Как да настроите малка система за слънчева енергия извън мрежата за вашия дом?

Настройванемалка система за слънчева енергия извън мрежатави дава възможност да генерирате свое собствено чисто електричество, идеални за отдалечени каюти, навеси, RV, лодки или като резервна мощност. Докато сложните системи изискват професионалисти, малка система за основни натоварвания е управляем проект „Направи си сам“, ако следвате основните принципи от статията. Ето ръководство стъпка по стъпка:

 

Основен принцип:Вашата система трябва да бъде оразмерена правилно, за да отговори на вашите енергийни нужди и да оцелее с ниско слънце (като зима или облачни дни), като се използва батерии за съхранение. Безопасността е от първостепенно значение.

 

Фаза 1: Планиране и оразмеряване aСоларна електроенергия извън мрежата

1.Избройте вашите основни натоварвания и изчислете ежедневните енергийни нужди (Watt -Hours - WH):

• Определете товари:Какво трябва да работи? (напр. LED светлини, зарядно за телефон, малък хладилник, водна помпа, лаптоп, рутер).
• Намерете мощност (W):Проверете етикетите или ръководствата за консумацията на мощност на всяко устройство (вата).
• Оценете ежедневното време за използване (часове):Колко часа на ден ще работи всяко устройство?
• Изчислете ежедневната енергия на товар:Wattage (w) x часа използван=вата-часове (wh) на ден.
• Сума Обща дневна енергия:Добавете WH за всички товари. Това е вашетоКритично ежедневно натоварване (wh/ден).

 

Пример:

• LED светлина: 10W x 5 часа=50 wh
• Лаптоп: 60W x 2 часа=120 wh
• Малък хладилник (DC): 50W средно x 24 часа=1200 WH (Проверете спецификациите!)
• Зарядно за телефон: 5W x 3 часа=15 wh

 

Общо ежедневно натоварване: 50 + 120 + 1200 + 15 = 1385 WH/ден

 

 

2.Размерите на батерията си:

• Дни на автономия (DOA):Колко облачни дни трябва да натоварват батериите ви без слънчево зареждане? За малка домашна система 2-3 дни е често срещано.
• Дълбочина на изхвърлянето (DOD):Никога не източвайте батериите напълно! Оловно-киселината (често срещана за малките системи) не трябва редовно да е под 50% DOD. Литий (lifepo4) може да се справи с 80-90% DOD, но струва повече.
• Напрежение на системата:12V е стандартен за малки системи. По -големите системи могат да използват 24V или 48V за ефективност.

 

Изчисляване на капацитета на батерията:

• Необходим капацитет (wh)=дневно натоварване (wh) x дни на автономия (DOA)
• Необходим капацитет на батерията на батерията (AH @ Системно напрежение)=Необходим капацитет (WH) / Напрежение на системата (V) / Дълбочина на разряда (DOD)

 

Пример (12V система, 2 DOA, 50% DOD олово-киселина):

• Необходим капацитет (wh)=1385 wh x 2=2770 wh
• Капацитет на батерията (AH)=2770 WH / 12V / 0.50 =~ 462 AH @ 12V
• *Можете да използвате: Четири 115ah 12V Дълбоко цикъл оловен батерии, свързани паралелно (115ah x 4=460 AH).

 

3.Размерите на вашия слънчев PV масив:

• Намерете Peak Sun Hours (PSH):Използвайте ресурси като Pvwatts или карти на NREL за най-лошия месец на вашето местоположение (обикновено зима). Например, декември PSH=3 часа.
• Сметка за загуби на ефективност:Фактор за загуби от окабеляване, прах, топлина, контролер на заряда, неефективност на батерията (обикновено 15-30% обща загуба). Използвайте 0,7-0,85 като мултипликатор.

 

Изчисляване на размера на PV масив:

Минимален размер на масива (W)=дневен товар (wh) / [пиково слънчеви часове (psh) x фактор на ефективност на системата]

 

Пример (1385 WH/ден, 3 PSH, 75% ефективност):

• Минимален размер на масива (w)=1385 wh / [3 hx 0.75]=1385 wh / 2.25 =~ 615 вата
• Можете да изберете три слънчеви панела 200W (общо 600W).

 

 

4.Изберете вашия контролер за зареждане:

• Тип:MPPT (максимално проследяване на мощността) е силно препоръчително. Той е по -ефективен (особено при прохладно време или с по -високо напрежение) от PWM, изтръгвайки повече мощност от панелите ви.
• Напрежение:Трябва да съответства на напрежението на батерията ви (напр. 12V).
• Текуща (AMP) рейтинг:Трябва да се справи с максималния ток, който вашият PV масив може да произведе.
• Рейтинг на усилвателя на контролера> PV масив MAX ток (IMP) x 1.25 (коефициент на безопасност)
• Намерете „IMP“ на панела или „максимален ток на мощност“ на неговия спецификационен лист.

