afزبان

Aug 06, 2026

چگونه یک بانک باتری خورشیدی را اندازه کنیم (فرمول + مثال)

پیام بگذارید

برای اندازه‌گیری صحیح بانک باتری خورشیدی، انرژی را که بارهای انتخابی شما باید دریافت کنند، محاسبه کنید، مدت زمان کارکرد آنها را مشخص کنید و سپس آن انرژی را برای عمق تخلیه قابل استفاده باتری، تلفات تحویل، و حاشیه طراحی مشخص شده تنظیم کنید. پس از محاسبه ظرفیت بر حسب کیلووات-ساعت، توان پیوسته، جهش راه اندازی موتور-، محدودیت های سیستم مدیریت باتری، قابلیت شارژ، و سازگاری تجهیزات را بررسی کنید.

فرمول اصلی برای بارهای پشتیبان:ظرفیت اسمی باتری مورد نیاز (کیلووات ساعت)=متوسط ​​بار بحرانی (کیلووات) × زمان پشتیبان (ساعت) × حاشیه طراحی ÷ کسر باتری قابل استفاده ÷ راندمان تحویل.

اگر از قبل انرژی بار مورد نیاز را بر حسب کیلووات ساعت می دانید، دوباره در زمان پشتیبان ضرب نکنید. استفاده کنید:

ظرفیت اسمی باتری مورد نیاز (کیلووات ساعت)=انرژی بار مورد نیاز (کیلووات ساعت) × حاشیه طراحی ÷ کسر باتری قابل استفاده ÷ راندمان تحویل.

مقدار کیلووات ساعت محاسبه شده یک نتیجه برنامه ریزی است، نه یک مشخصات کامل تجهیزات. یک سیستم قابل دوام همچنین باید توان اینورتر، جریان BMS، مدت زمان افزایش، ولتاژ، شارژ، سیم کشی، حفاظت، ارتباطات، محیط زیست و نیازهای نصب محلی را برآورده کند.

Solar battery bank sizing workflow

از کدام فرمول اندازه باتری خورشیدی باید استفاده کنید؟

نقطه شروع صحیح بستگی به کاری دارد که باتری باید انجام دهد. قبل از انتخاب یک محصول، مشخص کنید که آیا پروژه برای پشتیبان‌گیری قطعی، کارکرد{2}}شبکه خاموش{1} کامل یا مصرف روزانه خورشیدی-است. برای مقایسه سطح{5} سیستم گسترده تر، مرور کنیدپیکربندی‌های-شبکه، خاموش-شبکه و سیستم خورشیدی هیبریدی.

برنامه بهترین ورودی شروع فرمول اولیه ریسک طراحی اصلی
پشتیبان گیری از خانه میانگین بار بحرانی و ساعات پشتیبان مورد نیاز میانگین بار × ساعت، سپس برای DoD، کارایی و حاشیه تنظیم کنید دست کم گرفتن قدرت یا نوسان موتور همزمان
خاموش-خانه، کابین، یا RV انرژی بار روزانه و روزهای استقلال انرژی روزانه × روزهای استقلال، سپس برای DoD، کارایی و حاشیه تنظیم کنید اندازه ذخیره سازی بدون انرژی شارژ فصلی کافی
خود مصرفی خورشیدی- مازاد خورشیدی مورد انتظار در روز و تقاضای انرژی عصر انرژی تغییر یافته هدف، برای ظرفیت قابل استفاده و تلفات تبدیل تنظیم شده است نصب فضای ذخیره سازی بیشتر از مقداری که آرایه خورشیدی می تواند مرتباً پر شود

فرمول اندازه باتری پشتیبان خانه

ابتدا انرژی AC را که بارهای محافظت شده باید دریافت کنند محاسبه کنید:

انرژی بار مورد نیاز (کیلووات ساعت)=متوسط ​​بار بحرانی (کیلووات) × زمان پشتیبان (ساعت)

سپس ظرفیت اسمی باتری را محاسبه کنید:

ظرفیت اسمی باتری (کیلووات ساعت)=انرژی بار مورد نیاز × حاشیه طراحی ÷ کسر باتری قابل استفاده ÷ راندمان تحویل

فرمول برای سایز بانک باتری خورشیدی خاموش-شبکه ای

برای یک سیستم خاموش{0}}شبکه‌ای که باید در طول شب یا دوره‌های تولید ضعیف خورشیدی کار کند:

ظرفیت اسمی باتری (کیلووات ساعت)=بار طراحی روزانه (کیلووات ساعت/روز) × روزهای استقلال × حاشیه طراحی ÷ کسر باتری قابل استفاده ÷ راندمان تحویل

فرمول مصرف{0}خود خورشیدی

مقدار انرژی خورشیدی قابل ذخیره در روز و مقدار بار در شب یا شب که می تواند از آن استفاده کند را تخمین بزنید. هدف تغییر انرژی عملی-معمولاً کوچکتر از این دو مقدار است:

انرژی جابه‌جایی هدف=کمتر از مازاد خورشیدی مورد انتظار یا برنامه‌ریزی شده پس از-بار غروب آفتاب

سپس هدف را برای ظرفیت باتری قابل استفاده و تلفات تبدیل قابل اعمال تنظیم کنید. معماری سیستم اهمیت دارد زیراذخیره‌سازی باتری AC-همراه و DC-تلفات تبدیل را در نقاط مختلف مسیر انرژی قرار دهید.

