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太陽電池 - 太陽エネルギーの貯蔵
現在、大まかに言えば、太陽光発電システム(SPV)用途向けに市販されている電池は2種類に過ぎない。
彼らは次のとおりです。
鉛蓄電池・ リチウムイオン電池
このタイプでは、主に3つの品種があります。
(a) 浸水型(平板 ・筒状)
(b) AGM VRLAバッテリー
(c) ゲル化 VRLAバッテリー
これらのタイプのうち、コストの順序は、ゲル化 > されたAGM > 洪水です。 しかし、エンジニアのほとんどは、より長いサイクルライフと高い温度性能への耐性のために、ゲル化されたバルブ規制電池を選びます。
浸水した電池は定期的なメンテナンスを必要とするため、電池を監督できる人はこのタイプに向かうことができます。 また、これらの電池は水素ガスや酸素ガスを排出し、十分な換気を電池が設置されている空間に設ける必要があります。 電解液を水で定期的にトッピングし、電池の上部を清潔に保ち、ほこりや酸スプレーを使うことが重要です。 電池用の広々とした部屋が利用できない場合は、密閉されたメンテナンスフリーバルブ規制電池が好ましいはずです。
メンテナンス作業に参加できない方は、同じ電圧で AGMまたはゲル電池 のフロート/充電電流を優先する必要があります。 AGM電池は、内部抵抗が低いため、高出力用途に適しています。 これら2種類のうち、AGM電池は、より高い組換え効率のために暖かいです。 これは、2つのタイプの孔構造の違いがあるためです。 電池の現場での寿命は様々な要因に依存するため、電池の研究開発に従事する科学者やエンジニアは、産業標準のような特定の手順に依存します。 BIS (インド規格 ) BS( 英国規格) IEC( 国際電気技術委員会)、 IEEE( 電気電子学会)など
平板電池と チューブ電池 で実施された加速寿命試験では、寿命はそれぞれ25°Cで21.3年、25°Cで27.5年と推定されました。これらの電池は、BAEバタリエンGmbH、ベルリンによって作られました。[ヴィーランド・ラッシュ]。
表 1
IEEE 535-1986 に従った平均余命試験結果
[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Accelerated-Life-time-Tests-Rusch-2005.pdf
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.611.2155&rep=rep1&type=pdf]
| Life as per IEEE 535-1986 | OPzV (VRLA Tubular Plate Batteries) | OPzS (Flooded Tubular Plate Batteries) | OGi (Flooded Flat Plate Batteries) |
|---|---|---|---|
| Life at 62.8ºC (Days) | 450 | 550 | 425 |
| Life at 20ºC (Years) | 34.8 | 42.6 | 33 |
| Life at 25ºC (Years) | 22.5 | 27.5 | 21.3 |
表 2
Victronエネルギーは、自社製品の次のデータを提供します (www.victronenergy.com)
鉛蓄電池の異なるタイプのサイクル寿命
| DOD (%) | Life in number of Cycles - Flat Plate AGM | Life in number of Cycles - Flat Plate Gel | Life in number of Cycles - Tubular Plate Gel |
|---|---|---|---|
| 80 | 400 | 500 | 1500 |
| 50 | 600 | 750 | 2500 |
| 30 | 1500 | 1800 | 4500 |
図 1. AGM、ゲルおよびゲル長寿命電池のDODとサイクル数 (www.victronenergy.com)
表 3
AGM、 ゲル、ゲルの長寿命電池 のフロート寿命(www.victronenergy.com)
| Float Life | AGM Deep Cycle Batteries | Gel Deep Cycle Batteries | Gel Long Life Batteries |
|---|---|---|---|
| Life at 20ºC (Years) | 7-10 | 12 | 20 |
| Life at 30ºC (Years) | 4 | 6 | 10 |
| Life at 40ºC (Years) | 2 | 3 | 5 |
GSユアサは、特殊なゲル状の筒状の電池を供給しています。 特定の技術革新は、静止した電池の寿命を延ばしています。 ユアサは、ガラス管技術と粒状シリカゲル電解質を備えた管状プレートにナノカーボン技術を使用しており、PAMの劣化を回避し、より長い寿命を与えます(SLCモデル)。
リチウムイオン電池
Li ベースのタイプでは、いくつかの化学があります。
(a) Li -NCM または NMC (リチウムニッケルマンガンコバルト) 電池
(b) Li-NCA(リチウムニッケルコバルト-アルミニウム)
(c) Li-LMO(リチウム・ニッケル-マンガン酸化物)
(d)。 LFP (リン酸鉄リチウム)
(e)。 LTO(酸化リチウム・チタン)
(f). LCO(リチウムコバルト酸化物)
これらのうち、リン酸リチウム(LFP)細胞は、コストの考慮、安全性および適度に長寿命のために好ましい。 コバルトが関与するたびに、コストが高くなります。 ニッケルベースの電池は、より低コストです。 AGM電池と比較すると、LFPバッテリーのコストは15〜25%(https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batteries.aspx)です。
表 4
VRLA AGMとリチウムイオン電池の比較
| GS Yuasa (Li-ion (LCO) | Li-iron Phosphate (LFP) (Battery Street) | AGM (Exide India Ltd) | AGM (Amararaja) | Microtex Energy Pvt Ltd (Aquira) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Battery | (4 * 3.7V=) 14.8V /50Ah1 | (4 * 3.2=)12.8V/47 Ah20 12V 40Ah5 | 12V/65 Ah20 12V/52.5 Ah5 | 12V/65 Ah20 12V/52.5 Ah5 | 12V/65 Ah20 12V/55.25 Ah5 |
| Mass (Kg) | 7.5 | 6.5 | 22 | 20 | 21.3 |
| Dimensions (mm) | 175*194*116 | 197*131*182 | 174*350*166 | 351*167*165 | 350*166*174 |
