha de cobrir els períodes en què la generació solar està per sota de la càrrega. El disseny normalment té en compte la demanda nocturna, les reduccions solars estacionals, els períodes ennuvolats consecutius, el consum de l'inversor en espera, les bombes intermitents, la disponibilitat del generador i les opcions de-descàrrega.
L'emmagatzematge i la generació solar s'han de dimensionar conjuntament. Una bateria més gran no millora la resiliència si la matriu solar o el generador no pot substituir l'energia que se n'elimina. Per obtenir un context addicional, vegeu com aEl sistema d'emmagatzematge d'energia solar coordina la generació, l'emmagatzematge i les càrregues.
Autoconsum solar diari
Una bateria d'autoconsum-emmagatzema l'excés d'energia solar durant el dia per utilitzar-la posteriorment. La capacitat útil està limitada tant per la quantitat d'excedent solar disponible per a la càrrega com per la quantitat de demanda nocturna o nocturna disponible per a la descàrrega. Diversos dies d'emmagatzematge poden romandre infrautilitzats en un sistema que només produeix un modest excedent diari.
Calcula les càrregues que realment necessites
Creeu una taula de càrrega abans de seleccionar una bateria. Utilitzeu l'energia mesurada sempre que sigui pràctic, especialment per a equips que s'encenen i s'apaguen.
| Carrega | Quantitat | Entrada utilitzada per a la mida | Temps de funcionament | Energia diària |
|---|---|---|---|---|
| Nevera | 1 | Energia mesurada | 24 hores de bicicleta | 1,35 kWh |
| Il·luminació LED | 8 | 10 W cadascun | 5 hores | 0,40 kWh |
| Encaminador i equip de xarxa | 1 conjunt | 25 W de mitjana | 24 hores | 0,60 kWh |
| Portàtils | 2 | 60 W cadascun | 4 hores | 0,48 kWh |
| Bomba d'aigua | 1 | 800 W en funcionament | 0,5 hores | 0,40 kWh |
| Càrrega inactiva de l'inversor | 1 | 20 W | 24 hores | 0,48 kWh |
| Total | - | - | - | 3,71 kWh/dia |
Aquesta taula és un flux de treball{0}}il·lustratiu basat en mesures, no un perfil de la llar universal. Substituïu tots els valors per dades del projecte.
Utilitzeu un protocol de mesurament pràctic
- Mesureu els electrodomèstics{0}}endollats durant almenys 24 a 72 hores quan sigui possible.
- Utilitzeu la monitorització de l'inversor o les dades d'interval de la utilitat per identificar la càrrega base de 24 hores i la demanda sostinguda més alta.
- Registra les càrregues estacionals per separat, com ara calefacció, refrigeració, deshumidificació i bombeig d'aigua.
- Comproveu el corrent d'arrencada del motor-a partir de la documentació de l'equip o feu que un professional qualificat el mesura.
- Utilitzeu un període de-càrrega alta representatiu en lloc d'un dia de baix-consum.
Els DOEMètode d'avaluació del sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateriafa èmfasi en el valor de les dades de la sèrie temporal-mesurada per avaluar el rendiment real de l'emmagatzematge d'energia. El mateix principi millora l'estimació preliminar de la càrrega: els perfils mesurats solen ser més útils que un total mensual.
Separeu les càrregues crítiques, flexibles i excloses
- Càrregues crítiques:equips que han de funcionar durant tot el període de disseny.
- Càrregues flexibles:equips que poden funcionar durant menys hores o només mentre hi hagi generació solar disponible.
- Càrregues excloses:equips que romandran apagats durant un període d'interrupció o de baixa{0}}energia.
La calefacció de resistència elèctrica, l'aire condicionat central, els grans escalfadors d'aigua, la cuina elèctrica, els assecadors de roba i la càrrega de vehicles elèctrics poden dominar els requisits d'emmagatzematge. Eliminar o programar una càrrega d'alta-energia pot reduir la mida de la bateria més que eliminar molts dispositius electrònics petits.