متغیرها و واحدهای فرمول بانک باتری خورشیدی

برای هر کمیت فیزیکی از یک عبارت استفاده کنید. اختلاط توان بار با انرژی بار یکی از شایع‌ترین دلایل نتیجه نادرست است.

نماد معنی واحد نحوه به دست آوردن آن
P میانگین توان بار در طول دوره پشتیبان کیلووات داده های فاصله اندازه گیری شده یا کل بار همزمان تقسیم بر زمان
t مدت زمان مورد نیاز پشتیبان گیری ساعت هدف قطع یا نیاز عملیاتی
E انرژی مورد نیاز بارها کیلووات ساعت P × t یا مجموع انرژی دستگاه
D دوره خودمختاری روز هدف قابلیت اطمینان بر اساس شرایط خورشیدی و شارژ پشتیبان
f کسری باتری قابل استفاده اعشاری محدوده عملیاتی سازنده یا مشخصات انرژی قابل استفاده-
η راندمان تحویل از باتری به بارهای طراحی اعشاری مستندات باتری و اینورتر برای مسیر انرژی قابل اجرا
M ضریب حاشیه طراحی اعشاری به عنوان مثال، 1.10 برای کمک هزینه 10٪ شفاف
C ظرفیت اسمی باتری مورد نیاز کیلووات ساعت نتیجه فرمول اندازه گیری

توان بر حسب کیلووات تعیین می کند که سیستم می تواند در یک لحظه چه مقدار بار را تحمل کند. انرژی بر حسب کیلووات ساعت تعیین می کند که چه مدت می تواند آن بار را تحمل کند. این تمایز بیشتر در این راهنما توضیح داده شده استکیلووات در مقابل کیلووات ساعت در ذخیره انرژی باتری.

تعریف کنید که باتری باید چه کاری انجام دهد

پشتیبان گیری از خانه اضطراری

یک سیستم پشتیبان خانه باید با یک لیست{0}بار محافظت شده شروع شود، نه کل مصرف برق سالانه یا روزانه خانوار. مدارهایی که باید در دسترس باقی بمانند، مدت زمان قطعی مورد انتظار و وسایلی که ممکن است همزمان کار کنند را شناسایی کنید.

پنل های خورشیدی به طور خودکار برق پشتیبان را در هنگام قطع شبکه تامین نمی کنند. این سیستم به تجهیزاتی نیاز دارد که برای قطع ایمن از شبکه و تشکیل یک سیستم الکتریکی جزیره ای طراحی شده باشد. وزارت انرژی ایالات متحده این نیاز عملیاتی را در خود توضیح می دهدراهنمایی خورشیدی و ارتجاعی.

تمام-زمان خاموش-شبکه برق

یک باتری شبکه خاموش{0} باید دوره هایی را پوشش دهد که تولید خورشیدی کمتر از بار است. این طرح معمولاً تقاضای یک شبه، کاهش‌های فصلی خورشیدی، دوره‌های ابری متوالی، مصرف اینورتر در حالت آماده به کار، پمپ‌های متناوب، در دسترس بودن ژنراتور و گزینه‌های کاهش بار را در نظر می‌گیرد.

ذخیره سازی و تولید خورشیدی باید با هم اندازه شوند. اگر آرایه خورشیدی یا ژنراتور نتواند جایگزین انرژی حذف شده از باتری شود، یک باتری بزرگتر انعطاف پذیری را بهبود نمی بخشد. برای زمینه اضافی، ببینید که چگونه aسیستم ذخیره انرژی خورشیدی تولید، ذخیره سازی و بارها را هماهنگ می کند.

مصرف روزانه خورشیدی خود-

یک باتری{0}خودمصرف انرژی خورشیدی اضافی در طول روز را برای استفاده بعدی ذخیره می‌کند. ظرفیت مفید هم توسط مقدار مازاد خورشیدی موجود برای شارژ و هم مقدار تقاضای شبانه یا شبانه موجود برای تخلیه محدود می شود. ذخیره سازی چند روزه ممکن است در سیستمی که فقط مقدار کمی مازاد روزانه تولید می کند کم استفاده باقی بماند.

بارهایی را که واقعاً نیاز دارید محاسبه کنید

قبل از انتخاب باتری یک جدول بار ایجاد کنید. هر زمان که عملی است از انرژی اندازه گیری شده استفاده کنید، به خصوص برای تجهیزاتی که چرخه روشن و خاموش می شوند.

بارگذاری کنید مقدار ورودی مورد استفاده برای اندازه زمان عملیات انرژی روزانه
یخچال 1 انرژی اندازه گیری شده 24 ساعت دوچرخه سواری 1.35 کیلووات ساعت
روشنایی LED 8 هر کدام 10 وات 5 ساعت 0.40 کیلووات ساعت
روتر و تجهیزات شبکه 1 مجموعه میانگین 25 وات 24 ساعت 0.60 کیلووات ساعت
لپ تاپ ها 2 هر کدام 60 وات 4 ساعت 0.48 کیلووات ساعت
پمپ آب 1 800 وات در حال اجرا 0.5 ساعت 0.40 کیلووات ساعت
بار بیکار اینورتر 1 20 W 24 ساعت 0.48 کیلووات ساعت
مجموع - - - 3.71 کیلووات ساعت در روز

این جدول یک گردش کار مبتنی بر اندازه‌گیری است-، نه یک نمایه عمومی خانواده. هر مقدار را با داده های پروژه جایگزین کنید.

