Pin năng lượng mặt trời Lưu trữ năng lượng mặt trời
Nói chung, hiện tại, chỉ có hai loại pin được bán trên thị trường cho các ứng dụng hệ thống quang điện mặt trời (SPV).
Họ đang:
Pin axít chì & Pin Lithium-ion
Trong loại này chủ yếu có ba giống:
(Một). Loại ngập (các loại tấm phẳng và tấm hình ống)
(b). Pin AGM VRLA
(C). Pin VRLA tăng
Trong số các loại này, thứ tự của chi phí được tăng> ĐHCĐ> Ngập. Nhưng hầu hết các kỹ sư lựa chọn pin điều chỉnh bằng van vì tuổi thọ chu kỳ dài hơn và khả năng chịu được hiệu suất nhiệt độ cao hơn.
Vì pin bị ngập nước cần được bảo dưỡng thường xuyên, những người có thể giám sát pin có thể đi loại này. Hơn nữa, các loại pin này thải ra khí hydro và oxy và cần cung cấp đủ hệ thống thông gió trong không gian nơi lắp đặt pin. Thường xuyên đổ đầy chất điện phân bằng nước và giữ cho phần trên của pin sạch sẽ, không bị bụi và phun axit là điều quan trọng. Nếu không có phòng rộng rãi cho pin thì nên ưu tiên sử dụng pin có van điều chỉnh không cần bảo dưỡng kín.
Những người không thể tham gia công việc bảo trì nên thích pin AGM hoặc Gel nổi / sạc dòng điện cho cùng một điện áp. Pin AGM phù hợp hơn cho các ứng dụng công suất cao do điện trở bên trong thấp hơn. Trong hai loại này, pin AGM ấm hơn do hiệu suất tái tổ hợp cao hơn. Điều này là do sự khác biệt trong cấu trúc lỗ chân lông của hai loại. Tuổi thọ trường của pin phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau và vì vậy các nhà khoa học và kỹ sư tham gia vào nghiên cứu R & D trên pin phụ thuộc vào các quy trình nhất định được quy định trong các tiêu chuẩn công nghiệp như BIS (Tiêu chuẩn Ấn Độ), BS (Tiêu chuẩn Anh), IEC (Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế), IEEE (Viện Kỹ sư Điện và Điện tử), v.v.
Trong các thử nghiệm gia tốc được thực hiện với pin tấm phẳng và pin hình ống, tuổi thọ ước tính lần lượt là 21,3 năm ở 25 ° C và 27,5 năm ở 25 ° C. Những viên pin này được sản xuất bởi BAE Batterien GmbH, Berlin.[Wieland Rusch] .
Đối với các thử nghiệm tăng tốc tuổi thọ, tiêu chuẩn IEC 60 896-21 yêu cầu nhiệt độ thử nghiệm là 40 ° C và 55 hoặc 60 ° C và tiêu chuẩn IEEE 535 – 1986 yêu cầu 62,8 ° C. Thử nghiệm thời gian sử dụng ở 62,8 ° C trên BAE OPzV loại VRLA (pin tấm kín VRLA), loại BAE OPzS ngập nước (VLA) (pin tấm dạng ống ngập nước) và BAE OGi (pin tấm phẳng ngập nước) đã được tiến hành và kết quả được báo cáo như dưới đây. Pin được sạc nổi ở các giá trị tiêu chuẩn: 2,25V cho VRLA và 2,23V cho pin ngập nước. Trong quá trình thử nghiệm, sự phát triển của các cực, sự gia tăng của dòng điện nổi và sự thay đổi của công suất 3 giờ được theo dõi cứ sau 50 ngày.
Bảng 1 Kết quả kiểm tra tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời theo IEEE 535-1986
[https://www.baebatariesusa.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]
| Tuổi thọ theo IEEE 535-1986 | OPzV (Pin tấm hình ống VRLA) | OPzS (Pin dạng tấm hình ống ngập nước) | OGi (Pin tấm phẳng ngập nước) |
|---|---|---|---|
| Tuổi thọ ở 62,8ºC (Ngày) | 450 | 550 | 425 |
| Tuổi thọ ở 20ºC (Năm) | 34.8 | 42.6 | 33 |
| Tuổi thọ ở 25ºC (Năm) | 22.5 | 27.5 | 21.3 |
Bảng 2 Vòng đời của pin năng lượng mặt trời của các loại pin axit-chì khác nhau
Năng lượng Victron cung cấp dữ liệu sau cho các sản phẩm của họ (www.victronenergy.com)
| DOD (%) | Tuổi thọ theo số chu kỳ - AGM tấm phẳng | Tuổi thọ theo số chu kỳ - Gel tấm phẳng | Tuổi thọ theo số chu kỳ - Gel tấm hình ống |
|---|---|---|---|
| 80 | 400 | 500 | 1500 |
| 50 | 600 | 750 | 2500 |
| 30 | 1500 | 1800 | 4500 |
bàn số 3 Tuổi thọ nổi của pin AGM, Gel và Gel có tuổi thọ cao
(www.victronenergy.com)
| Cuộc sống nổi | Pin chu kỳ sâu AGM | Pin chu kỳ sâu gel | Pin tuổi thọ dài Gel |
|---|---|---|---|
| Tuổi thọ ở 20ºC (Năm) | 7-10 | 12 | 20 |
| Tuổi thọ ở 30ºC (Năm) | 4 | 6 | 10 |
| Tuổi thọ ở 40ºC (Năm) | 2 | 3 | 5 |
GS Yuasa cung cấp pin hình ống đặc biệt. Một số cải tiến nhất định đã kéo dài tuổi thọ của pin tĩnh. Yuasa sử dụng công nghệ carbon nano cho tấm hình ống với công nghệ ống thủy tinh và chất điện phân silica gel dạng hạt, giúp tránh sự suy giảm chất PAM mang lại tuổi thọ cao hơn (kiểu máy SLC).
Trong loại dựa trên Li có một số chất hóa học:
(Một). Pin Li –NCM hoặc NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt)
(b). Li-NCA (Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium)
(C). Li-LMO (oxit Lithium-Nickel-Mangan)
(d). LFP (Lithium-Iron phosphate)
(e). LTO (Lithium-Titanium oxide)
(f). LCO (Lithi-Coban oxit)
Trong số này, các tế bào lithium-iron phosphate (LFP) được ưa chuộng hơn do tính đến chi phí, độ an toàn và tuổi thọ cao hơn. Bất cứ khi nào có coban, chi phí sẽ cao hơn. Pin làm từ niken ít tốn kém hơn. So với pin AGM, chi phí của pin LFP thấp hơn từ 15 đến 25% (https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batboards.aspx).