Trieu Hores de còpia de seguretat o Dies d'autonomia
Hores de seguretat d'una casa-grid connectada
Seleccioneu un objectiu en funció dels patrons d'interrupció local i del servei que ha de proporcionar la bateria: una interrupció curta, una nit, una interrupció durant la nit, un dia sencer o una emergència més llarga. Decidiu si la càrrega solar estarà disponible mentre la xarxa està baixa i si el sistema dóna servei a un panell de càrrega-protegit o a tot l'edifici.
Dies d'autonomia per a un sistema fora de xarxa-
L'autonomia és el període durant el qual la bateria pot servir la càrrega de disseny sense càrrega suficient. Trieu-lo utilitzant les condicions solars estacionals, els períodes ennuvolats previstos, la fiabilitat del generador, la disponibilitat de combustible, les opcions de descàrrega-, l'accés al lloc i les conseqüències de quedar-se sense energia.
Un lloc remot sense una font de còpia de seguretat fiable pot necessitar més emmagatzematge que una propietat amb un generador automàtic. Per tant, el nombre correcte de dies d'autonomia és una decisió del projecte, no un percentatge fix de la indústria.
Utilitzeu un perfil de càrrega d'interval quan estigui disponible
Dues cases poden consumir 10 kWh al dia cadascuna, però requereixen diferents bateries i inversors. Es pot utilitzar l'energia gradualment; l'altre pot fer funcionar una bomba, un microones i un aire condicionat alhora. Els kWh diaris poden ser similars, mentre que els kW pics i el corrent de sobretensió són molt diferents.
Calcula la capacitat útil de la bateria mitjançant DoD, Efficiency i Reserve
Utilitzeu la capacitat útil del fabricant
La profunditat de descàrrega descriu quina part de la capacitat nominal s'elimina durant un cicle. Per a la mida preliminar, utilitzeu el rang de funcionament permès del fabricant de la bateria o l'energia utilitzable declarada en lloc d'aplicar un percentatge universal.
Si s'utilitza una bateria de 10 kWh en un rang útil del 90%, proporciona 9 kWh d'energia utilitzable de la bateria de CC abans que es considerin altres pèrdues aigües avall:
10 kWh × 0.90=9 kWh
Les condicions de la garantia, l'estat{0}}de-límits de càrrega, la velocitat de descàrrega, l'edat de la bateria, la temperatura, la configuració del microprogramari i la vida útil del cicle desitjada poden canviar la finestra de funcionament pràctica.
Utilitzeu la mètrica d'eficiència correcta
Per al temps d'execució d'interrupcions, el valor rellevant sol ser l'eficiència-unidireccional des de l'energia de la bateria emmagatzemada fins a les càrregues protegides. L'eficiència-anada i tornada inclou tant la càrrega com la descàrrega i no s'ha de substituir automàticament en un càlcul de temps d'execució-unidireccional.
Comproveu també si l'energia utilitzable publicada d'un producte es mesura al costat de CC o es lliura al costat de CA. Si el fabricant ja indica energia de CA utilitzable, restar les pèrdues de l'inversor de nou pot duplicar-la mateixa pèrdua.
Laboratoris Nacionals SandiaManual d'emmagatzematge d'electricitat DOE/EPRIproporciona un context tècnic més ampli sobre el rendiment de l'emmagatzematge, la potència, l'energia, l'eficiència i el disseny específic de l'aplicació{0}.
Apliqueu un marge de disseny transparent
Un marge de disseny pot cobrir una incertesa modesta, càrregues futures petites, reducció de capacitat amb el temps i errors menors en les estimacions del temps d'execució. Indiqueu-ho explícitament com a multiplicador, com ara 1,10 per a una bonificació del 10%.
El marge no ha d'amagar dades de càrrega pobres. Primer milloreu l'estimació de càrrega i, a continuació, afegiu una reserva deliberada.