از یک پروتکل اندازه گیری عملی استفاده کنید

  1. در صورت امکان، وسایل برقی را برای حداقل 24 تا 72 ساعت وصل کنید-.
  2. برای شناسایی بار پایه 24 ساعته و بالاترین تقاضای پایدار، از پایش اینورتر یا داده‌های بازه شهری استفاده کنید.
  3. بارهای فصلی از جمله گرمایش، سرمایش، رطوبت زدایی و پمپاژ آب را جداگانه ثبت کنید.
  4. جریان راه‌اندازی موتور{0}}را از مستندات تجهیزات بررسی کنید یا از یک متخصص واجد شرایط آن را اندازه‌گیری کنید.
  5. به جای یک روز کم مصرف-از یک دوره بار{0}بالا نماینده استفاده کنید.

DOEروش ارزیابی سیستم ذخیره انرژی باتریبر ارزش داده‌های سری زمان اندازه‌گیری شده-برای ارزیابی عملکرد ذخیره‌سازی انرژی واقعی تأکید می‌کند. همین اصل تخمین بار اولیه را بهبود می بخشد: پروفایل های اندازه گیری شده معمولاً مفیدتر از یک کل ماهانه هستند.

بارهای بحرانی، انعطاف پذیر و حذف شده را جدا کنید

  • بارهای بحرانی:تجهیزاتی که باید برای دوره طراحی کامل کار کنند.
  • بارهای انعطاف پذیر:تجهیزاتی که می توانند ساعت های کمتری کار کنند یا فقط زمانی که تولید خورشیدی در دسترس هستند.
  • بارهای مستثنی شده:تجهیزاتی که در طول یک دوره خاموشی یا کم انرژی خاموش می‌مانند.

گرمایش با مقاومت الکتریکی، تهویه مطبوع مرکزی، آبگرمکن های بزرگ، پخت و پز برقی، خشک کن لباس و شارژ EV می توانند بر نیازهای ذخیره سازی غالب باشند. حذف یا زمان‌بندی یک بار{1}پر انرژی ممکن است اندازه باتری را بیشتر از حذف بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی کوچک کاهش دهد.

Critical and noncritical household loads for battery sizing

ساعت‌های پشتیبان یا روزهای استقلال را انتخاب کنید

ساعت‌های پشتیبان‌گیری برای شبکه-خانه متصل

یک هدف را بر اساس الگوهای قطع محلی و خدماتی که باتری باید ارائه دهد انتخاب کنید: یک وقفه کوتاه، یک عصر، یک قطع شبانه، یک روز کامل یا یک وضعیت اضطراری طولانی‌تر. تصمیم بگیرید که آیا شارژ خورشیدی در زمانی که شبکه خاموش است در دسترس باشد یا خیر و اینکه آیا سیستم به یک پانل بار محافظت شده- یا کل ساختمان خدمت می‌کند یا خیر.

روزهای خودمختاری برای یک سیستم شبکه خاموش-

خودمختاری دوره ای است که باتری می تواند بدون شارژ کافی، بار طراحی را تامین کند. آن را با استفاده از شرایط خورشیدی فصلی، دوره‌های ابری مورد انتظار، قابلیت اطمینان ژنراتور، در دسترس بودن سوخت، گزینه‌های کاهش بار، دسترسی به سایت و پیامدهای تمام شدن انرژی انتخاب کنید.

یک سایت راه دور بدون منبع پشتیبان قابل اعتماد ممکن است به فضای ذخیره سازی بیشتری نسبت به یک ویژگی با یک ژنراتور خودکار نیاز داشته باشد. بنابراین تعداد صحیح روزهای استقلال یک تصمیم پروژه است، نه یک درصد ثابت صنعت.

از نمایه بارگذاری بازه زمانی در دسترس استفاده کنید

دو خانه می توانند هر کدام 10 کیلووات ساعت در روز مصرف کنند اما به باتری ها و اینورترهای متفاوتی نیاز دارند. فرد ممکن است انرژی را به تدریج مصرف کند. دیگری ممکن است پمپ، مایکروویو و تهویه مطبوع را همزمان راه اندازی کند. کیلووات ساعت روزانه می تواند مشابه باشد در حالی که پیک کیلووات و جریان افزایشی بسیار متفاوت هستند.

ظرفیت باتری قابل استفاده را با استفاده از DoD، Eficiency و Reserve محاسبه کنید

از ظرفیت قابل استفاده سازنده استفاده کنید

عمق تخلیه توصیف می کند که چه مقدار از ظرفیت نامی در طول یک چرخه حذف می شود. برای اندازه گیری اولیه، به جای استفاده از یک درصد جهانی، از محدوده عملیاتی مجاز سازنده باتری یا انرژی قابل استفاده اعلام شده استفاده کنید.

اگر یک باتری 10 کیلووات ساعتی در محدوده قابل استفاده 90٪ کار کند، قبل از در نظر گرفتن سایر تلفات پایین دست، 9 کیلووات ساعت انرژی باتری DC قابل استفاده را فراهم می کند:

10 کیلووات ساعت × 0.90=9 کیلووات ساعت

شرایط گارانتی، وضعیت{0}}محدودیت‌های شارژ، نرخ تخلیه، عمر باتری، دما، تنظیمات میان‌افزار، و عمر چرخه مورد نظر، همگی می‌توانند پنجره عملیاتی عملی را تغییر دهند.