Bảng 4 So sánh VRLA AGM và pin Lithium-ion
| GS Yuasa (Li-ion (LCO) | Li-iron Phosphate (LFP) (Phố pin) | AGM (Exide India Ltd) | ĐHCĐ (Amararaja) | Microtex Energy Pvt Ltd (Aquira) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Pin | (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 |
| Khối lượng (Kg) | 7.5 | 6.5 | 22 | 20 | 21.3 |
| Kích thước (mm) | 175*194*116 | 197*131*182 | 174*350*166 | 351*167*165 | 350*166*174 |
| Thể tích (Lít) | 3.94 | 4.7 | 10.11 | 9.67 | 10.11 |
| Năng lượng riêng (Wh / Kg) | 98,7 (tốc độ 1 giờ) (pin) (113,6 ô) | 92,55 (tốc độ 20 giờ) 78,77 (tốc độ 5 giờ) | 35,45 (tốc độ 20h) 26,5 (tốc độ 5h) | 39 (tốc độ 20h) 31.5 (tốc độ 5h) | 36,6 (tốc độ 20h) 29,6 (tốc độ 5h) |
| Mật độ năng lượng) (Wh / L) | 188 | 128 | 77.1 | 80.66 | 77.2 |
| Cuộc sống (Năm) | 10 | 6 | 5-6 | 4-6 | 10 |
| Cuộc sống (Chu kỳ) | 5500 | 2000 | 1000 (50% DOD); 2500 (30% DOD) (Mô hình NXT) | 1300 (30% DOD) (Lượng tử) | 1450 (20% DOD) 500 (50% DOD) (Aquira) |
| Trở kháng | 0.55mΩ (pin 3.7V / 50Ah) | ≤ 50 mΩ | 8 (bình acquy 12V) | 5,1 (12V) | |
| Chi phí dựa trên vòng đời của chu kỳ x Wh SLA | 1,5 đến 2,0 | 0,75 đến 0,85 | 1 | 1 | 1 |
| Chi phí / kWh ($) | 900 đến 1000 | 500 đến 600 | 100 | 100 | 100 |
1. Năng lượng Microtex https://drive.google.com/file/d/16pjM25En0pyvg6RzpF4N3j1jtwvo7fMb/view
2. Greg Albright et. al., AllCell Tech http://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf
3. https://static1.squarespace.com/static/55d039b5e4b061baebe46d36/t/56284a92e4b0629aedbb0874/14454Mar 201281106401 / Fact + sheet_Lead + acid + vs + lithium + ion.pdf
4. https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
https://www.batterystreet.be/etiketten/160332_BStreet_CataloogEN_2016_LowR_.pdf
5. NXT https://docs.exideindustries.com/pdf/industrial-export-bataries/products/ups-bataries/12v-agm-vrla-catalogue.pdf
6. https://www.amararajabataries.com/Files/Products/Quanta%20Catalogue.pdf
Bảng 5. So sánh công nghệ pin
| Axit chì ngập | Axit chì VRLA | Lithium-ion (LiNCM) | |
|---|---|---|---|
| Mật độ năng lượng (Wh / L) | 80 | 100 | 250 |
| Năng lượng riêng (Wh / Kg) | 30 | 40 | 150 |
| Bảo trì thường xuyên | Đúng | Không | Không |
| Chi phí ban đầu ($ / k Wh) | 65 | 120 | 600 |
| Chu kỳ cuộc sống | 1.200 @ 50% | 1.000 @ 50% DoD | 1.900 @ 80% DoD |
| Cửa sổ trạng thái phí điển hình | 50% | 50% | 80% |
| Nhạy cảm với nhiệt độ | Suy thoái đáng kể trên 25ºC | Suy thoái đáng kể trên 25ºC | Suy thoái đáng kể trên 45ºC |
| Hiệu quả | Tỷ lệ 100% @ 20 giờ, 80% @ 4 giờ, 60% @ 1 giờ | Tỷ lệ 100% @ 20 giờ, 80% @ 4 giờ, 60% @ 1 giờ | Tỷ lệ 100% @ 20 giờ, 99% @ 4 giờ, 92% @ 1 giờ |
| Tăng điện áp | 2V | 2V | 3.7V |
Hiệu suất mà pin hoạt động trong hệ thống Quang điện mặt trời không phải là 100 %. Một số năng lượng bị mất trong quá trình đạp xe. Trong trường hợp pin axit-chì, hiệu suất là 80 đến 85% và trong hệ thống Li, con số là
95 đến 98 %. Điều này tương đương với việc nói rằng nếu SPV tạo ra năng lượng 1000 Wh, các tế bào axit-chì có thể lưu trữ tối đa 850 Wh trong khi các tế bào Li có thể lưu trữ 950 Wh.
Một pin Lithium-ion Yuasa dung lượng 3,7 V * 4 = 14,8V / 50Ah (tốc độ 1 giờ) nặng 7,5 kg. Thể tích là (17,5 * 19,4 * 11,6) 3,94 lít. Công suất Wh là 14,8 * 50 = 740. Năng lượng riêng là 740 Wh / 7,5 kg = 98,7 Wh / kg. Mật độ năng lượng là 740 / 3,94 = 187,8 Wh / lít. [https://www .lithiumenergy.jp/en/Products/index.html]
Một ắc quy Exide AGM VRLA dung lượng 12V / 65Ah nặng 13,8 kg, kích thước 17 * 17 * 19,7 cm và thể tích là 5,53 lít. Công suất Wh là 12 * 65 = 780 Wh. Năng lượng riêng là 780 Wh / 13,8 kg = 56,5 Wh / kg. Mật độ năng lượng là 780 / 5,53 = 141,0 Wh / lít. [https://docs .exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/inverter-batteries/agm-vrla.pdf]
Pin Lithium iron phosphate: 12V / 47 Ah 6,5 kg.197 * 131 * 182 mm. 4,7 lít. 109 Wh / kg. 128 Wh / lít.
48V / 30 Ah ReLion 3995 USD (https://relionbattery.com/insight) 1339,5 USD (https://relionbattery.com/insight-echnology)
Pin năng lượng mặt trời có thể sạc lại nào là thích hợp nhất để lưu trữ năng lượng mặt trời?
Các điểm cần lưu ý khi lựa chọn pin năng lượng mặt trời gia đình
Các giả định:
Hệ thống độc lập
Công suất sử dụng hàng ngày: 30 Watt mỗi ngày = 30 W * 24 h = 720 Wh.
Giả sử điện áp của hệ thống là 12 V.
