Saules enerģijas ieguvums salīdzinājumā ar akumulatora ietilpību

Lasīšanas laiks 4 protokols

Cik daudz saules enerģijas jums ir nepieciešams, ar kādu akumulatora ietilpību, lai apmierinātu jūsu vajadzības? Šis jautājums rodas dažiem cilvēkiem, kuri vai nu vienkārši vēlas sasniegt pašpietiekamību savā kemperī, vai arī vēlas izveidot off-grid sistēmu, lai būtu neatkarīgi no, iespējams, neesošā publiskā elektrotīkla nomaļās vietās.

Tagad, protams, var plānot milzīgu akumulatora ietilpību, taču vietas trūkst, jo īpaši mobilo lietojumprogrammu scenārijā, un iespējamā PV moduļu jauda ir ierobežota līdz aptuveni 1200 ... 1725 Wp, pieņemot, ka 2 ... 3 moduļi ar 575 Wp. Arī svars, ņemot vērā akumulatoru skaitu, diemžēl nav niecīgs, ja vien jums nav transportlīdzekļa ar pilnu masu virs 7,5 tonnām un nepieciešamajām autovadītāja apliecībām.

Tāpēc ir svarīgi samazināt patēriņu, ja patiešām vēlaties būt pašpietiekams. Bet cik ilgi attiecīgajā diennakts un mēneša laikā dažādās ģeogrāfiskajās vietās spīd saule un kādu ražību dod statistiski vidējais saules spīdēšanas ilgums? Vai akumulatorus var uzlādēt jebkurā laikā?

Augstsprieguma un zemsprieguma tehnoloģija

12 V akumulatori ir plaši pazīstami. 24 V akumulatori tiek uzstādīti kravas automašīnās. 48 V var atrast dzīvojamās mājās, laivās un jahtās. Tās visas ir zemsprieguma tehnoloģijas.

Augstsprieguma sistēmas darbojas ar spriegumu virs 60 V līdzstrāvas, bet parasti no 100 līdz 200 V līdzstrāvas (!).

Kāpēc šīs atšķirības? Tas ātri kļūst skaidrs, aplūkojot plūstošās straumes: Ja darbojas invertors un nominālā maiņstrāvas jauda ir 5000 VA, 12 V akumulatori patērē 400 A, t. i., 62 mm lielu strāvu.² nepieciešams biezs un tāpēc smags kabelis, tikai 4 mm, ja izmanto 48 V akumulatorus un 104 A.²pie 200 V tas joprojām dod 25 A ar kabeļa šķērsgriezumu tikai 0,25 mm.².

Tomēr salīdzinoši plānie kabeļi nedrīkst izraisīt neuzmanību, strādājot ar augstu līdzstrāvas spriegumu: visas sistēmas, kurās līdzstrāvas spriegums ir lielāks par 60 V, ir jāuzstāda un jāuztur tikai un vienīgi apmācītiem speciālistiem!

Tāpēc ieejas pusē izmantojamā invertora dati nosaka akumulatora konfigurāciju. Jo lielāks ieejas spriegums, piemēram, 48 V, nevis 12 V, jo zemāka cena.

24 V līdzstrāvas invertors ar 5 kVA maksā 1500 eiro, bet 48 V versija maksā aptuveni 700 eiro.

Augstsprieguma versijā trīsfāzu 5 kW invertors ar 150 V līdzstrāvas ieeju maksā aptuveni 1200 EUR, bet 8 kW invertors ar 180 V līdzstrāvas ieeju maksā aptuveni 1400 EUR.

Tāpēc augstsprieguma versija stacionārai lietošanai noteikti ir ekonomiskāka.

Relatīva uzlādes attiecība mobilo ierīču lietošanā

Tagad kemperi ir ne tikai novietots, bet arī braucams. Tas nozīmē, ka akumulatori tiek uzlādēti ar elektrību no ģeneratora, izmantojot uzlādes pastiprinātāju. Protams, to ir grūti integrēt aprēķinā, jo braukšanas laiku statistiski grūti reģistrēt, tāpēc to nevar iekļaut aprēķinā. Taču ir labi zināt, ka ...

Lai uzlādētu akumulatorus, jums būs iespēja laiku pa laikam izmantot arī krasta strāvas pieslēgumu.

Aprēķināma konsekvence stacionārā laukā

Aprēķināms, jo pašlaik ir pieejami pietiekami statistikas dati par visu pasauli, kas, ņemot vērā visus attiecīgos faktorus, sniedz informāciju par sagaidāmo saules enerģijas ražību.

Pieredze rāda, ka teorija un prakse atšķiras, neraugoties uz visu statistiku, taču ir noderīgi gūt priekšstatu par to, kā jūs plānojat, ja jums ir vieta x un akumulatora jauda y vietā z.

Šajā gadījumā starptautiskais tiešsaistes rīks PVGIS ( PhotoVoltaic Geogrāfiskais Informācija System), ko izstrādāja Eiropas KomisijaKopīgais pētniecības centrs, Energoefektivitātes un atjaunojamās enerģijas nodaļa, via E. Fermi 2749, TP 450, I-21027 Ispra (VA).

Portāls Dokumentācija tiešsaistes rīks, kas ir arī intuitīvi lietojams, ir ļoti visaptverošs un aptver visus jautājumus, tostarp tos, kas saistīti ar izpratni un nomenklatūru.