از متریک کارایی صحیح استفاده کنید

برای زمان اجرا، مقدار مربوطه معمولاً بازدهی یکطرفه-از انرژی ذخیره شده باتری تا بارهای محافظت شده است. راندمان رفت و برگشت-هم شامل شارژ و هم تخلیه می شود و نباید به طور خودکار در محاسبه زمان اجرا یک طرفه جایگزین شود.

همچنین بررسی کنید که آیا انرژی قابل استفاده منتشر شده محصول در سمت DC اندازه گیری می شود یا در سمت AC تحویل داده می شود. اگر سازنده قبلاً انرژی متناوب قابل استفاده را اعلام کرده باشد، کم کردن تلفات اینورتر مجدداً ممکن است تلفات مشابه را دوبرابر کند.

آزمایشگاه ملی ساندیاکتابچه راهنمای DOE/EPRI Electricity Storageزمینه فنی گسترده تری را در مورد عملکرد ذخیره سازی، قدرت، انرژی، کارایی و طراحی خاص برنامه- فراهم می کند.

یک حاشیه طراحی شفاف اعمال کنید

حاشیه طراحی می تواند عدم قطعیت متوسط، بارهای کوچک آینده، کاهش ظرفیت در طول زمان و خطاهای جزئی در برآورد زمان اجرا را پوشش دهد. آن را به صراحت به عنوان ضریب بیان کنید، مانند 1.10 برای 10٪ کمک هزینه.

حاشیه نباید داده های بار ضعیف را پنهان کند. ابتدا تخمین بار را بهبود دهید، سپس یک ذخیره عمدی اضافه کنید.

دما و شرایط نصب را بررسی کنید

دما می تواند بر ظرفیت قابل استفاده، پذیرش شارژ، قدرت تخلیه، رفتار BMS و عمر مفید تأثیر بگذارد. حداقل دمای شارژ، حداقل دمای تخلیه، منحنی‌های کاهش‌دهنده، گرمایش داخلی، رتبه بندی محفظه، الزامات سرمایش یا تهویه و محدودیت‌های نصب در داخل یا خارج از محصول را مرور کنید.

برای هر باتری لیتیومی یک عامل هوای سرد{0} اعمال نکنید. تنظیمات شیمی، طراحی سلول، مدیریت حرارتی و تنظیمات BMS متفاوت است. این بررسی اجمالی ازمحدوده دمای کارکرد باتری لیتیومیمی تواند به شناسایی داده های محصولی که باید بررسی شود کمک کند.

کیلووات ساعت را به Ah تبدیل کنید و 12 ولت، 24 ولت یا 48 ولت را انتخاب کنید

انرژی باتری ممکن است بر حسب کیلووات-ساعت مشخص شود، در حالی که برخی از سیستم ها بر حسب آمپر{1}ساعت توضیح داده شده اند. رابطه این است:

انرژی (Wh)=ولتاژ (V) × ظرفیت (Ah)

بنابراین:

ظرفیت (Ah)=انرژی (کیلووات ساعت) × 1000 ÷ ولتاژ اسمی سیستم

انرژی ذخیره شده اسمی معادل 12 ولت معادل 24 ولت معادل 48 ولت
10 کیلووات ساعت تقریباً 833 ه تقریباً 417 ه تقریبا 208 ه

این مقادیر آمپر{0}ساعت تقریباً همان انرژی اسمی را نشان می دهد. ولتاژ بالاتر جریان مورد نیاز برای ارائه همان توان را کاهش می دهد، که می تواند اندازه هادی و افت ولتاژ را در صورت طراحی صحیح سیستم کاهش دهد.

نحوه انتخاب ولتاژ سیستم

  • 12V:در سیستم های DC کوچک و برنامه های کاربردی تلفن همراه معمولی است.
  • 24V:اغلب در سیستم های متحرک متوسط، کابین ها، سیستم های دریایی و تاسیسات اینورتر کوچکتر استفاده می شود.
  • 48V:در سیستم های ثابت بزرگتر رایج است زیرا همان توان را می توان در جریان کمتری نسبت به ولتاژ 12 یا 24 ولت تحویل داد.

ولتاژ یک تصمیم معماری است. باتری، اینورتر، کنترل‌کننده شارژ، دستگاه‌های حفاظتی، هادی‌ها، ارتباطات و هر بار جریان مستقیم باید سازگار باشند. سیستم‌های بزرگ‌تر نیز ممکن است از{3}}طراحی شده استفاده کنندباتری های ولتاژ بالا-برای ذخیره انرژی، که نباید به عنوان پسوندهای ساده یک بانک 48 ولت DIY تلقی شود.

Comparison of 12V, 24V, and 48V battery systems

قدرت اینورتر، نوسان راه اندازی و محدودیت های BMS را بررسی کنید

یک بانک باتری می تواند کیلووات ساعت کافی داشته باشد و همچنان نتواند تجهیزات مورد نیاز را راه اندازی یا کار کند. ظرفیت زمان اجرا را تعیین می کند. محدودیت‌های قدرت و جریان تعیین می‌کنند که آیا سیستم اصلاً می‌تواند بار را تامین کند یا خیر.