Bốn ngày không có nắng (4 ngày tự chủ)
Hiện tại sẽ là
30 W / 12 V = 2,5 ampe * 24 giờ mỗi ngày * 5 ngày (bao gồm 4 ngày không có nắng) = 300 Ah ở tốc độ phóng điện 2,5 A.
(Lưu ý: Nhưng pin có dung lượng 200 Ah có thể cung cấp 300 Ah (thêm 50%) nếu được xả trong 120 giờ ở 2,5 ampe, tức là 2,5 ampe trong 5 ngày. Bây giờ chúng tôi không xem xét nó)
Vì vậy, pin được chọn sẽ là 300 Ah @ 10 giờ tốc độ
Dung lượng ngân hàng pin năng lượng mặt trời:
Tỷ lệ xả và công suất
LAB: Pin axit-chì cung cấp phần trăm năng lượng khác nhau ở các dòng điện khác nhau; dòng xả càng cao thì công suất đầu ra càng thấp.
(Xem Bảng bên dưới)
LIB: Chênh lệch không đáng kể
Bảng 6. Tỷ lệ xả và công suất đầu ra Pin axit chì (LAB)
| Thời gian xả (giờ) | Điện áp cắt cho pin 12V (V) | Phần trăm công suất có sẵn |
|---|---|---|
| 120 | 10.8 | 150 |
| 20 | 10.8 | 115 |
| 10 | 10.8 | 100 |
| 5 | 10.8 | 85 |
| 3 | 10.5 | 72 |
| 1 | 9.6 | 50 |
Vì vậy, chúng ta phải lựa chọn một loại pin phù hợp tùy thuộc vào dung lượng và thời lượng mà dự phòng được yêu cầu.
Chúng tôi đã chọn pin 300 Ah để dự phòng trong 5 ngày liên tục ở 30 W.
Hiệu chỉnh nhiệt độ cho khả năng xả của pin mặt trời dự phòng
Pin axít chì: Hệ số hiệu chỉnh gần đúng cho nhiệt độ có thể được lấy là 0,5% mỗi độ C
Pin Lithium-ion: Không cần áp dụng
Công suất định mức được đưa ra là 27ºC ở Ấn Độ. Nhưng nếu nhiệt độ hoạt động khác xa nhiệt độ tham chiếu, chúng ta phải tăng hoặc giảm công suất Ah cho phù hợp, trong trường hợp LAB. Nhiệt độ càng thấp thì công suất sẽ càng giảm.
Trong tính toán của chúng tôi, chúng tôi lấy nhiệt độ từ 25 đến 30ºC và không cần hiệu chỉnh.
Pin năng lượng mặt trời Hiệu chỉnh sự mất mát hiệu quả trong quá trình truyền từ Quang điện mặt trời sang pin và sang biến tần
Hiệu chỉnh sự mất mát hiệu quả trong quá trình truyền từ SPV sang pin và đến biến tần
Pin axít chì: mất 15%
Pin năng lượng mặt trời Lithium ion: mất 5%
Giả sử rằng pin 300 Ah đã được chọn và nếu áp dụng hệ số hiệu chỉnh, dung lượng yêu cầu sẽ được tăng lên 345 Ah (300 * 1,15). Vì vậy, pin này sẽ cung cấp dòng điện cần thiết, có tính đến sự kém hiệu quả ở trên.
Giới hạn độ sâu xả an toàn (DOD) của hệ thống pin năng lượng mặt trời:
Pin axít chì:: 80%
Pin năng lượng mặt trời Lithium: 80%
Khía cạnh này sẽ tăng thêm dung lượng cần thiết lên 345 /0,8 = 431 Ah
Hệ số quá tải của pin năng lượng mặt trời (dung lượng dự trữ khẩn cấp)
Pin axít chì: 5%
Pin Lithium-ion: 5%
Để xem xét quá tải, chúng ta phải thêm 5 đến 10% công suất thu được ở bước (d) ở trên.
Vì vậy, công suất sẽ là 431 * 1,05 = 452 Ah.
Giả sử sẽ cần pin 12V 450 Ah
Yếu tố hết tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời:
Ắc quy axit-chì (hoặc bất kỳ loại ắc quy nào) được coi là đã hết tuổi thọ nếu dung lượng đã đạt đến mốc 80%.
Vì vậy, chúng tôi phải thêm thêm 25% nữa. Vì vậy, công suất sẽ là 450 / 0,8 hoặc 450 * 1,25 = 562 Ah. Pin có dung lượng gần nhất phải được chọn. Có thể chọn song song hai số pin 200 hoặc 225 Ah.
Pin năng lượng mặt trời - Thời gian sạc
Thời gian sạc phụ thuộc vào đầu ra trước đó. Thêm 10 đến 15% Ah sẽ đủ cho một lần sạc đầy. Thời gian sạc SPV phụ thuộc vào bức xạ mặt trời và ở bất kỳ quốc gia khí hậu nhiệt đới nào, mặt trời chiếu từ 6:00 sáng đến 5:00 chiều. Hiệu suất đồng tổng hợp (hoặc hiệu suất Ah) của pin axit-chì là khoảng 90% và hiệu suất năng lượng (hoặc hiệu suất Wh) là 75%. Mặt khác, hiệu suất sạc của pin Lithium-ion là 95 đến 99%.
Pin năng lượng mặt trời - Dễ lắp đặt
Cả hai loại pin này đều có thể lắp đặt pin axit chì hoặc pin lithium ion mà không gặp bất kỳ khó khăn nào. Pin phải được che chắn khỏi sóng nhiệt và gió tốc độ cao.
Pin năng lượng mặt trời nào tốt hơn về lâu dài?
Việc xem xét chi phí sẽ dẫn bạn đến loại axit-chì như đã đưa ra ở phần đầu. Nếu chi phí của pin axit-chì được tính là 100% (trên cơ sở mỗi kWh), thì pin Lithium-ion sẽ có giá từ 500 đến 1000% (đắt hơn từ 5 đến 10 lần theo mức giá hiện hành, năm 2020).
Tuổi thọ pin năng lượng mặt trời
Nếu tuổi thọ của pin axit-chì được lấy là 100 %, thì pin Li-ion (không phải LFP) sẽ kéo dài hơn ít nhất là gấp đôi, trong khi tuổi thọ của pin Li-ion LFP không lâu bằng các pin Li-ion khác hóa chất. Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng việc đầu tư vào pin Lithium-ion đòi hỏi phải đầu tư thêm vào Hệ thống quản lý pin phức tạp đắt tiền.
Bao nhiêu watt pin năng lượng mặt trời để sạc pin năng lượng mặt trời 12V?
Bao nhiêu watt năng lượng mặt trời để sạc pin 12 V?
Câu trả lời đúng: Công suất của bảng SPV yêu cầu phụ thuộc vào dung lượng pin.