Comproveu la temperatura i les condicions d'instal·lació
La temperatura pot afectar la capacitat útil, l'acceptació de càrrega, la potència de descàrrega, el comportament del BMS i la vida útil. Reviseu la temperatura de càrrega mínima del producte, la temperatura de descàrrega mínima, les corbes de reducció, la calefacció integrada-, els requisits de refrigeració o ventilació i els límits d'instal·lació interior o exterior.
No apliqueu un factor de-clima fred a cada bateria de liti. La química, el disseny de cèl·lules, la gestió tèrmica i la configuració de BMS són diferents. Aquesta visió general derangs de temperatura de funcionament de la bateria de litipot ajudar a identificar les dades del producte que s'han de comprovar.
Converteix kWh a Ah i tria 12V, 24V o 48V
L'energia de la bateria es pot especificar en quilowatts-hora, mentre que alguns sistemes es descriuen en amper-hora. La relació és:
Energia (Wh)=tensió (V) × capacitat (Ah)
Per tant:
Capacitat (Ah)=energia (kWh) × 1.000 ÷ tensió nominal del sistema
| Energia nominal emmagatzemada | Equivalent a 12 V | Equivalent a 24 V | 48V equivalent |
|---|---|---|---|
| 10 kWh | Aproximadament 833 Ah | Aproximadament 417 Ah | Aproximadament 208 Ah |
Aquests valors d'amp-hora representen aproximadament la mateixa energia nominal. Una tensió més alta redueix el corrent necessari per oferir la mateixa potència, cosa que pot reduir la mida del conductor i la caiguda de tensió quan el sistema està dissenyat correctament.
Com seleccionar la tensió del sistema
- 12V:comuna en petits sistemes de corrent continu i aplicacions mòbils modestes.
- 24V:s'utilitza sovint en sistemes mòbils mitjans, cabines, sistemes marins i instal·lacions d'inversor més petites.
- 48V:comuna en sistemes estacionaris més grans perquè la mateixa potència es pot lliurar a un corrent inferior que a 12V o 24V.
La tensió és una decisió de l'arquitectura. La bateria, l'inversor, el controlador de càrrega, els dispositius de protecció, els conductors, les comunicacions i qualsevol-càrrega de corrent continu han de ser compatibles. Els sistemes més grans també poden utilitzar un propòsit-dissenyatbateries{0}}d'alta tensió per a l'emmagatzematge d'energia, que no s'han de tractar com a simples extensions d'un banc de bricolatge de 48 V.
Comproveu la potència de l'inversor, la sobretensió inicial i els límits de BMS
Un banc de bateries pot tenir prou kWh i encara no poder engegar ni fer funcionar l'equip necessari. La capacitat determina el temps d'execució. Els límits de potència i corrent determinen si el sistema pot servir la càrrega.
Comproveu la potència contínua
Afegiu les càrregues que puguin funcionar simultàniament. La sortida contínua de CA de l'inversor ha de superar la demanda esperada en les condicions de temperatura i funcionament aplicables.
Estimar el corrent lateral-de la bateria amb:
Corrent de CC (A) ≈ Potència de càrrega de CA (W) ÷ tensió de la bateria (V) ÷ eficiència de l'inversor
Per exemple, una càrrega de CA de 4.000 W subministrada des d'una bateria de 48 V mitjançant un inversor d'eficiència del 92% requereix aproximadament:
4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A
El banc de bateries, el BMS, les barres colectores, els cables, els fusibles, els desconnexions i els terminals s'han de dissenyar per al corrent aplicable.