برق مداوم را بررسی کنید

بارهایی را که ممکن است به طور همزمان کار کنند اضافه کنید. خروجی متناوب AC پیوسته اینورتر باید از تقاضای مورد انتظار تحت شرایط دما و عملکرد قابل اجرا فراتر رود.

برآورد جریان جانبی باتری- با:

جریان DC (A) ≈ توان بار AC (W) ÷ ولتاژ باتری (V) ÷ راندمان اینورتر

برای مثال، یک بار متناوب 4000 واتی که از یک باتری 48 ولتی از طریق یک اینورتر 92 درصد کارآمد تامین می‌شود، تقریباً به موارد زیر نیاز دارد:

4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A

بانک باتری، BMS، شین‌ها، کابل‌ها، فیوزها، قطع‌کننده‌ها و پایانه‌ها باید برای جریان قابل اجرا طراحی شوند.

نوسان راه اندازی موتور و کمپرسور را بررسی کنید

پمپ های چاه، یخچال، فریزر، دستگاه های تهویه مطبوع، ابزار کارگاهی و کمپرسورهای هوا ممکن است در هنگام راه اندازی به طور قابل ملاحظه ای انرژی بیشتری نسبت به کار معمولی مصرف کنند. بررسی کنید:

  • قدرت موج اینورتر
  • مدت زمان موج مجاز
  • حداکثر حد مجاز و مدت زمان BMS باتری{0}
  • افت ولتاژ در هنگام راه اندازی
  • رتبه بندی هادی و حفاظتی{0}}دستگاه
  • اینکه آیا چندین بار ممکن است همزمان شروع شود یا خیر

یک عدد پیک بدون مدت زمان کافی نیست. سیستمی که می تواند خروجی بسیار بالایی برای کسری از ثانیه تولید کند ممکن است هنوز موتوری را که به جریان بالا نیاز دارد برای چند ثانیه راه اندازی نکند.

BMS باتری و محدودیت های موازی را بررسی کنید

برای هر ماژول پیشنهادی، حداکثر جریان تخلیه مداوم، جریان تخلیه پیک، مدت زمان پیک مجاز، حداکثر جریان شارژ، محدوده توصیه شده اینورتر، حداکثر تعداد موازی، طرح سیم‌کشی تایید شده و سازگاری ارتباطات را بررسی کنید.

ماژول های موازی همیشه جریان را به طور کامل به اشتراک نمی گذارند. طول کابل، مقاومت ترمینال، دما، وضعیت شارژ و وضعیت ماژول می‌تواند بر اشتراک‌گذاری جریان تأثیر بگذارد. از شینبار تایید شده سازنده یا ترتیب سیم کشی با طول مساوی- استفاده کنید.

محاسبه تعداد ماژول باتری و قابلیت شارژ مجدد

تعداد ماژول های باتری را محاسبه کنید

زمانی که ظرفیت اسمی مورد نیاز مشخص شد:

تعداد ماژول‌ها=ظرفیت اسمی مورد نیاز ÷ ظرفیت رتبه‌بندی شده در هر ماژول سازگار

به یک کل{0}}پیکربندی ماژول تأیید شده گرد کنید.

اگر طراحی به 14.2 کیلووات ساعت نیاز دارد و یک ماژول سازگار با 5.12 کیلووات ساعت رتبه بندی می شود:

14.2 ÷ 5.12 = 2.77

بنابراین محاسبه ظرفیت حداقل به سه ماژول نیاز دارد که 15.36 کیلووات ساعت انرژی نامی را فراهم می کند. انتخاب نهایی هنوز باید بررسی های برق، BMS، موازی، اینورتر، ولتاژ، ارتباطات و نصب را پشت سر بگذارد.

بررسی کنید که باتری با چه سرعتی قابل شارژ است

ابتدا انرژی را که باید به باتری برگرداند تخمین بزنید:

شارژ مجدد انرژی به باتری ≈ انرژی باتری برداشته شده ÷ راندمان شارژ

سپس بهترین زمان-شارژ کیس را تخمین بزنید:

زمان شارژ مجدد (ساعت) ≈ انرژی شارژ مجدد (کیلووات ساعت) ÷ میانگین توان شارژ باتری (کیلووات)

برای یک سیستم{0}شارژ خورشیدی، از برق پلاک آرایه استفاده نکنید که انگار به طور مداوم در دسترس است. تولید ماهانه یا فصلی مورد انتظار، بارهای روزانه، بریده شدن، سایه زدن، دما، و محدودیت{2}}کنترل کننده شارژ را بررسی کنید. راماشین حساب NREL PVWattsمی تواند یک تخمین مبتنی بر مکان- از تولید انرژی فتوولتائیک برای این مرحله غربالگری ارائه کند.

برای طراحی خاموش{0}}شبکه، تولید خورشیدی مورد انتظار باید هم بارهای روز و هم انرژی مورد نیاز برای بازیابی باتری پس از تخلیه را پوشش دهد. اگر باتری نتواند قبل از دوره خورشیدی ضعیف- بعدی بازیابی شود، افزایش ذخیره سازی به تنهایی مشکل قابلیت اطمینان را حل نخواهد کرد.

