כיצד לבחור את אספקת הכוח הנכונה עבור מערכות אנרגיה מתחדשת

הקדמה: מדוע אספקת חשמל משנה

בחירת אספקת החשמל הנכונה היא אחת ההחלטות ה ⁇ ביותר שתבצע בעת תכנון מערכת אנרגיה מתחדשת.בין אם אתה מתקין לוחות סולאריים גג, טורבינות רוח קטנה, או מיקרוגרריד היברידית, רכיבי אספקת החשמל - בקרים בתשלום, מופנים, מטעני סוללות, וממירים - הם מערכת העצבים של ההתקנה שלך.

מדריך זה עובר על כל גורם קריטי - מניתוח עומס וסוגים רכיב כדי לחדד חישובים ומכשולים של תאימות בעולם האמיתי - כך שתוכל לבצע השקעה מושכלת, מוכחת בעתיד בתשתיות האנרגיה המתחדשת שלך.

דרישות כוח

לפני הערכת חומרה כלשהי, עליך לכמת את הביקוש החשמלי של המערכת שלך.צעד זה הוא יסוד כי כל החלטה לאחר מכן - בחירה מרצון, דירוג כוח מופרך, יכולת סוללה - זרימות מפרופיל העומס שלך.

חישוב סך הכל כוח צריכת

התחל על ידי רישום כל AC ו DC לטעון את המערכת כוח.עבור כל עומס, לציין את וואט הרחם שלה ואת מספר השעות שהיא פועל ליום. Sum אלה כדי למצוא את צריכת האנרגיה היומית שלך בוואט שעות (Wh) לא לשכוח חשבון עבור עומסי סטארט-אפ; מנועים, משאבות, מקררים יכולים לצייר שלוש עד שבע פעמים כוח פועל במשך כמה שניות.

דרישות ודרישות נוכחיות

מערכות אנרגיה מתחדשת פועלות בדרך כלל ב-12 V, 24 V, או 48 V DC. הבחירה תלויה בגודל מערכת ואורך ריצה כבל. מתחים גבוהים יותר להפחית את הזרם עבור אותו כוח, ומאפשרים לדלשים והפסדים מנוגדים נמוכים יותר.לדוגמה, מערכת 48 V יכולה להשתמש חוטים חצי חצי החלקה של מערכת 12 V עבור אותו כוח.

פסגות מול כוח מתמשך

מעכבים ובקרי מטען מדורגים על כוח מתמשך ועלייה כוח. A 3000 W מופנים 6000 W במשך 5 שניות. השתמש בדירוג רציף עבור sizing, אבל להבטיח את דירוג ההעלאה מכסה את המנוע הגדול ביותר החל הנוכחי.קוד החשמל הלאומי (NEC) ממליץ על over overs inverters על ידי לפחות 25% עבור עומסים אינדוקטיביים.

סוגי חשמל תקפים עבור מערכות Renewable

כל סוג של אספקת חשמל משרת תפקיד ייחודי.הבנת תת-סוגים שלהם ויישומים מתאימים ביותר תמנע תקלות יקרות.

פיקוח על השמש

בקרים של מטען סולאריים מסדירים את המתח והנוכחים מפאנלים PV לבנק הסוללה.הם מונעים גינויים, ניתוק עמוק וזרימה הפוכה בלילה.

Inverters

חומרים ממירים את כוח DC מסוללות או מקורות מתחדשים לכוח AC עבור מכשירי חשמל ביתיים.שתי הקטגוריות העיקריות הן מחוץ ל-grid ו- Network-tie.

טעינות סוללות

מטען סוללות המשמש במערכות מתחדשות בדרך כלל מגיע בשני טפסים: מטען AC-fed (עבור טעינה גיבוי מהרשת או הגנרטור) ו- DC-DC (על ידי הטעינה ממשתנה או טורבינת רוח) המטען חייב להתאים את הכימיה הסוללה -ad-ad-חומצה (בבסיס, AGM, ג'ל) אותיום (LiPO4) - כי כל אחד דורש פרופיל אחר.

DC-DC Converters

כאשר רכיבים במערכת שלך פועלים במתחים שונים, ממיר DC-DC עולה או מטה את המתח.לדוגמה, בנק סוללה של 48 V עשוי להיות צורך להמיר את הכוח 12 עומסי V. אלה משמשים גם כדי להתאים את פלט טורבינות הרוח למתח סוללה.

גורמים מרכזיים לשקול

מעבר למבחר מסוג בסיסי, מספר גורמים טכניים וסביבתיים קובעים האם אספקת חשמל תופיע באופן אמין על תוחלת החיים המיועדת שלה.