Một tấm pin năng lượng mặt trời cho pin năng lượng mặt trời 12V (hầu hết các tấm pin mặt trời được đánh giá là 12V) cung cấp điện áp nguồn từ 13,6 đến 18V. Công suất có thể ở bất kỳ giá trị nào, nhưng, công suất càng cao, thời lượng càng giảm, pin sẽ được sạc lại. Tương tự, cường độ bức xạ mặt trời càng cao thì dòng điện được tạo ra sẽ càng cao. Hầu hết các bảng 12 volt 100 watt thực sự có 30 hoặc 32 tế bào tạo ra khoảng 0,5 V mỗi ô, tất cả được kết nối nối tiếp để tạo ra mạch hở 16v đến 18 volt. Nó sẽ giảm xuống khoảng 15 volt khi tải được kết nối.
Một tấm pin mặt trời 12V / 100W có thể tạo ra bao nhiêu ampe?
Mặc dù bảng điều khiển được đánh giá là 12V, nó sẽ tạo ra khoảng 18 V và như vậy:
Cường độ dòng điện tính bằng ampe kế = 100 W / 18 V = 5,5A.
Bây giờ, chúng ta biết điện áp và dòng điện được cung cấp bởi bảng quang điện mặt trời trong những giờ nắng.
Nhưng chúng tôi không thể kết nối đầu ra của bảng quang điện mặt trời trực tiếp với các cực của pin. Ở đây, những người kiểm soát phí đến để được giúp đỡ. Pin được lắp vào giữa bộ điều khiển sạc và bộ biến tần. Đầu ra của bảng quang điện mặt trời được kết nối với bộ điều khiển sạc.
Bộ điều khiển sạc giúp theo dõi lượng năng lượng được lưu trữ trong pin để tránh sạc quá mức. Bộ điều khiển sạc cũng sẽ bảo vệ pin khỏi tình trạng xả quá mức và sạc quá mức.
Tùy thuộc vào dung lượng ampe-giờ (Ah) của pin, thời lượng sẽ khác nhau cho một lần sạc đầy. Nếu giả sử rằng bức xạ mặt trời có sẵn trong 7 giờ, thì đầu vào của pin sẽ là 7 x 5,5 A = 38,5 Ah;
Pin năng lượng mặt trời có được sạc đầy hay không phụ thuộc vào sản lượng trước đó từ pin. Nếu sản lượng trước đó nhỏ hơn 38,5 Ah, chúng ta có thể cho rằng pin đã được sạc đầy một cách an toàn. Xin lưu ý rằng hiệu suất đồng tổng hợp (hoặc hiệu suất Ah) của pin axit-chì là khoảng 90% và hiệu suất năng lượng (hoặc hiệu suất Wh) là 75%.
Do đó đầu vào thực tế sẽ là 38,5 Ah * 0,90 = 34,65 Ah. Hiệu suất Watt-giờ sẽ có giá trị thấp hơn, tùy thuộc vào điện áp đầu ra của bảng quang điện mặt trời.
Nếu cần nhiều dòng điện hơn (ampe) để sạc nhanh, có thể mắc song song nhiều tấm quang điện mặt trời hơn.
Sự chấp nhận hiện tại của pin cũng phải được xem xét.
Ở đây, bộ điều khiển phí đến để được trợ giúp
Tương tự, đối với bảng quang điện mặt trời 10 W di động (được sử dụng trong đèn lồng di động với pin 12V / 7Ah), dòng điện được tạo ra sẽ là 10 W / 18V = 0,55 A
Làm thế nào để kết nối bảng điều khiển năng lượng mặt trời 24V với pin năng lượng mặt trời 12V?
Như thường lệ, bảng quang điện mặt trời được kết nối với pin thông qua bộ điều khiển sạc (hoặc bộ điều khiển sạc MPPT, bộ điều khiển sạc theo dõi điểm công suất tối đa). Miễn là có bộ điều khiển sạc, người ta không cần phải lo lắng về đầu ra điện áp cao hơn. Nhưng cần lưu ý để biết rằng tôi tối đa được chỉ định ở mặt sau của bảng điều khiển không bị vượt quá. Tất nhiên, pin năng lượng mặt trời sẽ được sạc nhanh có kiểm soát.
Lưu ý: Bộ điều khiển sạc MPPT hoặc bộ theo dõi điểm công suất tối đa là một bộ chuyển đổi DC sang DC điện tử giúp tối ưu hóa sự phù hợp giữa các tấm quang điện mặt trời và ngân hàng pin hoặc lưới điện tiện ích. Đó là chúng chuyển đổi đầu ra điện áp một chiều cao hơn từ các tấm pin mặt trời và các thiết bị tương tự khác như máy phát điện gió, xuống điện áp thấp hơn cần thiết để sạc pin
Làm thế nào để kết nối các tấm pin mặt trời với pin?
Bảng quang điện mặt trời không nên được kết nối trực tiếp với pin trừ khi nó là loại chuyên dụng được sản xuất cho loại pin cụ thể đó. Một bộ điều khiển sạc đơn giản được lắp vào giữa bảng quang điện mặt trời và pin để hệ thống hoạt động trơn tru.
Làm thế nào để tính toán bảng điều khiển năng lượng mặt trời, pin và biến tần?
Làm thế nào để tính toán bảng điều khiển năng lượng mặt trời và kích thước pin?
Bước đầu tiên là biết các yêu cầu về tải đối với người dùng.
Một. Đèn tuýp 40 W
b. Quạt trần 75 W
C. Bóng đèn LED (3Nos. * 5W) 15 W
d. Máy tính xách tay 100 W
Tính tổng công suất và thời gian sử dụng các thiết bị.
Hãy để chúng tôi giả định tổng số ở mức 230 watt. Tại bất kỳ thời điểm nào, việc sử dụng 50% được tính đến. Thời lượng sử dụng được thực hiện là 10 giờ.
Vì vậy, nhu cầu năng lượng của các thiết bị sẽ là = (230/2) W * 10 h = 1150 Wh mỗi ngày.
Nhân tổng số Watt-giờ yêu cầu mỗi ngày của các thiết bị với 1,3 (năng lượng bị mất trong hệ thống) 1150 * 1,3 = 1495 Wh, làm tròn thành 1500 Wh (Đây là công suất cần được cung cấp bởi các tấm quang điện mặt trời). )
Yêu cầu bảng điều khiển quang điện năng lượng mặt trời
Giả sử năng lượng (Wh) yêu cầu trong 10 giờ sẽ là = 1500 Wh. Chiếu xạ mùa hè có thể từ 8 đến 10 giờ. Vào mùa đông và những ngày nhiều mây, thời gian nắng có thể là 5 giờ. Chúng tôi lấy giá trị cũ để tính toán yêu cầu năng lượng của bảng điều khiển
Do đó, công suất từ SPV yêu cầu là 1500 Wh / 10 giờ nắng = 1500 W.
Trung bình, một bảng quang điện mặt trời 12V / 100W sẽ tạo ra khoảng 1000 Watt-giờ (Wh) sạc (10 giờ * 100 W). Do đó, số tấm quang điện mặt trời cần có = 1500 Wh / 1000 Wh = 1,50, làm tròn thành 2 tấm 12V / 100 W. Chúng tôi yêu cầu tấm quang điện mặt trời 200 Watts, tức là 2 tấm song song. Hoặc một bảng điều khiển 360 W có thể được sử dụng.