| Volume (Litres) | 3.94 | 4.7 | 10.11 | 9.67 | 10.11 |
| Specific energy (Wh/Kg) | 98.7 (1h rate) (battery) (113.6 cell) | 92.55(20 h rate) 78.77(5h rate) | 35.45(20h rate) 26.5(5h rate) | 39(20h rate) 31.5(5h rate) | 36.6(20h rate) 29.6 (5h rate) |
| Energy density) (Wh/L) | 188 | 128 | 77.1 | 80.66 | 77.2 |
| Life (Years) | 10 | 6 | 5-6 | 4-6 | 10 |
| Life (Cycles) | 5500 | 2000 | 1000 (50% DOD) ; 2500(30% DOD) (NXT Model) | 1300 (30% DOD) (Quanta) | 1450(20% DOD) 500(50% DOD) (Aquira) |
| Impedance | 0.55mΩ (3.7V/50Ah cell) | ≤ 50 mΩ | 8 (12V battery) | 5.1 (12V) | |
| Cost based on cycle life x Wh of SLA | 1.5 to 2.0 | 0.75 to 0.85 | 1 | 1 | 1 |
| Cost /kWh ($) | 900 to 1000 | 500 to 600 | 100 | 100 | 100 |
1. マイクロテックスエネルギー https://drive.google.com/file/d/16pjM25En0pyvg6RzpF4N3j1jtwvo7fMb/view
2. グレッグ・オルブライトら アル、オールセルテックhttp://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf
3. https://static1.squarespace.com/static/55d039b5e4b061baebe46d36/t/56284a92e4b0629aedbb0874/14454Mar 201281106401/ファクト+sheet_Lead+酸+対+リチウム+イオン.pdf
4. https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
https://www.batterystreet.be/etiketten/160332_BStreet_CataloogEN_2016_LowR_.pdf
5. NXT https://docs.exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/ups-batteries/12v-agm-vrla-catalogue.pdf
6. https://www.amararajabatteries.com/Files/Products/Quanta%20Catalogue.pdf
表 5. バッテリー技術比較
| Flooded Lead Acid | VRLA Lead Acid | Lithium-ion (LiNCM) | |
|---|---|---|---|
| Energy Density (Wh/L) | 80 | 100 | 250 |
| Specific Energy (Wh/Kg) | 30 | 40 | 150 |
| Regular Maintenance | Yes | No | No |
| Initial Cost ($/k Wh) | 65 | 120 | 600 |
| Cycle Life | 1,200 @ 50% | 1,000 @ 50% DoD | 1,900 @ 80% DoD |
| Typical state of charge window | 50% | 50% | 80% |
| Temperature sensitivity | Degrades significantly above 25ºC | Degrades significantly above 25ºC | Degrades significantly above 45ºC |
| Efficiency | 100% @ 20-hr rate, 80% @ 4-hr rate, 60%@1-hr-rate | 100% @ 20-hr rate, 80% @ 4-hr rate, 60%@1-hr-rate | 100% @ 20-hr rate, 99% @ 4-hr rate, 92%@1-hr-rate |
| Voltage increments | 2V | 2V | 3.7V |
太陽光発電システムで電池が動作する効率は100%ではありません。 一部のエネルギーは、サイクリングプロセスで失われます。 鉛蓄電池の場合、効率は80~85%、Liシステムでは
95から98%。 これは、SPVが1000 Whエネルギーを生成する場合、リード酸細胞は最大850Whを貯蔵し、Li細胞は950Whを貯蔵することができると言うのと同じです。
ユアサリチウムイオン電池は3.7 V * 4= 14.8V/50Ah(1時間)の容量は7.5 kgです。 容積は(17.5*19.4*11.6)3.94リットルである。 Whの容量は14.8 *50= 740です。 特定のエネルギーは740 Wh / 7.5 kg = 98.7 Wh/kgです。 エネルギー密度は740/3.94=187.8 Wh/リットルである。 [https://www .lithiumenergy.jp/en/Products/index.html]
12V/65Ah容量のExide AGM VRLAバッテリー の重量は13.8kgで、寸法は17 *17 * 19.7 cmで、容積は5.53リットルです。 Whの容量は12 *65=780 Whです。 特定のエネルギーは780 Wh / 13.8キロ =56.5 Wh/kgです。 エネルギー密度は 780/5.53=141.0 Wh/リットルです。 [https://docs .exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/inverter-batteries/agm-vrla.pdf]
リン酸鉄リチウム電池:12V/47 Ah 6.5 kg.197*131*182 mm. 4.7リットル。 109 Wh/kg. 128 Wh/リットル。
48V/30 Ah ReLion 3995 USD (https://relionbattery.com/insight) 1339.5 USD (https://relionbattery.com/insight-echnology)
太陽エネルギー貯蔵に最適な太陽電池はどれですか?
太陽電池の選定に関するポイント
仮定：
スタンドアロンシステム
電力の毎日の使用量: 30 ワット/日 = 30 W * 24 h = 720 Wh.