 

Пример (600W масив @ 12V номинал, панели вероятно ~ 18VMP):

• Масив MAX ток (IMP общо)=мощност / панел VMP ≈ 600W / 18V ≈ 33.3A
• Рейтинг на усилвателя на контролера> 33.3a x 1.25 ≈41.6A ->Изберете a45A или 50A MPPT контролер.

 

5.Изберете вашия инвертор:

• Тип:Инверторът на чистата синусница е от съществено значение за чувствителната електроника (лаптопи, инструменти, медицински изделия). Модифицираната синусова вълна е по -евтина, но може да повреди някои устройства или да причини шума.
• Напрежение:Входът трябва да съответства на напрежението на батерията на батерията (12V).
• Непрекъснато мощност (Watts):Трябва да надвишава общата мощност на всички променливи товари, които може да стартирате едновременно. Добавете 20-25% буфер.
• Оценка на скока:Трябва да се справи с кратки стартиращи скокове на двигатели (хладилник, помпа).

 

Пример (работещи светлини 10W + лаптоп 60W + хладилник 120W стартиращ пренапрежение):

• Макс Едновременно натоварване: 10W + 60 W=70 W (скокът на хладилника е моментно).
• Размер на инвертора: 70w x 1.25 =88W ->Изберете a300W-500WЧист инвертор на синусоида, за да се справи удобно на скока на хладилника и бъдещите малки допълнения.

 

Фаза 2: Избор и безопасност на компонентитеза малкиСоларна електроенергия извън мрежата

1.Слънчеви панели:

Изберете панели със спецификации, съответстващи на вашия изчислен размер (W). Monocrystalline обикновено е най -ефективен/компактен. Осигурете съвместимост на напрежението с вашия MPPT контролер (панелите в серията ще имат по -високо напрежение - CH 3).

 

2.Батерии:

• Дълбокият цикъл е задължителен:Автомобилните батерии няма да работят! Използвайте наводнени оловни киселини (FLA-по-евтино, нужда от поддръжка), запечатан оловен кисек (AGM/гел-без поддръжка, по-скъп) или литиев железен фосфат (Lifepo 4 - Много по-дълъг живот, по-висок DOD, скъп ropront).
• Съвпадение на напрежение:Всички батерии трябва да са едно и също напрежение и тип. Когато свързвате множество, уверете се, че са идентични (марка, модел, възраст, капацитет).
• Батерия и вентилация:Оловно-кисели батерии излъчват експлозивен водороден газ при зареждане! Те трябва да са в добре проветрирана, неметална кутия (напр. Пластмасова вана) извън жилищните пространства. Lifepo4 е по -безопасен на закрито, но все пак се нуждае от защита.

 

3.Контролер на зареждане:

MPPT като размер. Уверете се, че има настройки за вашата батерия (FLA, AGM, гел, Lifepo4).

 

4.Инвертор:

Чиста синусова вълна като размер. Поставете го близо до батериите, за да сведете до минимум големите кабели за постоянен ток.

 

5.Окабеляване, предпазители и прекъсвания:

• Тел габарит:Намалените проводници причиняват опасности от пожар и загуба на енергия. Използвайте онлайн калкулатори или NEC таблици въз основа на максимален ток и разстояние за всяка верига (PV към контролер, контролер към батерия, батерия до инвертор). Грешка на по -дебела жица.
• Предпазители/прекъсвачи на веригата (защита от свръхток - OCPD):От съществено значение за всяка основна верига (положителни проводници):

· Между PV масив и контролер за зареждане (номинална за максимален ток на PV верига).

· Между контролера на заряда и батерията на батерията (оценена за изход на контролера).

· Между батерията и инвертора (оценен за инверторен вход Max Draw).

· На DC Center Cergs, ако се използва.

• Изключва:Оставете безопасна изолация за поддръжка. Изисква се при PV вход и изход на батерията на контролера на заряда и при въвеждането на батерията в инвертора. Комбиниращите кутии с постояннотокови прекъсвачи са често срещани за PV прекъсвания.
• Проводник:Защитете проводниците (особено на открито) с тръбопровод (PVC, EMT).

 

6.Център за зареждане на постоянен ток (незадължително, но препоръчително):

Малка кутия за прекъсвачи за постояннотокови вериги (светлини, помпи, вентилатори) директно от банката на батерията (чрез предпазител!). По -организирани и по -безопасни от отделните предпазители. Включете и основно прекъсване на батерията и тук.

 

7.Заземяване

Заземете PV масивните рамки, стелажи и оборудване според член 690 и местни кодове. Това обикновено изисква заземяващи електроди (пръти) и правилна заземяваща тел (гола мед). Не пропускайте това!

 

8.Монтаж

Закрепете правилно панелите до покрив или заземяване. Осигурете структурна цялост и устойчивост на вятъра. Целта панели е възможно най -близо до истинската юг (Северно полукълбо) при оптималния ъгъл на наклона за вашата географска ширина/сезон.

Фаза 3: Инсталиранена малъкСоларна електроенергия извън мрежата

1.Безопасност първо!