Nếu chúng ta mất 5 giờ cách ly bằng năng lượng mặt trời, chúng ta có thể yêu cầu 1500 Wh / 500 Wh = 3 tấm song song hoặc một tấm quang điện 360 W có thể được sử dụng.
Ghi chú:
Sản lượng quang điện mặt trời này có thể không đủ vào mùa đông, vì chúng tôi đã mất 10 giờ cách nhiệt mặt trời để tính toán. Nhưng trong các tính toán sau, chúng tôi mất 2 ngày không có nắng và do đó sản lượng có thể không có vấn đề gì trong mùa đông. Chúng ta phải chấp nhận rủi ro này để tránh tăng chi phí cho các tấm quang điện mặt trời.
Đối với bảng quang điện mặt trời 100 W, các thông số sau áp dụng
Công suất đỉnh (Pmax) = 100 W
Điện áp nguồn tối đa (VAmp = 18 V
Dòng điện tối đa (IMP) = 5,57 A (100 W / 17,99 V)
Điện áp mạch hở (VOC) = 21,84 V
Dòng ngắn mạch (ISC) = 6,11 A
Hiệu suất mô-đun (theo STC) = 13,67%
Đánh giá cầu chì tối đa được đề xuất = 15 A
Hiệu suất của bảng quang điện mặt trời được tính vào việc xác định diện tích của các tấm pin mặt trời. Hiệu suất càng thấp thì diện tích yêu cầu càng cao. Hiệu suất của các tấm pin thương mại có sẵn thay đổi từ 8 đến 22 %, tất cả phụ thuộc vào chi phí của tấm pin quang điện mặt trời.
Trang chủ Định cỡ pin năng lượng mặt trời
Đây là phần khó nhất của bài tập định cỡ. Nhưng một phép tính đơn giản sẽ cho thấy rằng chúng ta cần một bình acquy 12V / 125Ah. Làm sao?
1500 Wh / 12 V = 125 Ah (Nhớ Wh = Ah * V. Ah = Wh / V).
Nhưng có một số điểm không hiệu quả mà chúng tôi phải xem xét trước khi hoàn thiện dung lượng pin. Họ đang:
Một. Hiệu chỉnh tổn thất hiệu suất trong quá trình truyền năng lượng từ bảng quang điện mặt trời sang pin và biến tần (15 đến 30 %. Đã được cân nhắc khi tính toán tổng Wh yêu cầu 1200Wh trở thành 1560 Wh, bằng cách lấy 30% hao hụt trong phần “Cách tính toán bảng điều khiển năng lượng mặt trời, pin và biến tần?” bên trên.)
b. Giới hạn DOD an toàn: (80 %. Hệ số 1,0 trở thành 1 / 0,8 = 1,25) (Lưu ý: Hầu hết các chuyên gia lấy giới hạn Độ sâu xả (DoD) an toàn là 50 %. Nó quá thấp). Hơn nữa, chúng tôi đang có kế hoạch có bốn ngày không có nắng. Đối với 50% DOD cuối cuộc đời, hệ số sẽ là 1 / 0,5 = 2.
C. Hệ số quá tải (khả năng dự trữ khẩn cấp) (5 %. Hệ số 1,25 trở thành 1,25 * 1,05 = 1,31).
d. Hệ số cuối tuổi thọ: (80%. Khi pin đạt 80% dung lượng định mức, tuổi thọ được cho là đã kết thúc. Vì vậy, hệ số 1,31 trở thành 1,31 / 0,8 hoặc 1,31 * 1,25 = ~ 1,64).
Do đó, dung lượng của pin sẽ gần gấp đôi = 125 * 1,64 = ~ 206 Ah ở tốc độ 10 giờ. Công suất khả dụng gần nhất sẽ là 12V / 200Ah ở tốc độ 10 giờ.
Ghi chú:
- Chúng tôi chỉ tính toán cho một ngày, tức là 10 giờ mỗi ngày.
- Chúng tôi đã giả định 50% tổng tải trọng là 2
- Chúng tôi đã không tính đến bất kỳ ngày nào không có nắng (hoặc không có mặt trời).
- Thông thường tất cả các chuyên gia có thời gian tự chủ từ 3 đến 5 ngày (đó là những ngày không có mặt trời);
- Nếu chúng tôi tự chủ thậm chí 2 ngày , dung lượng pin sẽ là 200 + (200 * 2) = 600 Ah.
- Chúng ta có thể sử dụng song song ba số lượng pin 12V / 200 Ah. Hoặc chúng ta có thể sử dụng sáu số ô 2V hạng nặng có dung lượng 600 Ah mắc nối tiếp.
Kích thước biến tần năng lượng mặt trời
Định mức đầu vào của biến tần phải tương thích với tổng công suất watt của thiết bị. Biến tần phải có cùng điện áp danh định với pin. Đối với các hệ thống độc lập, biến tần phải đủ lớn để xử lý tổng công suất đang được sử dụng. Định mức công suất của biến tần phải lớn hơn khoảng 25% so với tổng công suất của thiết bị. Nếu các thiết bị tăng đột biến như máy giặt, máy nén khí, máy trộn, v.v. được bao gồm trong mạch, thì kích thước biến tần phải nhỏ nhất gấp 3 lần công suất của các thiết bị đó để xử lý dòng điện tăng trong quá trình khởi động.
Trong tính toán trên, tổng công suất là 230 W (tức là đầy tải). Khi chúng tôi bao gồm biên độ an toàn là 25%, định mức của biến tần sẽ là 230 * 1,25 = 288 W.
Nếu chúng ta không bao gồm các thiết bị tăng đột biến như máy giặt, v.v., thì bộ biến tần 12V / 300 W là đủ. Nếu không, chúng ta phải sử dụng một biến tần 1000 W (hoặc 1 kW).
Định cỡ bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời phải phù hợp với công suất của mảng PV và pin. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đang sử dụng các tấm pin mặt trời 12V / 300 Watts. Để đạt được mức chia 300 W hiện tại cho 12 V = 25 A và sau đó xác định loại bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời nào phù hợp với ứng dụng của bạn. Chúng tôi phải đảm bảo rằng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời có đủ công suất để xử lý dòng điện từ mảng PV.
Theo thông lệ tiêu chuẩn, kích thước của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời là lấy dòng điện ngắn mạch (Isc) của mảng PV và nhân nó với 1,3
Định mức bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời = Tổng dòng ngắn mạch của mảng PV = (2 * 6,11 A) x 1,3 = 15,9 A.