システム電圧を 12 V と仮定します。
4日間(4日間自治)
電流は次の場合
30 W /12 V= 2.5 アンペース*24時間/日*5日(4日含む) = 300 Ah 2.5 A放電速度
(注:しかし、容量200 Ah のバッテリー は、2.5アンペで120時間以上排出された場合、300Ah(50%余分)、すなわち、2.5アンペス5日間を提供することができます。 今、私たちはそれを考慮に入れていない)
だから、選択したバッテリーは300 Ah @ 10時間のレートになります
太陽電池 容量:
放電率と容量
LAB:鉛蓄電池は、異なる電流で異なる割合のエネルギーを供給します。放電電流が大きいほど、容量出力が低くなります。
(下の表を参照)
LIB: 無視できる差
表 6. 放電率および容量出力リードバッテリ(LAB)
| Duration of discharge (hours) | Cut-off voltage for 12V battery (V) | Per cent capacity available |
|---|---|---|
| 120 | 10.8 | 150 |
| 20 | 10.8 | 115 |
| 10 | 10.8 | 100 |
| 5 | 10.8 | 85 |
| 3 | 10.5 | 72 |
| 1 | 9.6 | 50 |
したがって、バックアップが必要な容量と期間に応じて適切なバッテリを選択する必要があります。
30 Wで5日間連続した持続時間のバックアップのために300 Ahバッテリーを選択しました。
太陽電池の放電容量の温度補正
鉛蓄電池:温度の近似補正係数は、1度あたり0.5%と取ることができます。
リチウムイオン電池:適用する必要はありません
定格容量はインドで27ºCで与えられます。 しかし、 動作温度 が基準温度から遠く離れている場合は、LABの場合、それに応じてAh容量を増減する必要があります。 温度が低いほど、容量は低くなります。
我々の計算では、温度と補正を適用する必要がないので、25〜30ºCを取ります。
太陽電池から電池への転送における効率損失の補正とインバータ
SPVからバッテリおよびインバータへの転送における効率損失の補正
鉛蓄電池:15%の損失
リチウムイオン電池:5%の損失
300 Ah バッテリが選択され、補正係数が適用された場合、必要な容量が 345 Ah (300*1.15) に引き上げられると仮定します。 したがって、このバッテリーは、上記の非効率性を考慮して、必要な電流を供給します。
太陽電池安全放電深度(DOD)制限:
鉛蓄電池: 80 %
リチウムイオン電池:80%
この側面はさらに345 / 0.8 = 431ああに必要な容量を増加させます
太陽電池過負荷率(緊急予備容量)
鉛蓄電池:5%
リチウムイオン電池:5%
オーバーロードの考慮のために、上記のステップ(d)で得られた容量の5~10%を追加する必要があります。
したがって、容量は431 * 1.05 = 452ああです。
12V 450ああバッテリーが必要だと言う
太陽電池寿命終了要因:
鉛蓄電池(または任意のタイプのバッテリ)は、容量が80%のマークに達した場合、寿命の終わりに達したと考えられます。
だから我々は別の25%余分を追加する必要があります。 したがって、容量は450/ 0.8または450 * 1.25 = 562ああになります。 最も近い容量のバッテリーを選択する。 200または225 Ahの電池を並列に2個の番号で選ぶことができます。
太陽電池 - 充電時間
充電時間は、前の出力によって異なります。 10〜15パーセント余分なああは、完全な充電のために十分です。 SPV充電時間は日照に依存し、熱帯気候の国々では、太陽は午前6時から午後5時まで輝きます。 鉛蓄電池のクーロン効率(またはAh効率)は約90%、エネルギー効率(またはWh効率)は75%です。 一方、 リチウムイオン電池の充電効率 は95~99%である。
太陽電池 - 取付けの容易さ
どちらのタイプの電池も、鉛電池や リチウムイオン 電池を問題なく取り付けることができます。 電池は熱波と高速風から保護する必要があります。
太陽電池の寿命
鉛蓄電池の寿命が100%となれば、リチウムイオン電池(非LFP)は少なくとも2倍長持ちし、LFPリチウムイオン電池の寿命は他のリチウムイオン化学とは限らない。 しかし、リチウムイオン電池への投資には、高価な洗練されたバッテリー管理システムへの追加投資が必要であることを正当に指摘する必要があります。
12V太陽電池を充電するために何ワットのソーラーパネル?
12 Vバッテリーを充電するには、太陽電池の数はいくつですか?
正しい答え:必要なSPVパネルのワット数は、バッテリ容量に依存します。
12V太陽電池用ソーラーパネル(ほとんどの太陽光発電パネルは12Vと評価されています)は、13.6~18Vのソース電圧を提供します。 ワット数は任意の値を使用できますが、ワット数が高いほど、持続時間が短いほど、バッテリーは充電されます。 同様に、太陽放射強度が高いほど、生成される電流は高くなります。 ほとんどの100ワット12ボルトパネルは、実際には約0.5Vを生成する30または32セルを持ち、すべて直列に接続され、16v〜18ボルトのオープン回路を生成します。 負荷が接続されると約15ボルトに減少します。
12V/100Wソーラーパネルはいくつのアンペを生産できますか?
パネルは12Vと評価されていますが、約18Vを生成します。
アンペの電流は生成= 100 W/18 V = 5.5A。
今、私たちは、日当たりの良い時間帯に太陽光発電パネルから供給される電圧と電流を知っています。
しかし、太陽光発電パネル出力を 電池端子に直接接続することはできません。 ここでは、充電コントローラが助けを求めて来ます。 充電コントローラとインバータの間にバッテリが挿入されます。 太陽光発電パネル出力は充電コントローラに接続されています。
充電コントローラは、過充電を防ぐために、バッテリにどれだけのエネルギーが蓄えられるかを監視するのに役立ちます。 充電コントローラは、バッテリーを 過放電や過充電から保護します。
バッテリーのアンペア時間(Ah)容量に応じて、全充電時間が異なります。 太陽放射が 7 時間利用可能であると仮定した場合、バッテリの入力は 7 x 5.5 A = 38.5 ああです。
太陽電池が完全に充電されているかどうかは、バッテリからの以前の出力によって異なります。 前の出力が 38.5 Ah 未満の場合は、バッテリが完全に充電されていると考えることができます。 鉛蓄電池のクーロン効率(またはAh効率)は約90%、エネルギー効率(またはWh効率)は75%です。
したがって、実際の入力は 38.5 Ah *0.90 = 34.65 Ah になります。 ワット時の効率は、太陽光発電パネルの出力電圧に応じて、より低い値を持つことになります。
急速な充電のためにより多くの電流(アンペラ)が必要な場合は、より多くの太陽光発電パネルを並列に接続することができます。
バッテリーの現在の受け入れも考慮する必要があります。
ここでは、充電コントローラが助けを求めて来ます
同様に、ポータブル10 W太陽光発電パネル(12V / 7Ahバッテリー付きのポータブルランタンに使用)の場合、生成される電流は10 W / 18V = 0.55 Aになります
12V太陽電池に24Vソーラーパネルを接続する方法?
通常どおり、太陽光発電パネルは充電コントローラ(またはMPPT充電コントローラ、最大電力ポイント追跡充電コントローラ)を介してバッテリに接続されます。 充電コントローラがある限り、高電圧出力を心配する必要はありません。 しかし、パネルの背面に指定されたImax が超えていないことを確認するために注意する必要があります。 もちろん、太陽電池は制御された高速充電を取得します。
注: MPPT または最大パワーポイントトラッカー充電コントローラは、太陽光発電パネルとバッテリバンクまたはユーティリティグリッドの間の一致を最適化する電子 DC – DC コンバータです。 つまり、ソーラーパネルや風力発電機などの他の同様のデバイスからの高電圧DC出力を、バッテリーの充電に必要な低電圧に変換します。
太陽電池パネルをバッテリーに接続する方法?