Носете ръкавици и защита на очите. Покрийте PV панелите с непрозрачен материал преди окабеляване - те произвеждат напрежение незабавно на слънчева светлина! Работете по вериги една по една. Изключете батериите, преди да работите върху окабеляване. Да приемем, че всичко е на живо.

 

2.Компоненти за монтиране

Сигурно монтиране на батерии (вентилирани!), Контролер на заряда, инвертор, център за натоварване, изключва връзки на защитени места (сухи, хладни, достъпни). Дръжте телните работи възможно най-къси, особено кабели с висок ток на батерията/инвертора.

 

3.Инсталирайте окабеляване и тръбопровод

Изпълнете проводници спретнато. Етикетирайте всичко ясно и в двата края. Използвайте подходящи конектори (криволичещи уши с топлинно свиване). Следвайте правилата за запълване на тръбопровода.

 

4.Свържете се в последователност (много важна):

• Първо свържете батериите:Осигурете правилна полярност (+/-). Двойна проверка напрежение.
• Свържете контролера на заряда към батериите:Следвайте точно инструкциите на производителя. Контролерът трябва първо да „види“ напрежението на батерията, за да инициализира правилно. След това свържете PV входните проводници към контролера.
• Свържете PV масив към контролер за зареждане (чрез изключване/комбиниране):С панели, покрити! Разкриване само след като всички връзки са сигурни и прекъсванията са изключени.
• Свържете инвертора с батерии (чрез FUSE и изключване):Уверете се, че големите кабели са защитени.
• Свържете изхода на променлив ток от инвертора:Към вашите променливи товари или малък променлив панел. Използвайте правилните методи за променлив ток.
• Свържете DC товари:Към Центъра за натоварване на постоянен ток или слети разпределение.

 

5.Заземявайте всичко

Свържете всички точки за заземяване на оборудването заедно и към системата за заземяване на електрода с гола медна жица с подходящ размер.

 

Фаза 4: Въвеждане в експлоатация, тестване и поддръжка

1.Връзки с двойна проверка:

Проверете полярността при всяка връзка. Уверете се, че всички предпазители са правилната оценка и са инсталирани.

 

2.Включете последователно:

• Включете прекъсванията на батерията.
• Включете PV прекъсване (и) - слънчевата светлина удря панелите.
• Включете контролера на заряда (ако е отделен превключвател).
• Включете инвертора.

 

3.Монитор и тест

Използвайте мултицет, за да проверите напреженията в ключови точки. Проверете контролера за зареждане получава PV мощност и зарежда батерии. Тествайте всяко натоварване поотделно. Проверете за топли проводници/връзки (показва проблеми).

 

4.Етикетирайте всичко ясно

Маркирайте всички прекъсвания, предпазители и основните компоненти съгласно изискванията на NEC (напр. „PV масив прекъсване“, „Изключване на батерията“, „Изход на инвертора“).

 

5.Поддръжка:

• Батерии (олово-кисе):Проверете нивата на електролит (само FLA - използвайте дестилирана вода!) Месечно. Почистете терминалите и проверете за корозия тримесечно. Извършвайте периодично заряди за изравняване (ако се препоръчва за типа на батерията). Състояние на зареждане на монитора (волтметър или монитор на батерията).
• Батерии (lifepo4/agm/гел):Основно наблюдавайте състоянието на заряд. Поддържайте клемите чисти.
• PV панели:Почистете стъклената повърхност с вода и мека четка 1-4 пъти годишно (повече, ако е прашна/мръсна). Проверете за отломки или засенчване.
• Общи:Визуално проверявайте всички окабеляване, връзки и компоненти на тримесечие. Затегнете връзките, ако е необходимо. Уверете се, че вентилацията остава ясна. Мониторирайте производителността на системата.

 

 

Основни съображения и предупреждения:

• Започнете малки:Започнете само с основни товари. Можете да се разширите по -късно.
• Резервно копие на генератора:Силно се препоръчва за домове извън мрежата. Инверторният генератор може ефективно да презареди батериите по време на продължително лошо време. Някои инвертори имат вградени генераторни зарядни устройства.
• Монитор на батерията:Специализиран монитор (като Victron BMV) е безценен за точно проследяване на състоянието на заряда на батерията (SOC), избягване на дълбоки изхвърляния и разбиране на работата на системата. Заслужава инвестицията.
• Професионална помощ:Ако не сте сигурни в някакъв аспект, особено за спазване на електрическите изчисления, окабеляване, заземяване или съответствие на кода,Консултирайте се с квалифициран слънчев инсталатор или електротехник.Безопасността и правилната функция са от първостепенно значение.
• Разрешителни и кодове:Проверете изискванията на местния строителен и електрически отдел. Често се изискват разрешения и проверки, дори и за малки системи.
• Реалистични очаквания:Животът извън мрежата изисква енергийна осведоменост. Запазете властта!

 

Като следвате внимателно тези стъпки, можете успешно да проектирате и инсталирате безопасно, функционално и надеждно малкоСоларна електроенергия извън мрежатаза основните нужди на вашия дом. Не забравяйте, че оразмеряването и безопасността са абсолютните основи на успеха.