Xem xét tính toán công suất được hiển thị ở trên, bộ điều khiển sạc phải là 12V / 25 A (không có máy tăng đột biến giết máy giặt, v.v.)
Làm thế nào để sạc pin với bảng điều khiển năng lượng mặt trời?
Làm thế nào để sạc pin axit chì 12 V với bảng điều khiển năng lượng mặt trời?
Bạn có thể sạc pin ô tô bằng tấm pin mặt trời không?
Điểm đầu tiên cần lưu ý là giữa pin và tấm quang điện mặt trời cần có sự tương thích. Ví dụ, bảng quang điện mặt trời phải là 12V nếu bạn muốn sạc pin 12V. Tất cả chúng ta đều biết rằng một quang điện mặt trời có định mức 12 V / 100 watt sẽ tạo ra điện áp mạch hở gần 18 V (VOC) và điện áp nguồn tối đa 16V (VAmp) và dòng điện tối đa (IMP) là 5,57 A (100 W /17,99 V)
Sau khi đã biết hoặc có sẵn các xếp hạng dung lượng và điện áp của pin, bạn có thể thực hiện các phép tính được trình bày trong Phần trên.
Khía cạnh quan trọng nhất là pin không được kết nối trực tiếp với bảng quang điện mặt trời. Như đã thảo luận trước đó, nên sử dụng bộ điều khiển sạc và bộ biến tần có xếp hạng phù hợp.
Hoặc là
Nếu người dùng có thể theo dõi điện áp đầu cuối pin (TV) (tức là thỉnh thoảng tiếp tục đo điện áp đầu cuối pin), thì bảng quang điện mặt trời có thể được kết nối trực tiếp với pin. Sau khi pin được sạc đầy, quá trình sạc sẽ được kết thúc. Tiêu chí để sạc đầy phụ thuộc vào loại pin. Ví dụ, nếu đó là loại pin axit-chì bị ngập nước, TV đang sạc có thể lên đến 16 V hoặc hơn đối với pin 12V. Nhưng nếu là loại có van điều chỉnh (còn gọi là loại kín), điện áp tại bất kỳ thời điểm nào không được phép vượt quá 14,4 đối với ắc quy 12V.
Làm thế nào để kết nối pin với bảng điều khiển năng lượng mặt trời?
Làm thế nào để kết nối các tấm pin mặt trời với pin RV?
Hệ thống dây cho các phương tiện giải trí (RV) Bảng quang điện mặt trời cũng giống như các bảng SPV khác. Bảng quang điện mặt trời không được kết nối trực tiếp với pin. RV sẽ có bộ điều khiển sạc riêng và các thành phần hệ thống khác như trong SPV trên mái nhà.
Tùy thuộc vào sản lượng Quang điện mặt trời (quan trọng hơn là điện áp), các kết nối của pin sẽ được thực hiện. Nếu đầu ra Quang điện mặt trời là 12V, thì một pin 12V có thể được kết nối thông qua bộ điều khiển sạc phù hợp. Nếu bạn có nhiều pin 12V hơn làm phụ tùng, những pin dự phòng này có thể được kết nối với SPV song song với pin đã được kết nối. Không bao giờ kết nối chúng trong chuỗi.
Nếu bạn có hai số lượng pin 6 V, hãy mắc nối tiếp chúng với nhau rồi đến bảng điều khiển Quang điện mặt trời
Nếu điện áp đầu ra của bảng quang điện mặt trời là 24 V, bạn có thể mắc nối tiếp hai số pin 12V.
Nó có giá trị nhận được pin năng lượng mặt trời?
Có, nó là giá trị nhận được pin năng lượng mặt trời. Pin năng lượng mặt trời được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng năng lượng mặt trời nên chúng có tuổi thọ cao hơn các loại pin axit-chì khác. Chúng có thể chịu được nhiệt độ hoạt động cao hơn và có tuổi thọ cao hơn cho ứng dụng phóng điện thấp dự kiến. Hơn nữa, chúng là loại có van điều chỉnh và do đó chi phí bảo trì gần như bằng không. Không cần thực hiện bổ sung nước định kỳ trong các ô.
Nếu bạn muốn nói đến hệ thống quang điện mặt trời, thì câu trả lời là: Bạn muốn sử dụng nó ở đâu? Đó có phải là một nơi xa và không có kết nối điện lưới? Sau đó, nó chắc chắn là có lợi nhuận và hiệu quả về chi phí.
Ngoại trừ phần pin của nó, tất cả các thành phần khác đều có tuổi thọ trên 25 năm. Lợi ích tài chính cuối cùng do năng lượng mặt trời mang lại sẽ vượt xa bất kỳ mức giá nào bạn phải trả cho năng lượng mặt trời.
Thời gian hoàn vốn cho chi phí chủ yếu phụ thuộc vào chi phí điện từ KHOẢN TRỪ.
Chi phí pin năng lượng mặt trời có hiệu quả không?
Thời gian hoàn vốn = (Tổng chi phí hệ thống – Giá trị ưu đãi) ÷ Chi phí điện ÷ Sử dụng điện hàng năm
Đối với hệ thống quang điện mặt trời 1 kW, chi phí tiêu chuẩn là 65.000 Rs. Trợ cấp của chính phủ là 40.000 Rs.
Bạn có thể có những tính toán của riêng bạn.
Làm thế nào để giữ cho một bảng điều khiển năng lượng mặt trời không sạc pin năng lượng mặt trời quá mức?
Tất cả các bộ sạc đều được sản xuất với quy trình sản xuất tốt. Khi bộ điều khiển sạc được kết nối giữa bảng SPV và pin, người ta không cần lo lắng về bộ sạc.
Tuy nhiên, một bộ theo dõi điểm công suất tối đa kỹ thuật số ( MPPT ) là một lựa chọn tốt thay vì một bộ điều khiển sạc đơn giản. MPPT là một bộ chuyển đổi DC sang DC điện tử giúp tối ưu hóa sự phù hợp giữa mảng năng lượng mặt trời (tấm PV) và ngân hàng pin. Nó cảm nhận đầu ra DC từ các tấm pin mặt trời, thay đổi nó thành AC tần số cao và chuyển xuống một điện áp và dòng điện DC khác để phù hợp chính xác với yêu cầu năng lượng của pin. Lợi ích của việc có MPPT được giải thích dưới đây.
Bộ sạc pin năng lượng mặt trời tốt nhất là gì?
Hầu hết các bảng PV được chế tạo cho đầu ra từ 16 đến 18 vôn, mặc dù định mức điện áp danh định của bảng SPV là 12 V. Nhưng pin 12 V danh nghĩa có thể có dải điện áp thực tế là 11,5 đến 12,5 V (OCV) tùy thuộc vào trạng thái phí (SOC). Trong điều kiện sạc, một thành phần điện áp phụ phải được cung cấp cho pin. Trong bộ điều khiển sạc thông thường, năng lượng phụ do bảng SPV tạo ra sẽ bị tiêu tán dưới dạng nhiệt, trong khi MPPT cảm nhận yêu cầu về pin và cung cấp công suất cao hơn nếu bảng SPV tạo ra năng lượng cao hơn. Do đó, tránh lãng phí, sạc thiếu và sạc quá mức bằng cách sử dụng MPPT.
Nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất của bảng điều khiển SPV. Khi nhiệt độ tăng, hiệu suất của bảng điều khiển SPV giảm. (Lưu ý: Khi bảng SPV tiếp xúc với nhiệt độ cao hơn, dòng điện do bảng SPV tạo ra sẽ tăng lên, trong khi điện áp sẽ giảm. Vì sự giảm điện áp nhanh hơn sự tăng của dòng điện, nên hiệu suất của bảng SPV sẽ giảm.). Ngược lại, ở nhiệt độ thấp hơn, hiệu suất tăng lên. Ở nhiệt độ thấp hơn 25 ° C (là nhiệt độ của điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn ( STC ), hiệu suất tăng lên. Nhưng hiệu quả sẽ cân bằng về lâu dài.
Làm thế nào để tính toán thời gian sạc pin năng lượng mặt trời bằng bảng điều khiển năng lượng mặt trời?
Ngay từ đầu, chúng ta nên biết
1. Trạng thái sạc (SOC) của pin
2. Dung lượng pin &
3. Đặc điểm đầu ra của bảng điều khiển SPV.
SOC cho biết dung lượng khả dụng của pin. Ví dụ: nếu pin được sạc 40%, chúng tôi nói rằng SOC là 40% hoặc hệ số 0,4. Mặt khác, độ sâu xả (DOD) cho biết dung lượng đã được lấy ra khỏi pin. Trong ví dụ trên về 40% SOC, DOD là 60 %.
SOC + DOD = 100 %.
Khi chúng ta biết SOC, chúng ta có thể biết lượng năng lượng phải cung cấp cho pin để sạc đầy.
Làm thế nào để sạc pin năng lượng mặt trời?
Nếu đầu ra từ bảng SPV là 100 W và thời gian sạc là 5 giờ, thì đầu vào của pin là 100 W * 5h = 500 Wh. Đối với pin 12V, điều này có nghĩa là chúng tôi đã cung cấp đầu vào 500 Wh / 12V = 42 Ah. Giả sử dung lượng pin là 100 Ah, có nghĩa là chúng tôi đã sạc đến 42% SOC, nếu pin đã được xả hết. Nếu pin chỉ được xả 40% (40% DOD, 60% SOC), đầu vào này là đủ để sạc đầy.
Cách thích hợp là bao gồm một bộ điều khiển sạc, bộ điều khiển này sẽ làm nhiệm vụ sạc pin.
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời kích thước nào cho pin 7 Ah?
Bảng điều khiển SPV 12V-10 W p phù hợp với pin VRLA 7,5Ah. Bộ điều khiển sạc 12V-10A nên được bao gồm trong mạch. Bộ điều khiển sạc sẽ có các điều khoản để chọn ngắt kết nối pin (11,0 ± 0,2 V hoặc theo yêu cầu) và kết nối lại cài đặt điện áp (12,5 ± 0,2 V hoặc theo yêu cầu). Pin VR sẽ được sạc ở chế độ điện áp không đổi 14,5 ± 0,2 V.
Bảng điều khiển 10 W sẽ cung cấp 10Wh (0,6A @ 16,5V) trong một giờ trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (1000W / m 2 và 25 ° C – tương đương với một giờ nắng ‘cao điểm’). Đối với khoảng 5 giờ nắng tương đương vào mùa hè, nó sẽ cho 50 Wh. Do đó, một đầu vào 50 Wh / 14,4 V = 3,47 Ah sẽ được đưa vào pin.
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời sẽ sạc đầy pin năng lượng mặt trời?
Riêng tấm pin mặt trời không bao giờ được sử dụng để sạc pin. Như đã mô tả ở trên, bộ điều khiển sạc bảng quang điện mặt trời nên được lắp vào giữa bảng điều khiển và pin. Bộ điều khiển sạc sẽ đảm nhận việc hoàn tất quá trình sạc.
Có bao nhiêu tấm pin mặt trời và pin để cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà?
Không có câu trả lời thẳng thắn cho câu hỏi này vì mỗi hộ gia đình có yêu cầu điện năng riêng. Hai ngôi nhà có cùng kích thước có thể có nhu cầu năng lượng hoàn toàn khác nhau.
Vì vậy, hãy làm theo quy trình được đưa ra dưới đây để đạt được các thông số kỹ thuật phù hợp cho bảng điều khiển Quang điện mặt trời, pin và bộ điều khiển sạc.
Bước 1. Tính toán nhu cầu điện năng hàng ngày và nhu cầu năng lượng của ngôi nhà.
Bảng 7. Nhu cầu điện năng hàng ngày và nhu cầu năng lượng
| Thiết bị gia dụng | Điện / Thiết bị điện | Không. | Tổng W | 5 giờ sử dụng và tổng nhu cầu Wh mỗi ngày |
|---|---|---|---|---|
| Bóng đèn LED | 10W | 10 | 100 | 5 giờ; 500 Wh hoặc 0,5 kWh hoặc đơn vị (15 kWh mỗi tháng) |
| Quạt trần | 75W | 3 | 225 | 5 giờ; 1,25 đơn vị (15 + 37,5 = 52,5 kWh mỗi tháng) |
| Đèn ống | 40W | 4 | 160 | 5 giờ; 0,8 kWh (52,5 + 24 = 76,5 kWh mỗi tháng) |
| Máy tính xách tay | 100W | 1 | 100 | 10 giờ; 1,0 Đơn vị (76,5 + 30 = 106,5 kWh mỗi tháng) |
| Tủ lạnh | 300W (200 lít) | 1 | 300 | 5 giờ; 1,5 đơn vị (106,5 + 45 = 152 kWh mỗi tháng) |
| Máy giặt | 1000W | 1 | 1000 | 1 giờ; 1 Đơn vị (152 + 30 = 182 kWh mỗi tháng) |
1. Tổng nhu cầu năng lượng mỗi ngày = 182 kWh / 30 ngày = 6,07 kWh Nói, 6000 Wh
2. Nhưng tại bất kỳ thời điểm nào toàn bộ 6000 Wh trên không được sử dụng. Vì vậy phải tính nhu cầu trung bình theo Wh. Chúng ta có thể lấy 50% của 6000 = 3000 Wh.
Bước 2. Tính toán nhu cầu năng lượng bảng điều khiển năng lượng mặt trời hàng ngày của ngôi nhà.