Comproveu la sobretensió d'arrencada del motor i del compressor
Les bombes de pou, els refrigeradors, els congeladors, els aparells d'aire condicionat, les eines de taller i els compressors d'aire poden consumir substancialment més potència durant l'arrencada que durant el funcionament normal. Comprovar:
- Potència de sobrecàrrega de l'inversor
- Durada de la pujada permesa
- Límit i durada actuals màximes de la bateria BMS-
- Caiguda de tensió durant l'arrencada
- Classificacions dels conductors i dels dispositius de protecció-
- Si poden començar diverses càrregues al mateix temps
Un nombre màxim sense durada no és suficient. Un sistema que pot produir una sortida molt alta durant una fracció de segon encara pot no engegar un motor que necessita un corrent elevat durant uns quants segons.
Comproveu el BMS de la bateria i els límits paral·lels
Per a cada mòdul proposat, reviseu el corrent de descàrrega contínua màxima, el corrent màxim de descàrrega, la durada màxima permesa, el corrent de càrrega màxim, l'interval recomanat de l'inversor, el recompte màxim de paral·lels, la disposició de cablejat aprovada i la compatibilitat de comunicacions.
Els mòduls paral·lels no sempre comparteixen el corrent perfectament. La longitud del cable, la resistència del terminal, la temperatura, l'estat de càrrega i l'estat del mòdul poden afectar la compartició de corrent. Utilitzeu la barra colectora aprovada pel fabricant o un cablejat d'-longitud igual.
Calcula el recompte de mòduls de la bateria i la capacitat de recàrrega
Calcula el nombre de mòduls de bateries
Un cop coneguda la capacitat nominal requerida:
Nombre de mòduls=capacitat nominal necessària ÷ capacitat nominal per mòdul compatible
Arrodoneix a una configuració-de mòdul complet aprovada.
Si el disseny requereix 14,2 kWh i un mòdul compatible té una capacitat de 5,12 kWh:
14.2 ÷ 5.12 = 2.77
Per tant, el càlcul de la capacitat requereix almenys tres mòduls, que proporcionen 15,36 kWh d'energia nominal. La selecció final encara ha de superar les comprovacions de potència, BMS, paral·lel, inversor, tensió, comunicacions i instal·lació.
Comproveu amb quina rapidesa es pot recarregar la bateria
Calculeu primer l'energia que s'ha de retornar a la bateria:
Recàrrega d'energia a la bateria ≈ energia de la bateria retirada ÷ eficiència de càrrega
A continuació, estimeu el millor-temps de càrrega:
Temps de recàrrega (hores) ≈ energia de recàrrega (kWh) ÷ potència mitjana de càrrega de la bateria (kW)
Per a un sistema de càrrega solar-, no utilitzeu l'energia de la placa d'identificació com si estigués disponible contínuament. Comproveu la producció mensual o estacional prevista, les càrregues diürnes, el retall, l'ombrejat, la temperatura i els límits del controlador-de càrrega. ElCalculadora NREL PVWattspot proporcionar una estimació-basada en la ubicació de la producció d'energia fotovoltaica per a aquest pas de selecció.
Per a un disseny fora de la xarxa-, la producció solar prevista ha de cobrir tant les càrregues diürnes com l'energia necessària per restaurar la bateria després de la descàrrega. Si la bateria no es pot recuperar abans del proper-període solar pobre, només augmentar l'emmagatzematge no solucionarà el problema de fiabilitat.
Taula de mida del banc de bateries solars
El gràfic següent utilitza un dia d'autonomia, una fracció de bateria utilitzable del 90%, una eficiència de lliurament del 92% i un marge de disseny del 10%. És només un exemple.
| Càrrega de disseny diària | Capacitat nominal requerida | Interpretació pràctica |
|---|---|---|
| 2 kWh/dia | 2,66 kWh | Petita aplicació essencial-càrrega o compacta-fora de la xarxa |
| 5 kWh/dia | 6,64 kWh | Cabina moderada, RV o càrrega de seguretat limitada a casa |
| 10 kWh/dia | 13,29 kWh | Perfil de càrrega-protegit substancial o eficient fora de la xarxa- |
| 15 kWh/dia | 19,93 kWh | Càrrega residencial més gran amb electrodomèstics d'alta potència-controlats |
| 20 kWh/dia | 26,57 kWh | Gran càrrega residencial que requereix controls acurats d'alimentació i recàrrega |
Canviar qualsevol hipòtesi canvia el resultat. Una fracció útil inferior, una eficiència més baixa, un període d'autonomia més llarg o un marge més gran augmenta la capacitat nominal requerida.