Battery capacity, surge power, BMS, and recharge checks

نمودار اندازه بانک باتری خورشیدی

نمودار زیر از یک روز استقلال، 90 درصد کسر باتری قابل استفاده، 92 درصد راندمان تحویل و 10 درصد حاشیه طراحی استفاده می کند. فقط یک نمونه است.

بار طراحی روزانه ظرفیت اسمی مورد نیاز تفسیر عملی
2 کیلووات ساعت در روز 2.66 کیلووات ساعت برنامه کوچک ضروری-بارگیری یا فشرده کردن{1}}شبکه
5 کیلووات ساعت در روز 6.64 کیلووات ساعت کابین، RV یا بار پشتیبان محدود خانه
10 کیلووات ساعت در روز 13.29 کیلووات ساعت نمایه شبکه-بارگیری یا کارآمد قابل توجهی محافظت شده-
15 کیلووات ساعت در روز 19.93 کیلووات ساعت بار مسکونی بزرگتر با وسایل کنترل شده{0}قدرت بالا
20 کیلووات ساعت در روز 26.57 کیلووات ساعت بار بزرگ مسکونی که نیاز به بررسی دقیق نیرو و شارژ مجدد دارد

تغییر هر فرضی نتیجه را تغییر می دهد. کسر قابل استفاده کمتر، راندمان کمتر، دوره استقلال طولانی تر یا حاشیه بزرگتر ظرفیت اسمی مورد نیاز را افزایش می دهد.

نمونه‌های اندازه‌گیری باتری خورشیدی کارکرده

مثال 1: کابین کوچک خاموش-

فرض کنید:

  • بار طراحی روزانه: 2.8 کیلووات ساعت
  • استقلال: 1.5 روز
  • کسر باتری قابل استفاده: 90٪
  • راندمان تحویل: 92٪
  • حاشیه طراحی: 10%

ظرفیت اسمی مورد نیاز=2.8 × 1.5 × 1.10 ÷ 0.90 ÷ 0.92 ≈ 5.58 کیلووات ساعت

در ولتاژ اسمی 24 ولت:

5.58 × 1000 ÷ 24 ≈ 233 Ah

گام بعدی این است که پیکربندی ماژول تایید شده بالای 5.58 کیلووات ساعت را انتخاب کنید و بررسی کنید که اینورتر، محدودیت‌های جریان باتری و منبع شارژ فصلی می‌توانند بارهای کابین را تحمل کنند.

مثال 2: نسخه پشتیبان از خانه ضروری

بارهای حفاظت شده را به طور متوسط ​​1.2 کیلو وات فرض کنید و باید برای هشت ساعت کار کند.

انرژی بار مورد نیاز=1.2 کیلووات × 8 ساعت=9.6 کیلووات ساعت

با استفاده از کسری قابل استفاده 90٪، راندمان تحویل 92٪ و حاشیه 10٪:

ظرفیت اسمی مورد نیاز=9.6 × 1.10 ÷ 0.90 ÷ 0.92 ≈ 12.75 کیلووات ساعت

این نتیجه به زمان اجرای انرژی می پردازد. این ثابت نمی کند که باتری و اینورتر می توانند بزرگترین موتور را راه اندازی کنند یا حداکثر بار همزمان را تحمل کنند.

مثال 3: از جدول بار اندازه گیری شده تا تعداد ماژول ها

با استفاده از جدول بار اندازه گیری شده تصویری بالا:

  • انرژی بار بحرانی روزانه: 3.71 کیلووات ساعت
  • استقلال: 1.5 روز
  • کسر باتری قابل استفاده: 90٪
  • راندمان تحویل: 92٪
  • حاشیه طراحی: 10%

ظرفیت اسمی مورد نیاز=3.71 × 1.5 × 1.10 ÷ 0.90 ÷ 0.92 ≈ 7.39 کیلووات ساعت

اگر ماژول باتری تایید شده دارای 5.12 کیلووات ساعت باشد:

7.39 ÷ 5.12=1.44 ماژول

طراحی به حداقل دو ماژول بر اساس ظرفیت، برای 10.24 کیلووات ساعت اسمی نیاز دارد. قبل از پذیرش آن پیکربندی، جریان پیوسته دو ماژول، نوسان راه‌اندازی، جریان شارژ، تأیید موازی، و ارتباطات اینورتر را بررسی کنید.

یک باتری 10 کیلووات ساعتی چقدر دوام می آورد؟

زمان اجرا به انرژی قابل استفاده تحویلی به بارها بستگی دارد، نه تنها به رتبه اسمی. با باتری اسمی 10 کیلووات ساعت، کسری قابل استفاده 90٪ و راندمان تحویل 92٪:

انرژی AC قابل استفاده ≈ 10 × 0.90 × 0.92=8.28 کیلووات ساعت

بار متوسط زمان اجرا تخمینی
0.3 کیلو وات تقریبا 27.6 ساعت
0.5 کیلو وات تقریبا 16.6 ساعت
1.0 کیلو وات تقریبا 8.3 ساعت
2.0 کیلو وات تقریبا 4.1 ساعت
3.0 کیلو وات تقریبا 2.8 ساعت

این مقادیر یک بار متوسط ​​ثابت را در نظر می گیرند و شامل کاهش دمای اضافی، کهنگی، ذخیره BMS، یا محدودیت های خاص تجهیزات{0}} نمی شوند.