太陽光発電パネルは、その特定のバッテリー用に作られた専用の電池でない限り、 直接電池に接続しないでください 。 太陽光発電パネルとバッテリーの間に簡単な充電コントローラが挿入され、システムの円滑な機能が実現します。
ソーラーパネル、バッテリー、インバータの計算方法は?
ソーラーパネル&バッテリーサイズを計算する方法?
最初のステップは、ユーザーの負荷要件を知る方法です。
A。 チューブライト 40 W
B。 天井ファン 75 W
C。 LED電球(3Nos* 5W) 15 W
D。 ラップトップ100 W
総ワット数と、デバイスを使用する期間を計算します。
合計は230ワットと仮定しましょう。 いつでも50%の使用量が考慮されます。 使用期間は 10 時間とします。
そのため、アプライアンスのエネルギー要件は= (230/2) W * 10時間 = 1150 Wh/日になります。
1 日あたりの総ワット時間にアプライアンス 1.3 (システムで失われたエネルギー) 1150*1.3= 1495 Wh を掛け、1500 Wh に丸めます(これは太陽光発電パネルによって供給される必要がある電力です)。
太陽光発電パネルの要件
10時間のエネルギー(Wh)要件を=1500Whと仮定します。 夏の照射は8〜10時間かもしれません。 冬と曇りの日には、日差しの持続時間は多分5時間。 パネルの電力要件を計算するために、前者の値を取ります
したがって、必要なSPVからの電力は1500 Wh / 10時間の日差し= 1500 Wです。
平均して、1枚の12V/100W太陽光発電パネルは約1000ワット時(Wh)の充電(10時間×100W)を生成します。 したがって、必要な数の太陽光発電パネル= 1500 Wh / 1000 Wh = 1,50、12V / 100 Wの2パネルに丸めた。200ワットの太陽光発電パネル、つまり2枚のパネルが並行して必要です。 または360Wの1枚のパネルを使用することができる。
5時間の太陽の沈着を要する場合、1500 Wh/500 Wh = 3枚のパネルを並列に使用するか、360Wの太陽光発電パネルを1枚使用する必要があります。
メモ：
この太陽光発電出力は、計算のために10時間の太陽の沈着を取ったので、冬には十分ではないかもしれません。 しかし、後者の計算では、2日の日を取るので、出力は冬には問題ではないかもしれません。 太陽光発電パネルのコスト上昇を避けるために、このリスクを取る必要があります。
100 Wの太陽光発電パネルの場合、以下のパラメータが適用されます。
ピーク電力(Pmax) =100 W
最大電力電圧(VAmp = 18 V
最大電力電流(IMP)= 5.57 A(100 W/17.99 V)
オープン回路電圧(VOC)=21.84V
短絡電流(ISC) = 6.11 A
モジュール効率(STCの下) = 13.67%
最大ヒューズ評価推奨 = 15 A
太陽電池パネルの効率は、太陽電池パネルの面積を決定する際に重要です。 効率が低いほど、必要な面積が高くなります。 市販のパネルの効率は8〜22%の範囲で変化し、すべて太陽光発電パネルのコストに依存します。
太陽電池のサイジング
これは、サイジングの練習の中で最も難しい部分です。 しかし、簡単な計算は、我々は12V / 125Ahバッテリーを必要とすることを示します。 どう。
1500 Wh / 12 V = 125 ああ(覚えておいてください Wh = ああ*V. ああ = Wh/V)。
しかし、バッテリー容量を確定する前に考慮しなければならない非効率性がいくつかあります。 彼らは次のとおりです。
A。 太陽光発電パネルからバッテリへのエネルギーの転送における効率損失 の補正とインバータ (15~30%) 合計Wh要件を計算しながら考慮に入れ 1200Wh 1560 Wh, セクションの下で 30 % 損失を取ることによって “ソーラーパネル, バッテリー & インバータ?
B。 安全な DOD 制限: (80%因子1.0は1/0.8 = 1.25)になります(注:ほとんどの専門家は安全な放電深さ(DoD)制限を50%と受け取ります。 それは低すぎます)。 また、4日間の日を予定しています。 50 % DOD 終末期の場合、係数は 1/0.5 = 2 になります。
C。 過負荷係数 (緊急時予約能力) (5 %係数 1.25 は 1.25* 1.05 =1.31 になります。
D。 終末期因子: (80%バッテリーが定格容量の80%を達成すると、寿命は終わりと言われています。したがって、係数 1.31 は 1.31/0.8 または 1.31*1.25 = ~1.64 になります。
したがって、バッテリーの容量は10時間のレートでほぼ2倍= 125 * 1.64 = 〜 206ああになります。 最も近い利用可能な容量は10時間の速度で12V / 200Ahになります。
メモ：
- 私たちは1日、すなわち1日10時間だけ計算しました。
- 我々は2の総負荷の50%を想定している
- 私たちは、日を除く(または太陽のない)日を考慮していません。
- 通常、すべての専門家は3〜5日間の自律性を取ります(それは日の出ではありません)。
- 私たちが2日の自律性を取る場合、バッテリー容量は200 + (200 *2)= 600ああになります。
- 12V/200 Ahの電池は3個の数を並列に使用できます。 または、600 Ah容量の頑丈な2Vセルを直列に6個使用することもできます。
ソーラーインバータサイジング
インバータの入力レーティングは、アプライアンスの総電力ワットと互換性がある必要があります。 インバータは、バッテリと同じ公称電圧を持っている必要があります。 スタンドアロンシステムの場合、インバータは使用されるワット数の合計を処理するのに十分な大きさでなければなりません。 インバータのワット数定格は、アプライアンスの総電力よりも約25%大きくする必要があります。 洗濯機、空気圧縮機、ミキサーなどのスパイキング器具が回路に含まれている場合、インバータサイズは起動時にサージ電流を処理する機器の容量の3倍以上でなければなりません。
上記の計算では、総ワット数は230W(すなわち全負荷)である。 25%の安全マージンを含めると、インバータの評価は230 * 1.25 = 288 Wになります。
洗濯機などのスパイキング器具を含めなければ、12V/300 Wインバータで十分です。 それ以外の場合は、1000 W (または 1 kW) インバータを使用する必要があります。
太陽電荷コントローラのサイジング
ソーラー充電コントローラは、PVアレイとバッテリのワット数と一致する必要があります。 我々の場合、我々は12V / 300ワットのソーラーパネルを使用しています。 現在の除算300 Wを12 V = 25 Aで割り当て、アプリケーションに適したソーラー充電コントローラのタイプを特定します。 ソーラー充電コントローラには、PVアレイからの電流を処理するのに十分な容量があることを確認する必要があります。
標準的な練習によると、太陽電荷コントローラのサイジングは、PVアレイの短絡電流(Isc)を取り、それを1.3で乗算することです
太陽電荷コントローラ評価 = PV アレイの総短絡電流 = (2*6.11 A) x 1.3 = 15.9 A.