Exemples de mida de la bateria solar treballada
Exemple 1: petita cabina fora de la xarxa-
Suposem:
- Càrrega de disseny diària: 2,8 kWh
- Autonomia: 1,5 dies
- Fracció de bateria utilitzable: 90%
- Eficiència de lliurament: 92%
- Marge de disseny: 10%
Capacitat nominal requerida=2.8 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 5,58 kWh
A 24 V nominals:
5,58 × 1.000 ÷ 24 ≈ 233 Ah
El següent pas és seleccionar una configuració de mòdul aprovada per sobre de 5,58 kWh i verificar que l'inversor, els límits de corrent de la bateria i la font de càrrega estacional poden suportar les càrregues de la cabina.
Exemple 2: Còpia de seguretat de la llar essencial
Suposem que les càrregues protegides són de mitjana 1,2 kW i han de funcionar durant vuit hores.
Energia de càrrega requerida=1.2 kW × 8 hores=9.6 kWh
Utilitzant una fracció útil del 90%, una eficiència de lliurament del 92% i un marge del 10%:
Capacitat nominal requerida=9.6 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 12,75 kWh
Aquest resultat aborda el temps d'execució de l'energia. No demostra que la bateria i l'inversor puguin engegar el motor més gran o suportar la càrrega màxima simultània.
Exemple 3: d'una taula de càrrega mesurada al recompte de mòduls
Utilitzant la taula il·lustrativa de càrrega mesurada anterior:
- Energia de càrrega crítica-diària: 3,71 kWh
- Autonomia: 1,5 dies
- Fracció de bateria utilitzable: 90%
- Eficiència de lliurament: 92%
- Marge de disseny: 10%
Capacitat nominal requerida=3.71 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 7,39 kWh
Si el mòdul de bateria aprovat té una capacitat de 5,12 kWh:
7,39 ÷ 5.12=1.44 mòduls
El disseny necessita almenys dos mòduls per capacitat, per a 10,24 kWh nominals. Abans d'acceptar aquesta configuració, verifiqueu el corrent continu de dos-mòduls, la sobretensió d'inici, el corrent de càrrega, l'aprovació en paral·lel i les comunicacions de l'inversor.
Quant durarà una bateria de 10 kWh?
El temps d'execució depèn de l'energia utilitzable lliurada a les càrregues, no només de la capacitat nominal. Amb una bateria nominal de 10 kWh, una fracció útil del 90% i una eficiència de lliurament del 92%:
Energia CA útil ≈ 10 × 0,90 × 0.92=8.28 kWh
| Càrrega mitjana | Temps d'execució estimat |
|---|---|
| 0,3 kW | Aproximadament 27,6 hores |
| 0,5 kW | Aproximadament 16,6 hores |
| 1,0 kW | Aproximadament 8,3 hores |
| 2,0 kW | Aproximadament 4,1 hores |
| 3,0 kW | Aproximadament 2,8 hores |
Aquests valors assumeixen una càrrega mitjana constant i no inclouen la reducció de temperatura addicional, l'envelliment, la reserva de BMS ni les limitacions específiques de l'equip-.