LiFePO4 در مقابل سرب-اندازه بانک باتری اسید

شیمی باتری بر چگونگی تبدیل ظرفیت اسمی، نرخ تخلیه، نیازهای شارژ، نگهداری و شرایط نصب به عملکرد قابل استفاده سیستم تأثیر می گذارد. برای مقایسه گسترده تر، این موارد را مرور کنیدانواع باتری برای ذخیره انرژی.

فاکتور طراحی LiFePO4 سرب-اسید
محدوده تخلیه قابل استفاده اغلب برای محدوده قابل استفاده عمیق تر، مشروط به تنظیمات محصول و ضمانت طراحی شده است اغلب با محدودیت تخلیه محافظه کارانه تر طراحی می شود
میزان تخلیه-بالا معمولاً حساسیت کمتری نسبت به اسید سرب{0}}در محدوده سلولی و BMS دارد با افزایش نرخ تخلیه، ظرفیت موجود می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد
کنترل شارژ به یک BMS سازگار و نمایه شارژ نیاز دارد به نمایه شارژ چند مرحله ای صحیح نیاز دارد
شارژ با دمای پایین- ممکن است توسط BMS محدود شود یا نیاز به گرمایش داشته باشد عملکرد و پذیرش شارژ نیز با دما متفاوت است
تعمیر و نگهداری به طور کلی در سطح کاربر پایین است باتری های آب گرفتگی نیاز به بازرسی و نگهداری دارند
نصب و راه اندازی الزامات محفظه، فاصله، حرارتی، BMS و گواهینامه را دنبال کنید محصولات غرق شده ممکن است به تهویه و دسترسی اضافی به تعمیر و نگهداری نیاز داشته باشند
تاکید بر اندازه کیلووات ساعت، جریان BMS، دما، ارتباطات و شرایط سیکل قابل استفاده محدودیت دبی، ظرفیت{0}}ساعتی، تأثیرات-بالا، راندمان شارژ، و تهویه

برای باتری‌های سرب{0}اسید، از منحنی‌های تخلیه سازنده و ظرفیت ساعت نامی- استفاده کنید. یک تبدیل ساده Ah در ولتاژ اسمی ممکن است انرژی موجود را زمانی که جریان تخلیه زیاد است، بیش از حد نشان دهد.

اشتباهات رایج در اندازه باتری خورشیدی

  • ضرب در زمان دو بار:اگر انرژی بار قبلاً بر حسب کیلووات ساعت است، دوباره آن را در ساعات پشتیبان ضرب نکنید.
  • اشتباه گرفتن کیلو وات با کیلووات ساعت:انرژی ذخیره شده و توان قابل تحویل مشخصات جداگانه ای هستند.
  • استفاده از کل مصرف خانوار برای پشتیبان گیری ضروری:اندازه از بارهای محافظت شده زمانی که طرح کامل-پشتیبان خانه نباشد.
  • استفاده از وات پلاک نام به عنوان مصرف متوسط:تجهیزات دوچرخه سواری اغلب انرژی کمتری نسبت به حداکثر ورودی آن نشان می دهد مصرف می کنند.
  • نادیده گرفتن مصرف آماده به کار:یک بار پیوسته 40 وات 0.96 کیلووات ساعت در روز مصرف می کند.
  • استفاده از راندمان رفت و برگشت-در محاسبه یک طرفه بدون بررسی:مقدار بازده را با مسیر انرژی در حال محاسبه مطابقت دهید.
  • نادیده گرفتن افزایش{0}}راه اندازی موتور:کیلووات ساعت کافی راه اندازی موفقیت آمیز پمپ یا کمپرسور را تضمین نمی کند.
  • طراحی برای شرایط خورشیدی متوسط-سالانه:قابلیت اطمینان شبکه خاموش-معمولاً با کمترین فصل کنترل می‌شود.
  • با فرض اینکه باتری ها همیشه می توانند بعدا اضافه شوند:توسعه ممکن است بر اساس سن، وضعیت شارژ، سیستم عامل، ارتباطات، محدودیت های اینورتر یا خط مشی سازنده محدود شود.
  • نادیده گرفتن زمان شارژ مجدد:باتری که نمی تواند قبل از دوره تخلیه بعدی بازیابی شود، طراحی انعطاف پذیری نیست.

ایمنی، دامنه، و روش ویراستاری

این مقاله یک چارچوب محاسباتی اولیه برای مقایسه مورد نیاز ظرفیت باتری ارائه می‌کند. این یک نقشه طراحی الکتریکی، راهنمای نصب،-بررسی انطباق کد، یا جایگزینی برای مهندسی خاص محصول- نیست.

روش محاسبه توان بار، انرژی بار، ظرفیت اسمی، ظرفیت قابل استفاده، راندمان تحویل و حاشیه طراحی را جدا می‌کند تا هر فرضی قابل بررسی باشد. نمونه‌های کار شده مفروضات خود را آشکار می‌کنند و نباید به عنوان توصیه‌های جهانی در نظر گرفته شوند.

انتخاب و نصب تجهیزات نهایی باید توسط یک متخصص واجد شرایط و آشنا با الزامات محلی مربوط به برق، ساختمان و آتش نشانی بررسی شود. در ایالات متحده، UL توضیح می دهد کهUL 9540 سیستم ها و تجهیزات ذخیره انرژی را به عنوان سیستم های یکپارچه ارزیابی می کنداز جمله باتری ها، تبدیل برق، کنترل ها، حفاظت و ارتباطات.