上記のワット数計算を考慮して、充電コントローラは12V / 25 A(スパイクマシンキケ洗濯機などなし)でなければなりません。
ソーラーパネルでバッテリーを充電するには?
ソーラーパネルで12V鉛蓄電池を充電するには?
あなたはソーラーパネルで車のバッテリーを充電することはできますか?
注意すべき最初のポイントは、電池と太陽光発電パネルとの間に互換性があるべきということです。 たとえば、12Vバッテリーを充電する場合は、太陽光発電パネル を12Vにする必要があります。 私たちは皆、定格12V/100ワットの太陽光発電で、ほぼ18Vオープン回路電圧(VOC)と16V最大電力電圧(VAmp)、最大電力電流(IMP)5.57 A(100 W/17.99 V)を生成することを知っています。
バッテリ電圧と容量の定格が判明または利用可能になると、上記のセクションに示す計算に従うことができます。
最も重要な側面は、バッテリーが太陽光発電パネルに直接接続されるべきではないということです。 前述のとおり、適切な評価の電荷コントローラとインバータを使用する必要があります。
または
ユーザーが バッテリ端子 電圧(TV)を監視できる場合(つまり、バッテリ端子電圧の読み取りをとどき行う)、太陽光発電パネルをバッテリに直接接続することができます。 バッテリーが完全に充電されたら、充電を終了する必要があります。 フル充電の基準は、バッテリの種類によって異なります。 たとえば、鉛蓄電池のタイプが浸水した場合、充電TVは12Vバッテリーの場合は16V以上になります。 しかし、バルブ制御型(いわゆる密閉型)であれば、電圧は12Vバッテリで14.4を超えることは許されるべきではありません。
太陽電池パネルにバッテリーを接続する方法?
RV電池にソーラーパネルを接続する方法?
レクリエーション車(RV)の太陽光発電パネルの配線は、他のSPVパネルと同じです。 太陽光発電パネルは、電池に直接接続しないでください。 RVは、ルーフトップSPVのように、独自の充電コントローラやその他のシステムコンポーネントを備えています。
太陽光発電出力(より重要なのは電圧)に応じて、電池の接続を行う必要があります。 太陽光発電出力が12Vの場合、12V バッテリを適切な充電コントローラで接続できます 。 予備として12Vバッテリを増やしている場合、これらの予備電池は、すでに接続されているバッテリと並行してSPVに接続できます。 シリーズでそれらを接続しないでください。
6 V電池の2つの番号がある場合は、それらを直列に接続し、太陽光発電パネルに
太陽光発電パネルの出力電圧が24Vの場合、2つの番号の12Vバッテリを直列に接続できます。
太陽電池を手に入れる価値はありますか?
太陽電池は費用対効果が高いですか?
はい、それは太陽電池を得る価値があります。 太陽電池は特に太陽電池用に設計されているため、他のタイプの鉛蓄電池よりも寿命が長くなります。 それらはより高い作動温度に抗し、意図された低排出の適用のためにより長い生命を与えることができる。 また、バルブ規制タイプなので、メンテナンスコストはほぼゼロです。 細胞内の定期的な水の追加を行う必要はありません。
太陽光発電システムを意味する場合、答えは:あなたはそれを使用する場所ですか? それはグリッド接続のない遠い場所ですか? その後、それは間違いなく収益性と費用対効果です。
バッテリー部分を除いて、他のすべてのコンポーネントの寿命は25年以上です。 太陽エネルギーによって提供される究極の財政的利益は、太陽エネルギーのために支払う価格をはるかに上回るでしょう。
費用の回収期間は、主にディスコムからの電気のコストに依存します。
回収期間 = (システムコストの合計 – インセンティブの価値) ÷電力÷年間電力使用量のコスト
1 kW の場合、太陽光発電システムのベンチマークコストは Rs 65,000 です。 政府の補助金はRs 40,000です。
独自の計算を行うことができます。
最高の太陽電池充電器は何ですか?
ソーラーパネルがバッテリーを過充電しないようにする方法は?
すべての充電器は良い製造方法と製造されています。 充電コントローラがSPVパネルとバッテリーの間に接続されている場合、充電器を心配する必要はありません。
しかし、デジタル最大パワーポイントトラッカー(MPPT)は、単純な充電コントローラの代わりに良いオプションです。 MPPT は、太陽電池アレイ (PV パネル) とバッテリ バンクの一致を最適化する電子 DC – DC コンバータです。 それは太陽電池パネルからのDC出力を感知し、高周波ACに変え、電池の電力要件に正確に一致するように異なったDC電圧および電流にステップダウンする。 MPPT を持つことの利点を以下に説明します。
ほとんどのPVパネルは、SPVパネルの公称電圧定格が12Vであるにもかかわらず、16~18ボルトの出力用に構築されています。しかし、公称12Vバッテリの実電圧範囲は、充電状態(SOC)に応じて11.5~12.5V(OCV)になります。 充電条件下では、余分な電圧コンポーネントをバッテリに送る必要があります。 通常の充電コントローラでは、SPVパネルによって生成される余分な電力は熱として放散され、MPPTはバッテリー要件を感知し、より高い電力がSPVパネルによって生成される場合は高い電力を与えます。 したがって、MPPT を使用することで、浪費、過充電、過充電を回避できます。
温度はSPVパネルの性能に影響します。 温度が上昇すると、SPVパネルの効率が低下します。 (注:SPVパネルが高温にさらされると、SPVパネルで生成される電流が増加し、電圧は低下します。電圧の低下は電流の増加より速いので、SPVパネルの効率が低下する。 逆に、より低い温度で、効率が増加する。 25°C(標準試験条件(STC)の温度)より低い温度では、効率が向上します。 しかし、効率は長期的にバランスを取るでしょう。
太陽電池パネルでバッテリーの充電時間を計算する方法?