יכולת כוח ותגברות

דירוג הכוח המתמשך של הבקר או הפקד צריך לעלות על העומס הממושך ביותר על ידי לפחות 20% כדי למנוע הפעלה רציפה, אשר מאיץ ללבוש. עבור התרחבות עתידית, לשקול oversizing על ידי 50% או בחירת רכיבים מודולריים שניתן למקביל.תמיד לבדוק את הדירוג המתמשך - לא את הדירוג המתמשך - עבור sizing.

חוסר יציבות ואובדן כוח

יעילות בקר וחיובית משתנה עם עומס.רוב חומרים באיכות גבוהה להשיג יעילות 90-96% בעומס 50–80%, אבל יעילות טיפות בעומס נמוך מאוד (נמוך 10%) ובעומס מלא.חפש מוצרים עם עקומות יעילות מפורסמות.יעילות גבוהה יותר פירושה פחות ניקוז, דרישות קירור נמוכות יותר, וחשמל ניתן לתת יותר.

טמפרטורה Derating

אספקת חשמל מאבדת את היכולת כטמפרטורה עולה. An Inverter מדורג לספק 3000 W ב 25 מעלות צלזיוס יכול רק לספק 2400 W ב 40 מעלות צלזיוס ambient. עבור מתקנים בחוץ באקלים חם, לבחור ציוד עם טווח טמפרטורה רחב וניהול תרמי פעיל.דאט על ידי 0.5% per ° C מעל 25 מעלות צלזיוס מעל 25 מעלות צלזיוס ככלל של אצבע.

תאימות עם מקורות ואחסון

בדוק כי אספקת החשמל מקבלת את טווח המתח ממקור מתחדשים שלך.בקר מטען סולארי חייב להתמודד עם המתח פתוח-circuit (Voc) של כל המחרוזת, בתוספת שולי בטיחות עבור מזג אוויר קר (Voc עולה קר) באופן דומה, מהפך המיועד ל 12 סוללות V לא יכול לעבוד עם בנק V. Compatibility גם מרחיב פרוטוקולי תקשורת - כמה מודרני בשימוש יכול או RS כדי לדבר מערכות ניהול סוללות.

איכות, הסמכת ויציבות

השקעה ביחידות עם אישורי בטיחות: UL 1741 (על חומרים בצפון אמריקה), IEC 62109 (גלובל), או סימון CE. חפש IP65 או דירוג גבוה יותר עבור רכיבים חיצוניים. להימנע מותגים שם; מפרטים שלהם לעתים קרובות mit פרמטרים קריטיים כגון יכולת עלייה, עמידה על ידי כוח, ורעש. a מעט גבוה יותר עלות מותג מכובד לשלם אמינות.

מערכת אספקת החשמל שלך

מינוף נכון מבטיח את אספקת החשמל יכול להתמודד עם מדי יום אופניים ותרחישים הגרועים ביותר. השתמש בהנחיות אלה כנקודת התחלה.

Inverter Sizing

חישוב הוואט הכולל של כל המכשירים שיכולים לרוץ בו-זמנית. Multiply זה הדמות על ידי 1.25 כגורם בטיחות.לדוגמה, אם עומס בו-זמנית הוא 2000 W, לבחור מהפך עם לפחות 2500 W דירוג רציף. ולאחר מכן לבדוק דירוג: אם משאבה טובה דורשת 4800 W במשך 3 שניות, המהפך חייב לתמוך במגש.

ביקורת SING

עבור השמש, הדירוג הנוכחי של בקר המטען חייב לעלות על זרם קצר-הכי (Isc) של מערך PV, מוכפל על ידי 1.25 ל NEC.הדירוג הנוכחי צריך להיות מספיק כדי לטעון את הסוללה בקצב הרצוי. עבור מערכת 48 V, בקר מטען 60 a חיוב יכול לטפל בערך 2880 של השמש (60 A × 48 MPPTs יש גם מתח מקסימלי; יש להבטיח תנאי קלט גבוה יותר נמוך יותר.

טעינת סוללות Sizing

מטען סוללות בגודל של זרם הפלט הנוכחי. המלצה טיפוסית היא שיעור תשלום של 10-20% של קיבולת הסוללה (C/10 עד C/5) עבור מוביל-חומצה, ועד 50% לליתיום (C/2) עבור בנק מאתיים אהתיום, 100 מטען A מקובל.עבור מוצף מוביל-acid, 20-40 A בטוח יותר כדי למנוע גזים מופרזים.

רשתות גרידן לעומת Off-Grid Systems

דרישות אספקת החשמל שונות במידה ניכרת בהתבסס על מצב חיבור רשת.

רשתות גריד-טיד (On-Grid) Systems

מונעים מעוגלים חייבים לסנכרון עם תועלת AC ולהיסגר ביציאה ברשת (אנטי-איסלנדינג) לבטיחות.הם אינם דורשים סוללות אבל צריכים בקרים בתשלום MPPT אם לוח השמש משמש.הבחירה למנועית חייבת לציית לסטנדרטים הקשורים לתועלת מקומית.

