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如何通过 6 个步骤构建离网太阳能系统

1,327 由...出版 BSL电池组 2021-12-07

用于离网生活的太阳能系统

有许多不同类型的太阳能系统,包括并网、混合和离网太阳能。在太阳能的三种主要选择中,离网太阳能是迄今为止最独立的系统。

安装离网太阳能系统曾经是一个边缘概念,因为它需要很大的空间和高昂的成本。但过去十年太阳能技术的进步使太阳能设备更高效、更便宜,有助于将其推向主流。现在完全由离网太阳能系统供电的房车和乡村小屋是相当常见的景象。幸运的是,在从头开始设计离网电源系统时,我们已经为您提供了帮助,包括确定您的能源需求、太阳能和电池系统的规模以及您需要的其他组件。看看下面,了解您今天可以采取的六个步骤来增强您自给自足的生活方式。

Off_Grid_Solar

什么是离网太阳能系统?

离网太阳能系统是使用太阳能作为其资源的独立电力系统。

● 离网太阳能系统不连接到主要公共设施(尤其是电网)。

● 由太阳能电池板产生直流电,并利用电池储存起来。

● 它通过使用离网逆变器将存储的直流电转换为交流电来为家用电器供电。

此外,我们将为您简单解释什么是离网太阳能发电系统。一些文章和书籍讨论了这个话题,但有时它们会让人感到困惑。主要目标是为您的 DIY 离网太阳能系统项目提供一个良好的开端。

典型的离网太阳能系统图

在这里,您将看到几个典型的离网太阳能系统的接线图。顺便说一句,接线图是对系统每个组件如何连接的简单描述。通常,离网太阳能发电系统包括太阳能组件、直流电缆、电池、充电控制器和电池逆变器。

Off-Grid Solar Systems

下面详细介绍了让您转向离网太阳能生活的 6 个步骤。

第 1 步:确定您需要多少能量和最大功率

尽管许多人经常跳过此步骤并直接购买他们的离网太阳能加储能系统,但这是您可以采取的最重要步骤之一,以确保您不会将钱浪费在超大型系统上或结束使用无法充分满足您的能源需求的系统。为了正确确定您的能源需求,您需要使用贷款计算器或直接与 BSLBATT 的代表合作。输入您将使用能源系统供电的每个电器或物品,每天使用的频率,以及物品的相关规格。尽量记住您将在电力系统中使用的每个项目,因为对负载计算看似很小的修改最终可能会产生很大的影响。

如果您更愿意自己手动进行此计算,请注意每个电子设备都会在其标签或包装上标明其消耗的电力负载。在此阶段,了解您的电器或设备的个别功率要求至关重要。如果您列出所有设备及其相应的功率要求(以瓦特为单位),将会很有帮助。您通常会在他们的信息铭牌上看到这一点。这是至关重要的一步,这样您就不会达不到或超过您的离网太阳能系统容量。

在选择组件之前,您必须计算您的功耗。您计划在几小时内运行您的设备多长时间?您的设备对瓦特的单独负载要求是多少?要以瓦特小时为单位计算功耗,只需回答问题并将每个负载(瓦特)乘以它们需要运行的时间(小时)即可。

确定负载目标后,按如下方式计算每个负载的额定能量:

注意负载(连接的设备,如电视、风扇等)以瓦为单位指定的额定功率

注意每个负载的运行时间(以小时为单位)

根据以下公式计算能耗(考虑约 25% 作为能量损失系数)

能量(瓦时)= 功率(瓦特)x 持续时间(小时)

所有负载每天消耗的能量总和

记下所有目标电器额定值和能耗,如下所述:

Off-Grid Solar Systems

还可以检查以前的电费单,并可以将其中最高的视为设计太阳能系统所需的能源消耗。

通过对我们计算出的所有交流负载执行上述步骤:

功率 = 380 瓦

计算的能量 = 2170 瓦时

总能量(加上 25% 作为能量损失系数)= 2170 *1.25

=2712.5瓦时

将通过牢记上述额定值来设计太阳能系统。

步骤#2:确定您需要的电池数量

在确定了所需的能量和最大电流或功率后,您需要计算出需要多少电池才能正确存储所有这些能量并满足您的功率和电流需求。在此过程中,请务必问自己一些问题,例如您是否只需要足够的存储空间来使用一两天,或者是否需要足够的存储空间来使用三天或更长时间;您是否会在连续的阴天使用其他电源,例如风力涡轮机或发电机;以及您是将电池存放在温暖的房间还是寒冷的地方。电池通常额定用于在较高温度下存储,因为在较冷的温度下,电池提供足够电力的能力会降低。因此,房间越冷,您需要的电池组就越大。例如,在低于冰点的温度下,您可能需要超过 50% 的电池容量。请注意,有几个 确实提供专为低于冰点温度设计的电池的电池公司 .上述因素都会影响电池组的尺寸和成本。

另一个需要考虑的因素是铅酸电池最多只能放电 50% 而不会损坏,这与锂电池不同——尤其是 磷酸铁锂电池 ,可安全放电高达 100%。为此原因, 锂电池是离网电源系统的理想选择,离网电源系统通常需要更深的放电能力。 在考虑放电深度、充电率和效率后,您还必须购买两倍于锂电池的铅酸电池才能达到相同的可用容量。