太陽電池の充電方法は?
最初は、私たちは知っている必要があります
1. バッテリの充電状態(SOC)
2. バッテリー容量と
3. SPVパネルの出力特性。
SOC は、バッテリの使用可能な容量を示します。 たとえば、バッテリが40%充電されている場合、SOCは40%または0.4ファクターであると言います。 一方、放電深度(DOD)は、電池から既に取り外された容量を示す。 上記の40%SOCの例では、DODは60%です。
SOC + DOD = 100 %
SOCを知ったら、バッテリーにどれだけのエネルギーを供給して完全充電を行う必要があると言えます。
SPVパネルからの出力が100Wで充電時間が5時間の場合、バッテリへの入力は100 W *5h = 500 Whになります。 12Vバッテリの場合、これは500 Wh / 12V = 42ああの入力を与えた意味です。 バッテリー容量が100Ahであると仮定すると、バッテリーが完全に放電された場合、それは我々が42%SOCに充電したことを意味します。 バッテリが40%(40%DOD、60%SOC)しか放電されていない場合、この入力はフル充電に十分です。
適切な方法は、バッテリーの充電を取る充電コントローラを含めるです。
7 Ahバッテリーのソーラーパネルのサイズは?
12V-10 Wp のSPVパネルは7.5Ah VRLAの電池のためによい。 12V-10Aの充電コントローラが回路に含まれている必要があります。 充電コントローラには、バッテリの切り離し(11.0 ± 0.2 Vまたは必要に応じて)と再接続(12.5 ± 0.2 Vまたは必要に応じて)電圧設定を選択する規定があります。 VRバッテリーは、0.2V定電圧モード±14.5で充電されます。
10 Wパネルは
、標準の試験条件下で
1時間にわたって10Wh(0.6A @ 16.5V)を与えます(1000W / m2 と25°C – 1時間の「ピーク」の日差しに相当)。 夏の約5時間相当の日差しのために、それは50 Whを与えるでしょう。 したがって、50 Wh/14.4 V =3.47 Ahの入力がバッテリに入れられます。
ソーラーパネルはバッテリーを完全に充電しますか?
ソーラーパネルだけでは、バッテリーの充電には使用しないでください。 前述のように、太陽光発電パネル 充電コントローラ は、パネルとバッテリの間に挿入する必要があります。 充電コントローラは充電完了の世話をします。
家に電力を供給するソーラーパネルと電池の数はいくつですか?
すべての世帯が独自の電力要件を持っているので、この質問に対するまっすぐな答えはありません。 同じサイズの2つの家は、全く異なるエネルギーニーズを持つことができます。
だから、太陽太陽光発電パネル、電池および電荷制御装置のための適切な仕様に到着するために、以下のプロセスに従ってください。
ステップ 1. 家庭の毎日の電力ニーズとエネルギーのニーズを計算します。
表 7. 毎日の電力ニーズとエネルギーニーズ
| Appliances | Electrical/Electrical appliance | Nos. | Total W | 5 Hours of usage and total Wh need per day |
|---|---|---|---|---|
| LED Bulbs | 10W | 10 | 100 | 5 Hours; 500 Wh or 0.5 kWh or unit (15 kWh per month) |
| Ceiling fans | 75W | 3 | 225 | 5 Hours; 1.25 units (15+37.5=52.5 kWh per month) |
| Tube Lights | 40W | 4 | 160 | 5 Hours; 0.8 kWh (52.5+24=76.5 kWh per month) |
| Laptop | 100W | 1 | 100 | 10 Hours; 1.0 Unit (76.5+30=106.5 kWh per month) |
| Refrigerator | 300W (200 Litres) | 1 | 300 | 5 Hours;1.5 Units (106.5+45=152 kWh per month) |
| Washing Machine | 1000W | 1 | 1000 | 1 Hour; 1 Unit (152+30=182 kWh per month) |
1. 1 日あたりの総エネルギーの必要量 = 182 kWh / 30 日 = 6.07 kWh 言う, 6000 Wh
しかし、上記6000Whの全体は、いつでも使用されません。 だから、Whの平均必要性を計算する必要があります。 6000= 3000 Whの50%を取ることができます。
ステップ 2. 家庭の毎日のソーラーパネルエネルギーのニーズを計算します。
- 3000 Wh / 5時間=600 Wまたは0.6 kWパネルが必要です。
- しかし、我々は、SPVパネルの効率を考慮に入れる必要があります。 したがって、この値を 0.9 で割ります。 私たちは0.6 / 0.9 = 666 Whを得る
- 365 W (PMax = 370 W) (例えば LG365Q1K-V5) のパネルを4枚選択できます。 2つを並列で使用し、直列に2つ使用する場合、74.4(VMPP)の電圧で1380(W定格)から1480(W@40C°))を持っています。87.4 V (VOCV)に。 アレイの定格電流は19.94 A
ステップ 3. バッテリーのエネルギーニーズを計算する
1.電池は太陽光発電用途でのみ80%放電することができます。 だから、このWhを0.8で割る。6300/0.8 =7875Wh
2. バッファストック (日曜日なし – 2 日) をもう一度、これを 1+2 で乗算する必要があります。 = 3。したがって、必要なバッテリーWhは7875 Wh * 3 = 23625 Whです。
3. このWhをAhに変換するためには、調達する電池の電圧でWhを割る必要があります。 23625 Wh /48 V= 492 ああ。 または23625 / 72 = 328ああ。
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- 我々は48 Vシステムを選択した場合、マイクロテックスブランド 6 OPzV420太陽管状ゲルVRLAバッテリーは理想的なバッテリー(512 Ah @ C10の2Vセルの24個)は、太陽のアプリケーションのために独自に設計されています。 72 Vシステムを選択すると、6 OPzV300型(350Ah @ C10の2Vセルの36個)が良いです。
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- 我々は48Vシステムのための AGM VRLA 電池 をしたい場合は、 マイクロテックスブランド 電池 6 個のM 500V電池(8V、500 Ah @ C10)は、特に長寿命の太陽電池用途のために設計された理想的なバッテリーです。 我々は72 Vシステムを選択した場合、マイクロテックスブランドM 300 Vタイプの9個の番号(8V、300 Ah @ C10)は良いです
これらの電池は密集し、低フィート印刷と水平ラックで積み重ね可能である
ステップ 4. 充電コントローラの仕様を計算する
48 V (24 セル) のバッテリを使用するため、2.4 V*24 = 57.6 V 充電コントローラが必要です。 MidNite Solarのクラシック150充電コントローラでは、充電電流は57.6V(48Vバッテリーの場合)の充電電圧で25.7 Aになります。
72 V (36 セル) のバッテリを使用する場合は、2.4 V *36 = 86.4 V 充電コントローラが必要です。 MidNite Solarのクラシック150充電コントローラでは、充電電流はこの電圧で25.7 Aになり、バッテリー充電電流は25.7Aになります。72 Vバッテリーシステムの問題は、我々はシリーズでもう一つのパネルを追加する必要があります。したがって、合計6枚のパネル(4個ではなく)を調達する必要があります。 したがって、48 Vバッテリーシステムのために行く方が良いです。
充放電電流要件については、150V/86 AのMPPTを使用しているため、充放電電流はMPPTによって正しく処理されます。
しかし、メーカーはセル(Vpc)あたり2.25〜2.3Vの充電電圧を必要とし、充電電圧は指定された電圧レベルで設定することができます。
電池なしで太陽光発電を使用する方法?