LiFePO4 vs. Dimensió del banc de bateries de plom-àcid
La química de la bateria afecta com la capacitat nominal, la velocitat de descàrrega, els requisits de càrrega, el manteniment i les condicions d'instal·lació es tradueixen en el rendiment del sistema utilitzable. Per a una comparació més àmplia, reviseu-losdiferents tipus de bateries per emmagatzemar energia.
| Factor de disseny | LiFePO4 | Plom-àcid |
|---|---|---|
| Interval de descàrrega útil | Sovint dissenyat per a un rang d'ús més profund, subjecte a la configuració del producte i la garantia | Sovint dissenyat amb un límit de descàrrega més conservador |
| Descàrrega -alta | Normalment és menys sensible que l'àcid-de plom, dins dels límits cel·lulars i BMS | La capacitat disponible pot disminuir de manera més notable a mesura que augmenta la velocitat de descàrrega |
| Control de càrrega | Requereix un BMS compatible i un perfil de càrrega | Requereix el perfil de càrrega en diverses-etapes correcte |
| Càrrega a baixa-temperatura | Pot estar restringit pel BMS o requerir calefacció | El rendiment i l'acceptació de càrrega també varien amb la temperatura |
| Manteniment | Generalment baix a nivell d'usuari | Les bateries inundades requereixen inspecció i manteniment |
| Instal·lació | Seguiu els requisits de tancament, espaiat, tèrmic, BMS i certificació | Els productes inundats poden requerir ventilació i accés de manteniment addicional |
| Èmfasi de mida | kWh utilitzables, corrent BMS, temperatura, comunicacions i condicions de cicle | Límit de descàrrega, capacitat-horària nominal, efectes de velocitat-alta, eficiència de càrrega i ventilació |
Per a les bateries de plom-àcid, utilitzeu les corbes de descàrrega i la capacitat-horaria nominal del fabricant. Una simple conversió d'Ah a tensió nominal pot sobreestimar l'energia disponible quan el corrent de descàrrega és alt.
Errors comuns de mida de la bateria solar
- Multiplicant pel temps dues vegades:si l'energia de càrrega ja és en kWh, no la torneu a multiplicar per hores de reserva.
- Confonent kW amb kWh:l'energia emmagatzemada i la potència lliurable són especificacions separades.
- Utilitzant el consum total de la llar com a còpia de seguretat essencial:mida de les càrregues protegides quan el disseny no és una còpia de seguretat-de tota la casa.
- Utilitzant watts de la placa d'identificació com a consum mitjà:L'equip de ciclisme sovint utilitza menys energia del que suggereix la seva entrada màxima.
- Ignorant el consum en espera:una càrrega contínua de 40 W consumeix 0,96 kWh per dia.
- Ús de l'eficiència-anada i tornada en un càlcul-únic sense comprovar:fer coincidir el valor d'eficiència amb el camí energètic que s'està calculant.
- Ignorant la pujada-d'arrencada del motor:kWh suficients no garanteix l'encesa correcta de la bomba o del compressor.
- Disseny per a condicions solars-mitjanes anuals:-la fiabilitat fora de la xarxa normalment està controlada per la temporada menys favorable.
- Suposant que les bateries sempre es poden afegir més tard:L'expansió pot estar restringida per l'edat, l'estat de càrrega, el microprogramari, les comunicacions, els límits de l'inversor o la política del fabricant.
- Ignorant el temps de recàrrega:una bateria que no es pot recuperar abans del següent període de descàrrega no és un disseny resistent.
Seguretat, abast i metodologia editorial
Aquest article proporciona un marc de càlcul preliminar per comparar els requisits de capacitat de la bateria. No és un dibuix de disseny elèctric, un manual d'instal·lació, una revisió de-compliment del codi ni un substitut de l'enginyeria específica del producte-.
El mètode de càlcul separa la potència de càrrega, l'energia de càrrega, la capacitat nominal, la capacitat útil, l'eficiència de lliurament i el marge de disseny de manera que es pugui comprovar cada hipòtesi. Els exemples treballats revelen les seves hipòtesis i no s'han de tractar com a recomanacions de producte universals.
La selecció i instal·lació final de l'equip ha de ser revisada per un professional qualificat familiaritzat amb els requisits elèctrics, d'edificis i d'incendis locals aplicables. Als Estats Units, UL ho explicaLa UL 9540 avalua els sistemes i equips d'emmagatzematge d'energia com a sistemes integrats, incloses les bateries, la conversió d'energia, els controls, la protecció i les comunicacions.