考虑到这些因素后,您需要确定所需的电池组电压,范围从 12V 到 24V 到 48V。一般来说,电力系统越大,您就越有可能需要更高电压的电池组,以便将并联串的数量保持在最低限度,并减少逆变器和电池组之间的电流量。如果您只有一个小型系统,并且希望能够为您的平板电脑等小物品充电并为房车中的 12V 直流电器供电,那么基本的 12V 电池组是合适的。但是,如果您需要同时提供超过 2,000 瓦的功率,则需要考虑使用 24V 和 48V 系统。除了减少您将拥有的并联电池串数量之外,这还允许您在逆变器和电池之间使用更细、更便宜的铜缆。

假设您决定 12V 电池组最适合您的需求,并且您在步骤 1 中想到每天使用 500Ah。查看 BSLBATT 的 12V 电池,您将有多种选择。例如,您可以使用其中的五个 BSLBATT 12V 100Ah B-LFP12-100电池 , 或其中的两个 BSLBATT 12V 300Ah B-LFP12-300电池 .当然,如果您不确定哪种 BSLBATT 电池最适合您的需求,请联系我们,我们将与您一起寻找合适尺寸的合适电池组,让您充满电。

Off-Grid Solar System

步骤#3:逆变器选型

一旦我们估计了能量需求,下一个任务就是计算相同的逆变器额定值。

逆变器的选择在我们的太阳能设计中起着重要的作用,因为它负责将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电(因为我们家里连接的负载大多使用交流电源)以及执行其他保护措施。

考虑效率一般的逆变器,我们考虑了效率为 85% 的逆变器

负载消耗的总功率瓦数被视为逆变器的输出(即380W)

将在所需功率瓦数中增加 25% 作为安全系数。

380 * 0.25= 95

所需总功率瓦数 = 380+95= 475 W

计算逆变器输入容量额定值

输入(VA) = 输出(watt) / 效率 X 100

= 475(瓦特)/ 85 X 100

= 559 伏安 = 560 伏安

逆变器所需的输入功率估计为 559 VA,现在我们需要估计逆变器所需的能量输入。

输入能量(瓦时)=输出(瓦时)/效率 x 100

= 2712.585 X 100

= 3191.1 瓦时

现在,一旦我们确定了逆变器容量,下一个任务就是检查市场上可用的逆变器。可用的典型逆变器带有 12V、24V、48V 系统电压。

根据我们估计的 560VA 额定能量,我们可以选择 1 kW 系统逆变器。一般1kW逆变器系统电压为24V。(通常为 1kW 和 2kW – 24V,3kW 至 5kW – 48V,6kW 至 10kW – 120V)始终需要查看逆变器规格数据表以确定系统电压。

我们的BSLBATT Battery已经匹配了很多逆变器品牌。我们拥有您想要的一切!现在请

第 4 步:确定您需要的太阳能电池板数量

你的四部分 离网供电系统 计算涉及确定您需要多少太阳能电池板。通过负载计算知道每天需要产生多少能量后,您需要考虑可供您采收的阳光量,也就是所谓的“日照时间”。“日照时数”的数量取决于给定位置的可用太阳在一天中以指定角度照在您的面板上的小时数。当然,早上8点的太阳没有下午1点的那么亮,所以早上晒太阳的一个小时可以算半小时,而中午到下午1点的一个小时可以算整整一个小时。此外,除非你住在赤道附近,否则冬天的日照时间不会与夏天的一样多。

还建议您根据给定位置的最坏情况来确定太阳能系统的大小,其中包括根据您将使用该系统的日照量最少的季节进行计算。这样,您将确保您不会在一年中的部分时间结束太阳能短缺。

BSLBATT-battery-management-system-bms

第 5 步:选择太阳能充电控制器

一旦确定了所需的电池和太阳能的数量,您将需要一种方法来管理太阳能向电池的传输。您可以使用一个非常粗略的计算来确定您需要多大尺寸的太阳能充电控制器,即从太阳能中获取瓦特,然后将其除以电池组电压,然后再增加 25% 以确保安全。

还需要注意的是,充电控制器可用于两种主要类型的技术:最大功率点跟踪 (MPPT) 和脉冲宽度调制 (PWM)。简而言之,如果电池组的电压与太阳能电池阵列的电压匹配,则可以使用 PWM 太阳能充电控制器。换句话说,如果你有一个 24V 电池组和一个 24V 太阳能电池阵列,你可以使用 PWM。如果您的电池组电压与太阳能电池阵列不同,并且无法串联以使其匹配,则需要使用 MPPT 充电控制器。例如,如果您有一个 12V 电池组和一个 12V 太阳能电池阵列,您将需要使用 MPPT 充电控制器。

第 6 步:系统的保护装置、安装和平衡

安装必要的保险丝、过流保护装置、断开装置等以保护您的组件并创建安全可靠的系统始终很重要。跳过这些组件肯定会在未来付出更多代价。

您还需要考虑如何计划安装太阳能电池板、安装角度和安装位置。屋顶和地面安装系统都有多种选择——请务必咨询您的供应商以确保安装系统与您的面板兼容。

提示:安装太阳能电池板之前

● 检查政府补贴以最大限度地利用太阳能装置。

● 根据电网可用性和位置,决定适合您能源需求的太阳能系统类型

● 如果要安装屋顶太阳能,请检查屋顶容量以安装所需数量的太阳能电池板。

● 为获得最佳结果,必须进行阴影分析,以确保安装的太阳能电池板不会被邻近树木/建筑物或其他因素的阴影覆盖。

质量,质量,质量!

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Solutions

我希望本文能为您提供一些关于太阳能系统设计的见解。

完成所有这六个步骤后,您就可以顺利进行设计,更重要的是,您可以实际使用新的离网太阳能加储能系统!如果您计划在您的位置安装太阳能电池板系统但仍有疑问,请不要担心我们的 技术团队 将指导您获得最佳的离网电源系统解决方案。

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