Ražotāja pieņēmumi

Akumulatoru vai akumulatoru sistēmu ražotāji vēlas savas sistēmas prezentēt izdevīgi, tāpēc potenciālajiem klientiem sniedz aptuvenus salīdzinošus datus, lai viņi varētu gūt priekšstatu par akumulatora ietilpību. Piemēram, apgalvojums: "Mūsu 10 kW uzglabāšanas modulis ir piemērots četru cilvēku mājsaimniecībai, ieskaitot siltumsūkņa un elektromobiļa darbību.

Šāds apgalvojums ir pat ļoti aplams, jo elektroenerģijas piegādātāji norāda, ka šādas mājsaimniecības gada patēriņš ir vidēji aptuveni 5 ... 7 kW gadā.

Šo pozitīvo pieņēmumu var apgrūtināt tikai fakts, ka arī uzkrātā un tādējādi pieejamā enerģija ir jāpapildina: ziemā saule dabiski spīd tikai nelielu daļu no vasaras laika, kas nozīmē, ka raža ne tuvu neatbilst patēriņa apjomam.

Nedaudz lielāku skaidrību sniedz eksperimentēšana ar dažādiem parametriem iepriekš minētajā PVGIS rīkā, kurā kā piemērs parādīta dažādu parametru maiņas ietekme uz pieņemto atrašanās vietu.

Konfigurāciju piemēri un to rezultāti

Ģeolokācija visiem turpmāk minētajiem piemēriem ir Diseldorfa-Volmersverta ar koordinātām (WGS84) 51.188 (N), 6.749 (E).

Mobilo ierīču lietošana

Tā kā PV moduļiem pieejamā vieta ir ierobežota, tiek pieņemts, ka tiks izmantoti divi 575 Wp moduļi. Akumulatora ietilpība kalpo kā mainīgais lielums, kas, palielinoties izmēram, ļauj ilgāk uzturēties zemā saules apstarojumā, bet arī prasa ilgākus saules gaismas periodus, lai pabeigtu pilnu uzlādes ciklu.

Pastāvīgais minimālais iespējamais patēriņš tiek uzskatīts par konstantu vērtību, kas ir jānorāda. Pamatojums: visi patērētāji, kuriem vienmēr jābūt droši apgādātiem ar pietiekamu jaudu (piemēram, arī medicīnas iekārtas, piemēram, perfuzori, ventilācija utt.), kā arī apgaismojums, maršrutētāji un citi patērētāji tiek saskaitīti kopā, un rezultāts tiek definēts kā minimālā vērtība, kas ir droši pieejama vienmēr un visos apstākļos.

Stacionāra izmantošana

Šeit gan moduļa platība, gan akumulatora ietilpība tiek uzskatītas par mainīgām, tikai patēriņš tiek uzskatīts par statisku lielumu.

Par aptuvenu orientieri var kalpot minimālais un maksimālais dienas patēriņš, kas noteikts pēc skaitītāju rādījumiem ziemas mēnešos. Minimālā scenārija gadījumā jānodrošina to ierīču darbība, kuras dienas laikā tiek izmantotas pastāvīgi vai biežāk, savukārt īpaši energoietilpīgas ierīces tiek darbinātas piesardzīgi. Tādējādi tiek ietaupīti finanšu resursi krātuves konstrukcijā.

Maksimālais scenārijs nodrošina visu ierīču darbību parastajā apjomā bez ierobežojumiem. Tas būtu iedomājams kā fakultatīvs mērķis, lai gan ar lielāka kapitāla izmantošanu.

Ko darīt, ja...?

Simulācija - Mobilā lietošana

Pieņemot, ka PV moduļu uzstādīšana ir plakana (slīpuma leņķis 0°), iegūst šādus datus:

500 Wh garantēta ražība ziemas mēnešos ar 1150 Wp un 1120 Ah akumulatora ietilpību, kas atbilst 14 336 Wh, ar maksimālo izlādi 85 %.

Ja dienas patēriņš pārsniedz 500 Wh, pastāv risks, ka akumulatori tiks pilnībā izlādēti, jo saules starojums vairs nav pietiekams, lai nodrošinātu uzlādi.

Palielinājums līdz 850 Wh ir iespējams tikai tad, ja akumulatora ietilpība ir četrkārt(!) lielāka, un tas nozīmē izlādi līdz 71%.

Simulācija - stacionāra izmantošana

Stacionārā stāvoklī slīpuma leņķis ir optimizēts uz dienvidiem vērstā pozīcijā: tas palielina ražību līdz pat 50 %. Standarta slīpuma leņķis ir 35°. Tā kā ziemā saule ir zemāk, tad 39° slīpāks leņķis nodrošina lielāku ražību ziemas mēnešos. No otras puses, stāvāks leņķis samazina ražu.

750 Wh dienas patēriņš ir iespējams pie 39° slīpuma leņķa, un citādi dati ir identiski.

Salīdzinājumam: Österby - Gotlands län, Zviedrija (51 188, 6 749) - šeit tikai 69° slīpuma leņķis nodrošina iespējamu dienas izlādi 500 Wh ar 85 % izlādi.
Savukārt, samazinot slīpuma leņķi līdz 39°, iegūst tikai 10 % mazāk.
Vietās, kur ir daudz sniega, ir lietderīgi izvēlēties stāvāku pozīciju, jo tā samazina sniega uzkrāšanos uz moduļiem.