Off-Grid Systems

מערכות מחוץ לגיאריד מסתמכות לחלוטין על סוללות ודורשות מופרכת שיכולה לפעול באופן עצמאי.הם גם צריכים בקר מטען ולעתים קרובות מטען גנרטור עבור גיבוי.Sizing חייב חשבון במשך ימים של אוטונומיה (בדרך כלל 2-5 ימים של אנרגיה מאוחסנים) שואבת הכוח של התוקף הופכת משמעותית - מודלים אלה עם צריכת idle נמוך (<20 W).

מערכות היברידיות

חומרים היברידיים משלבים פונקציונליות רשתית ומחוץ לריד.הם יכולים לטעון סוללות מהשמש, לייצא עודף לרשת, ולפעול במצב האי במהלך בחוץ.הם יקרים יותר, אך מציעים גמישות מקסימלית.

שיקולים ל-Power Supply

בנק סוללות משפיע באופן משמעותי על דרישות אספקת החשמל.כימאים שונים דורשים פרופילים שונים וטווחי מתח.

ראשי תיבות של: AGM, Gel

סוללות מובילות-מצויד דורשות מחזור טעינה תלת-שלבי: רוב, ספיגה, וצף. Overcharging גורם גזים מסוגים מוצפים; undercharging מוביל לסולפת.בקר המטען או המטען חייב להיות פרופילים אפשריים.

Lithium Iron Phosphate (LiFePO4)

סוללות ליתיום גובות עם זרם קבוע / קבוע מתח (CC / CV) פרופיל ולא צריך שלב צף.הם מקבלים זרמי תשלום גבוהים יותר ויש להם טווח מתח תפעול רחב יותר. אספקת החשמל חייבת להיות פרופיל ספציפי ליתיום, או סוללות עשוי להיות כרוני תחת טעינה או פגומים.חבילות ליתיום רבות כוללות מערך מתח מובנה BMS שמתקשר עם מטען מתאים.

תאימות ל-Voltage Compatibility

מתח המערכת שלך צריך להתאים את מתח הסוללה.שימוש 12 V מולר על בנק סוללות V 24 V לא יעבוד אלא אם כן אתה מוסיף ממיר DC-DC, אשר מוסיף אובדן יעילות תוכנית המתח מוקדם; שינוי מאוחר יותר יקר.

טיפים נוספים לבחירה

מעבר לspecs הטכניים, מספר שיקולים מעשיים יחלקו את ההתקנה שלכם ואת הפעולה ארוכת הטווח.

• (FLT:0)Consult aמומחה:FLT:1eur עבור מערכות מעל 3 קילוואט, מעצב מקצועי יכול מודל קרינת השמש, טמפרטורה, עומס מגוון כדי לייעל את הזיוף.
• (FLT:0) קרא את גליון הנתונים ביסודיות: FLT:1ve תשומת לב למתח הקלט המקסימלי, מתח מיתר מינימלי, כוח עמידה וטווח הטמפרטורה התפעולי.
• (FLT:0)Plan for הרחבה: 1FLT) בחר רכיבים שניתן להשוות או לקבל עדכוני קושחה. אספקת חשמל מודולרית לפשט הוספת יותר שמש או סוללות מאוחר יותר.
• (FLT:0) Invest in Monitor:FLT:1Builds and Inverters נבנות ב-Wi-Fi או ניטור Bluetooth.
• (FLT:0)Check for Moleעדכונים: אלגוריתמים 1 MPPT שיפור לאורך זמן.מוצרים ממותגים מכובדים מקבלים לעתים קרובות עדכוני קושחה שמגבירים את היעילות או לתקן באגים.
• (FLT:0)Considerגבהים:FLT:1 בגובה מעל 2000 מ', קירור אוויר הופך פחות יעיל.

מסקנה

בחירת אספקת החשמל הנכונה עבור מערכת האנרגיה המתחדשת שלך אינה החלטה בגודל אחד לכל.זה דורש הבנה מעמיקה של העומסים שלך, המאפיינים של מקור הדור שלך, הכימיה של הסוללה, ואת התנאים הסביבתיים.על ידי הערכה שיטתית של יכולת כוח, יעילות, תאימות, עמידות, אתה יכול להרכיב מערכת המספקת שירות אמין במשך עשרות שנים.

לקריאה נוספת, ייעוץ משאבים כגון FLT:0U.S המחלקה של אנרגיה מבריקה מבריקה גל של אנרגיה 1, FLT:2 National Renewable Energy Laboratory (NREL) 3 עבור כלי מודל מערכת, ואת FLT:4 Solar Industry MagazineFLT:5 עבור ביקורות מוצרים לזכור כי השקעה צנועה באיכות גבוהה יותר, שכר נמוך יותר של כשלים של צריכת חשמל, נמוך יותר, ועלויות נמוכות יותר.