Preguntes freqüents
P: Com puc calcular la mida d'un banc de bateries solars?
R: Calculeu l'energia que han de rebre les càrregues seleccionades, ajusteu la fracció útil de la bateria i l'eficiència de lliurament, afegiu un marge de disseny establert i arrodoniu a una configuració de mòdul aprovada. A continuació, verifiqueu la potència de l'inversor, la sobretensió del motor, el corrent BMS, la capacitat de càrrega, la tensió i la compatibilitat.
P: Quantes bateries necessito per solar?
R: Dividiu la capacitat nominal de la bateria necessària per la capacitat nominal d'un mòdul compatible i arrodoniu-la. La capacitat per si sola no és suficient; confirmeu que el recompte de mòduls també compleix els requisits de corrent continu, corrent màxima, límits paral·lels, compatibilitat amb inversor i càrrega.
P: Una bateria de 10 KWh és suficient per fer funcionar una casa?
R: Pot suportar càrregues essencials durant diverses hores, però el temps d'execució depèn de la càrrega mitjana, la capacitat útil, l'eficiència, la temperatura i l'estat de la bateria. La calefacció, la refrigeració, la calefacció d'aigua, la cuina, les bombes i la càrrega de vehicles elèctrics poden reduir el temps d'execució ràpidament.
P: Quant durarà una bateria solar de 10 KWh?
R: El temps d'execució és aproximadament l'energia subministrada utilitzable dividida per la càrrega mitjana. Segons els supòsits d'exemple d'aquest article, una bateria nominal de 10 kWh proporciona uns 8,28 kWh a càrregues de CA, que són unes 8,3 hores amb una càrrega mitjana d'1 kW.
P: He de dimensionar una bateria domèstica de la meva factura d'electricitat?
R: Una factura és útil per estimar el consum mitjà, però no mostra quines càrregues han de funcionar durant una interrupció o quan funcionen. Les dades d'interval i una llista de càrrega-protegida-a nivell d'aparell són més útils per a la mida de la còpia de seguretat.
P: Una matriu solar més gran redueix la mida de la bateria?
R: Pot reduir la freqüència i la profunditat de la descàrrega quan hi ha llum solar disponible, però no elimina l'energia necessària durant el període objectiu sense una producció solar adequada. La mida de la matriu i la bateria s'han d'avaluar conjuntament.
P: He de triar 12V, 24V o 48V?
R: Trieu la tensió de l'arquitectura completa del sistema, no només del número Ah. Els sistemes inversors més grans generalment es beneficien d'una tensió més alta perquè la mateixa potència es pot lliurar a un corrent més baix, però tots els components han de ser compatibles.
P: He d'afegir una capacitat addicional de bateria per a una futura expansió?
R: Un marge modest pot cobrir un creixement futur limitat. Abans de confiar en una expansió posterior, confirmeu les regles del fabricant per a l'antiguitat del mòdul, el microprogramari, l'estat de càrrega, les comunicacions i el nombre màxim de paral·lels.
Conclusió
El dimensionament fiable del banc de bateries solars comença amb l'energia de càrrega mesurada i un objectiu operatiu clarament definit. Utilitzeu la potència de càrrega mitjana multiplicada per les hores de reserva quan l'entrada és en kW, o utilitzeu l'energia de càrrega directament quan ja sigui en kWh. Ajusteu una vegada per a la capacitat de la bateria utilitzable, la mètrica d'eficiència correcta i un marge transparent.
A continuació, valideu el resultat amb la bateria real, l'inversor, el BMS, la font de càrrega, la tensió del sistema, la configuració del mòdul, els límits ambientals i els requisits d'instal·lació. La calculadora de capacitat de la bateria solar més útil no és la que produeix el nombre més gran; és el que fa visible totes les hipòtesis i comprova si el sistema complet pot lliurar i restaurar l'energia requerida amb seguretat.