 

سوالات متداول

س: چگونه می توانم اندازه یک بانک باتری خورشیدی را محاسبه کنم؟

الف: انرژی را که بارهای انتخاب شده باید دریافت کنند، محاسبه کنید، کسر قابل استفاده باتری و راندمان تحویل را تنظیم کنید، حاشیه طراحی اعلام شده را اضافه کنید و به پیکربندی ماژول تایید شده جمع کنید. سپس قدرت اینورتر، نوسان موتور، جریان BMS، قابلیت شارژ، ولتاژ و سازگاری را بررسی کنید.

س: چه تعداد باتری برای خورشیدی نیاز دارم؟

A: ظرفیت اسمی باتری مورد نیاز را بر ظرفیت نامی یک ماژول سازگار تقسیم کرده و به سمت بالا جمع کنید. ظرفیت به تنهایی کافی نیست. تأیید کنید که تعداد ماژول ها همچنین جریان پیوسته، جریان پیک، محدودیت های موازی، سازگاری اینورتر و الزامات شارژ را برآورده می کند.

س: آیا یک باتری 10 کیلووات ساعتی برای راه اندازی خانه کافی است؟

پاسخ: ممکن است بارهای ضروری را برای چندین ساعت پشتیبانی کند، اما زمان اجرا به میانگین بار، ظرفیت قابل استفاده، کارایی، دما و وضعیت باتری بستگی دارد. گرمایش، سرمایش، گرمایش آب، پخت و پز، پمپ ها و شارژ EV می توانند زمان اجرا را به سرعت کاهش دهند.

س: یک باتری خورشیدی 10 کیلووات ساعتی چقدر دوام می آورد؟

پاسخ: زمان اجرا تقریباً انرژی تحویلی قابل استفاده تقسیم بر بار متوسط ​​است. بر اساس فرضیات مثال در این مقاله، یک باتری اسمی 10 کیلووات ساعتی حدود 8.28 کیلووات ساعت به بارهای متناوب AC ارائه می کند که در یک بار متوسط ​​1 کیلووات حدود 8.3 ساعت است.

س: آیا باید باتری خانه را از قبض برق خود اندازه بگیرم؟

پاسخ: یک صورتحساب برای تخمین میانگین مصرف مفید است، اما نشان نمی دهد که کدام بارها باید در زمان قطع یا زمانی که کار می کنند کار کنند. داده‌های بازه زمانی و فهرست بار{1}}سطح محافظت شده-برای اندازه‌گیری نسخه پشتیبان مفیدتر هستند.

س: آیا آرایه خورشیدی بزرگتر حجم باتری را کاهش می دهد؟

پاسخ: می تواند فرکانس و عمق تخلیه را در زمانی که نور خورشید در دسترس است کاهش دهد، اما انرژی مورد نیاز در طول دوره هدف را بدون تولید کافی خورشیدی از بین نمی برد. آرایه و اندازه باتری باید با هم ارزیابی شوند.

س: آیا باید 12 ولت، 24 ولت، یا 48 ولت را انتخاب کنم؟

پاسخ: ولتاژ را از معماری کامل سیستم انتخاب کنید، نه تنها از عدد Ah. سیستم‌های اینورتر بزرگ‌تر معمولاً از ولتاژ بالاتر بهره می‌برند، زیرا همان توان را می‌توان در جریان کمتری تحویل داد، اما هر جزء باید سازگار باشد.

س: آیا باید ظرفیت باتری اضافی را برای توسعه آینده اضافه کنم؟

پاسخ: یک حاشیه متوسط ​​می تواند رشد محدود آینده را پوشش دهد. قبل از تکیه بر توسعه بعدی، قوانین سازنده را برای سن ماژول، سیستم عامل، وضعیت شارژ، ارتباطات و حداکثر تعداد موازی تایید کنید.

نتیجه گیری

اندازه بانک باتری خورشیدی قابل اعتماد با انرژی بار اندازه گیری شده و یک هدف عملیاتی به وضوح تعریف شده شروع می شود. هنگامی که ورودی بر حسب کیلووات است، از میانگین توان بار ضرب در ساعت های پشتیبان استفاده کنید، یا زمانی که انرژی بار به کیلووات ساعت است، مستقیماً از انرژی بار استفاده کنید. یک بار برای ظرفیت باتری قابل استفاده، معیار کارایی صحیح و حاشیه شفاف تنظیم کنید.

سپس نتیجه را با توجه به باتری واقعی، اینورتر، BMS، منبع شارژ، ولتاژ سیستم، پیکربندی ماژول، محدودیت‌های محیطی و الزامات نصب تأیید کنید. مفیدترین ماشین حساب ظرفیت باتری خورشیدی آن نیست که بیشترین عدد را تولید کند. این است که هر فرضی را قابل مشاهده می کند و بررسی می کند که آیا سیستم کامل می تواند انرژی مورد نیاز را به طور ایمن تحویل و بازیابی کند یا خیر.

ارسال درخواست
انرژی هوشمندتر، عملیات قوی تر.

پولینوول راه حل‌های ذخیره‌سازی انرژی با کارایی بالا-برای تقویت عملیات شما در برابر قطعی برق، کاهش هزینه‌های برق از طریق مدیریت هوشمند پیک، و ارائه انرژی پایدار و آماده در آینده ارائه می‌کند.