アレイとアプライアンスの電圧に互換性がない限り、SPVパネルを直接使用することはお勧めできません。
それ以外の場合は、PWM チャージ コントローラまたは洗練された MPPT が常に存在する必要があります。
蓄電する電池がない場合は、過剰に生産されたエネルギーを地元のDISCOMに売る必要があります。 したがって、グリッド接続のSPVシステムでなければなりません。
スペインに本拠を置く再生可能エネルギー会社のAbengoaは、すでに過剰なエネルギーを溶融塩で貯蔵するいくつかの太陽光発電所を建設しており、州を変えることなく非常に高い温度を吸収することができます。 アベンゴアは最近、チリに塩ベースの110メガワットの太陽光発電所を建設する契約を締結し、17時間のエネルギーを予備に貯蔵できるはずだ。 [https://www.popularmechanics.com/science/energy/a9961/3-clever-new-ways-to-store-solar-energy-16407404/]
最近開発されたアイデアは、ソーラーパネルから高さ(屋根の上など)に電気を使用して水をポンプで送り出すため、潜在的なエネルギーを貯蔵し、飛行時に運動エネルギーに変換することができ、したがって、この流れる水がタービンを回転させるために使用される場合に電気を供給することです。 これは太陽水力発電の組み合わせのようなものです!
もう1つの方法は、光ボルタシステムから水から水素ガスを発生させる水電解器にエネルギーを向ける方法です。この水素ガスは貯蔵され、後で発電用バッテリーとして使用することができる。これは主に産業目的で使用されます。[ https://www.environmentbuddy.com/energy/how-to-store-solar-energy-without-batteries/]
ソーラーパネルは太陽から光子を吸収し、アルミニウム合金が加熱され、固体から液体状態に移行するシステムに入ります。 この方法により、スターリング発電機に熱として送られる材料に非常に高密度のエネルギーを貯蔵することができます。 そこから、ゼロエミッションで低コストで電気に変わります。 https://www.sciencetimes.com/articles/25054/20200318/breakthrough-concept-for-storing-energy-without-batteries.htm
太陽電池をテストする方法は?
インド規格機構は、太陽光発電アプリケーション用の二次電池と電池の試験用にIS 16270:2014を策定しました。 IEC仕様番号IEC 62133:2012も利用可能です。 これら 2 つの仕様は同じです。
以下のテストの詳細について説明します。
- 定格容量
- 耐久性(ライフサイクルテスト)
- 料金の保持
- 太陽光発電アプリケーションにおける循環耐久性(極限条件)
- 硫酸化から回復する
- フロート充電時の水損失
- 効率試験
太陽電池パネルから直接充電できますか?
アレイとアプライアンスの電圧に互換性がない限り、SPVパネルを直接使用することはお勧めできません。
ソーラーバッテリーバンクはどのように機能しますか?
他のバッテリーバンクと同様に、太陽電池もオンデマンドでエネルギーを供給します。 電力要件と、この電力が必要な期間に応じて、バッテリ バンクの容量とその構成が決定されます。
必要な電力と持続時間もソーラーパネルの容量を決定します。
ソーラーパネルとバッテリーは充電コントローラを介して接続されているため、バッテリや家電製品は電圧や電流が大きいために破損しません。 再びバッテリーからの電流はDCになり、このDCはソーラーインバータの要求に応じてACに変換されます。 DCで動作するアプライアンスの一部は、充電コントローラに接続されている場合があります。
バッテリーの接続に慣れていないユーザーは、適切なバッテリバンクまたはバッテリを充電コントローラまたはインバータに接続するために、自分の間でバッテリーを接続する前に専門家に相談する必要があります。
これらの細胞は高圧ダイカストプロセスを使用して製造された管状の版で作られるので、20年以上の生活を可能にする毛穴のない鋳物を提供する。 それらは電解質の階層化のないすぐに使用される工場の荷電細胞である。 VR構造のため、面倒な定期的な水の追加(トッピングアップ)は廃止されます。
それらは火の危険が完全に除去されるように難燃性材料が付いている特別に設計された弁を備えている。
太陽電池用のカーバッテリーは使えますか?
SPVアプリケーションには、あらゆるタイプのバッテリを使用できます。 自動車 用バッテリーは、高いレートの放電用であり、 薄型のフラットプレートで製造されています。 したがって、深い周期的なアプリケーションでの彼らの生活は非常に貧弱になります。
一つは、太陽光発電アプリケーションでそれらを使用することができますが、長寿命を期待すべきではありません。
通常のインバータで太陽電池を使用できますか?
はい。 電圧の点でインバータとバッテリーの間に互換性があるはずです。 インバータは、セルあたり2.25~2.3Vの最大充電電圧(12Vバッテリの場合は13.5~13.8V)である必要があります。 その後、問題は発生しません。
ソーラーパネルに通常のインバータ電池を使用できますか?
はい。 しかし、メンテナンスの側面は問題を引き起こすし、 またソーラーゲル電池とは対照的にコストのエスカレーションを伴う。 定期的にトッピング、端子やワッシャー、ボルトやナットを清掃し、定期的にイコライジング料金:これらはメンテナンスの側面の一部です。
10 kWの太陽系に必要な電池はいくつですか?
10 kW (オフグリッド) ソーラーシステム用バッテリーの仕様は、毎日のkWとkWhの要件、SPVパネル容量、太陽の沈着など、いくつかのパラメータを考慮して決定されるべきである。
しかし、7.5 kW~10 kWのルーフトップ・オフグリッド・システム(700~1000平方フィートのルーフトップ・エリアが必要)のほとんどは、150 Ah電池の120Vシステムと320 WPソーラーパネルの16モジュールを使用しています。
グリッドタイ太陽光発電システムは 、バッテリーの貯蔵を必要としません。
1つのソーラーパネルで複数の電池を充電する方法は?
すべてのソーラー充電コントローラでは、1つのバッテリーのみを充電できます。 今日では、2つのバッテリーバンクを充電するための規定を持っているオプションを持っている充電コントローラがあります。 2つのバッテリーバンクは、同じコントローラとソーラーパネルを使用して別々に充電されます。 充電コントローラには、2 つの別々のバッテリ接続ポイントがあります。
上記タイプの充電コントローラがない場合、2つのソーラー充電コントローラを使用して、1つのソーラーパネルから2つのバッテリーを充電することができます。 この構成で使用されるように、チャージ コントローラは特別に設計されています。 2台のソーラー充電コントローラは、個別に監視と制御を効率的に行い、最適な充電電流(アンペラ)と電圧を確保します。
12ボルトのバッテリーを充電するには、何枚のソーラーパネルが必要ですか?
1枚のソーラー パネル で12Vバッテリーを充電できます。 SPVパネルからの電圧出力は 12Vバッテリ の充電に適しており、16~17.3Vの範囲内です。
電流は、平行に接続された太陽電池の数に依存します。 各SPVセルは、セルの大きさ、太陽の沈着(W/m2で示される)と気候条件に応じて、約0.55〜0.6V(OCV)と2 Aの電流を生成することができます。
35細胞のシリーズは17.3で35〜40Wを作り出す。 セルの直径は 4 インチです。 通常太陽電池モジュール
パネルは赤道(南)に向けられたアルミニウムフレームに取付けられ、約45°Sの角度で傾いている。
40 Wセルの面積は91.3 cm 2で、電圧は21V(OCV)と17.3V(OCV)です。 2.3Aの電流を生成することができる。
同様に、10 Wパネルは標準の下で1時間にわたって10 Wh(0.6A @ 16.5V)を与えます
試験条件(1000 W/m2および25°C – 1時間の「ピーク」の日差しに相当) 夏の約5時間相当の日差しのために、それは50 Whを与えるでしょう。
太陽に最適な電池はどれですか?
太陽ゲル化電解質電池は、コストの考慮事項に最適です。
しかし、今日では、より良い性能を持つリチウムイオン電池がユーザーによって好まれています。
24 kWh の鉛蓄電池は次の値に等しくなります。
• 2,000 Ah 12ボルト
•1,000ああ24ボルトで
• 48ボルトで500 Ah
同じ24 kWhの場合、13.13 kWhのリチウムイオン電池で十分です
• 1,050 Ah 12ボルト
• 525 ああ 24ボルト
• 262.5 ああ 48 ボルト (https://www.wholesalesolar.com/solar-information/battery-bank-sizing)
鉛蓄電池のサイズ
10 kWh x 2 ( 排出深度 50%)x 1.25 (80% 充電効率係数) = 25.0 kWh
しかし、深サイクル鉛蓄電池に対して 80%のDOD 計算を行うと、必要なkWhは低くなります。
10 kWh *1.25 (または 10/0.8) ( 放電深度 80%) に 1.25 (80% 充電効率) を掛け、必要なバッテリーは 15.6 kWh になります。
リチウムイオン電池サイジング
10 kWh x 1.25 ( 放電深度 80%)x 1.05 (95% 充電効率係数) = 13.16 kWh
24 Vソーラーパネルを12Vバッテリーに接続できますか?
はい。 しかし、SPVパネルとバッテリーの間に充電コントローラを含める必要があります。 それ以外の場合は、過充電のためにバッテリーが損傷したり、危険な限界を超える水素ガスの蓄積と火花の生成に有利な条件であれば爆発する可能性があります。
太陽電池と通常電池の違いは何ですか?
太陽電池は高圧ダイカストプロセスを使用して 製造された管状の版で作られている ので、20年以上の生活を可能にする毛穴のない鋳物を提供する。 それらは電解質の階層化のないすぐに使用される工場の荷電細胞である。 VR構造のため、面倒な定期的な水の追加(トッピングアップ)は廃止されます。 それらは火の危険が完全に除去されるように難燃性材料が付いている特別に設計された弁を備えている。
太陽電池は高圧ダイカストプロセスを使用して製造された管状の版で作られているので、20年以上の生活を可能にする毛穴のない鋳物を提供する。 それらは電解質の階層化のないすぐに使用される工場の荷電細胞である。 VR構造のため、面倒な定期的な水の追加(トッピングアップ)は廃止されます。 それらは火の危険が完全に除去されるように難燃性材料が付いている特別に設計された弁を備えている。
ゲル電池 はバルブ制御タイプなので、メンテナンス要件はほぼゼロです。 それらは細胞の平均余命を通して信頼性か信頼性を失望させない浮遊物および周期的な適用で優秀な性能を提供する。 正の棘は細胞の全生命を通してよい性能を提供するために高いスズの内容の特別な耐食性の合金となされる。
逆に、通常の電池は、グリッドのための従来の合金で作られており、寿命も長くはありません。 しかし、メンテナンスの側面は問題を引き起こすし、 またソーラーゲル電池とは対照的にコストのエスカレーションを伴う。 定期的にトッピング、端末やワッシャー、ボルトやナットをクリーニングし、 定期的に均等化料金:これらは、メンテナンスの側面の一部です。
ソーラーパネルを充電コントローラに接続する方法:
充電コントローラは、太陽光発電パネルとバッテリーの間に接続されます