- 3000 Wh / 5 giờ = 600 W hoặc 0,6 kW bảng điều khiển là cần thiết.
- Nhưng chúng ta phải xem xét hiệu quả của bảng điều khiển SPV. Vì vậy, chia giá trị này cho 0,9. Chúng tôi nhận được 0,6 / 0,9 = 666 Wh
- Chúng ta có thể chọn bốn tấm nền 365 W (P Max = 370 W) (ví dụ: LG365Q1K-V5). Khi sử dụng hai song song và hai mắc nối tiếp, chúng ta có 1380 (W Định mức ) đến 1480 (W @ 40C ° ) ở điện áp 74,4 (V MPP ).) Đến 87,4 V (V OCV ). Dòng định mức của mảng là 19,94 A
Bước 3. Tính nhu cầu năng lượng của pin mặt trời
1. Pin chỉ có thể xả 80% trong các ứng dụng Quang điện mặt trời. Vì vậy, chia Wh này cho 0,8; 6300 / 0,8 = 7875Wh
2. Một lần nữa, đối với kho đệm (không có chủ nhật – 2 ngày), chúng ta phải nhân giá trị này với 1 + 2 = 3. Vậy Wh của pin cần dùng là 7875 Wh * 3 = 23625 Wh.
3. Để chuyển đổi Wh này thành Ah, chúng ta phải chia Wh cho điện áp của pin được mua sắm. 23625 Wh / 48 V = 492 Ah. Hoặc 23625/72 = 328 Ah.
-
- Nếu chúng ta chọn hệ thống 48 V, thì pin VRLA gel hình ống năng lượng mặt trời Thương hiệu Microtex 6 OPzV420 là loại pin lý tưởng (24 số tế bào 2V 512 Ah @ C 10 ) được thiết kế độc đáo cho các ứng dụng năng lượng mặt trời. Nếu ta chọn hệ thống 72 V thì loại 6 OPzV300 (36 ô 2V 350 Ah @ C 10 ) là tốt.
-
- Nếu chúng ta muốn pin AGM VRLA cho hệ thống 48V, thì pin Thương hiệu Microtex sáu số pin M 500V (8V, 500 Ah @ C 10 ) là loại pin lý tưởng được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng năng lượng mặt trời tuổi thọ cao. Nếu chúng ta chọn hệ thống 72 V, thì hiệu Microtex chín số của loại M 300 V (8V, 300 Ah @ C 10 ) là tốt
Các loại pin này nhỏ gọn và có thể xếp chồng lên nhau trong các giá ngang, với độ in chân thấp
Bước 4. Tính toán thông số kỹ thuật cho bộ điều khiển phí
Vì chúng tôi sử dụng pin định mức danh định 48 V (24 cell), chúng tôi yêu cầu bộ điều khiển sạc 2,4 V * 24 = 57,6 V. Với bộ điều khiển sạc Classic 150 của MidNite Solar, dòng sạc sẽ là 25,7 A ở điện áp sạc 57,6 V (đối với pin 48V).
Nếu chúng tôi sử dụng pin định mức danh định 72 V (36 cell), chúng tôi yêu cầu bộ điều khiển sạc 2,4 V * 36 = 86,4 V. Với bộ điều khiển sạc Classic 150 của MidNite Solar, dòng sạc sẽ là 25,7 A đối với điện áp này, dòng sạc pin sẽ là 25,7 A. Một vấn đề với hệ thống pin 72 V là chúng ta phải thêm một bảng điều khiển nối tiếp; vì vậy tổng cộng 6 tấm (thay vì 4) phải được mua sắm. Do đó, tốt hơn là sử dụng hệ thống pin 48 V.
Đối với các yêu cầu về dòng sạc, vì chúng tôi sử dụng MPPT là 150V / 86 A, dòng sạc sẽ được MPPT xử lý một cách chính xác.
Nhưng các nhà sản xuất yêu cầu điện áp sạc từ 2,25 đến 2,3 V trên mỗi cell (Vpc), điện áp sạc có thể được đặt ở các mức điện áp quy định.
Làm thế nào để sử dụng năng lượng mặt trời mà không cần pin?
Không nên sử dụng trực tiếp các tấm SPV, trừ khi điện áp của mảng và thiết bị tương thích, thiết bị cũng phải là loại DC.
Nếu không, luôn phải có bộ điều khiển sạc PWM hoặc MPPT tinh vi.
Khi không có pin để lưu trữ năng lượng, chúng tôi phải bán năng lượng sản xuất dư thừa cho DISCOM địa phương. Vì vậy, nó phải là một hệ thống SPV nối lưới.
Abengoa, một công ty năng lượng tái tạo có trụ sở tại Tây Ban Nha, đã xây dựng một số nhà máy năng lượng mặt trời lưu trữ năng lượng dư thừa trong muối nóng chảy, có thể hấp thụ nhiệt độ cực cao mà không thay đổi trạng thái. Abengoa gần đây đã đạt được một hợp đồng khác để xây dựng một nhà máy lưu trữ năng lượng mặt trời 110 megawatt dựa trên muối ở Chile, có thể lưu trữ năng lượng dự trữ trong 17 giờ. [https://www.popularmechanics.com/science/energy/a9961/3-clever-new-ways-to-store-solar-energy-16407404/]
Một ý tưởng được phát triển gần đây là bơm nước sử dụng điện từ các tấm pin mặt trời lên độ cao (ví dụ như trên mái nhà), nghĩa là chúng tích trữ năng lượng tiềm năng sau đó có thể được chuyển đổi thành động năng khi nó bay xuống và do đó, điện khi nước chảy này được sử dụng để quay tua bin. Đây giống như một sự kết hợp năng lượng mặt trời – thủy điện!
Một cách khác là dẫn năng lượng từ hệ thống quang điện của bạn đến một máy điện phân nước tạo ra khí hydro từ nước. Khí hydro này được lưu trữ và sau này có thể được sử dụng làm pin để tạo ra điện. Điều này chủ yếu được sử dụng cho các mục đích công nghiệp. [ https://www.enosystembuddy.com/energy/how-to-store-solar-energy-without-bataries/ ]
Các tấm pin mặt trời sẽ hấp thụ các photon từ mặt trời sẽ đi vào hệ thống nơi một hợp kim nhôm được đốt nóng và chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng. Với phương pháp này, nó cho phép lưu trữ một lượng năng lượng rất dày đặc trong vật liệu sẽ được gửi dưới dạng nhiệt đến Máy phát điện Stirling. Từ đó, nó biến thành điện năng không phát thải và với chi phí thấp hơn. https://www.sciencetimes.com/articles/25054/20200318/breakthrough-concept-for-storing-energy-without-batteries.htm
Làm thế nào để kiểm tra pin năng lượng mặt trời?
Tổ chức Tiêu chuẩn Ấn Độ đã xây dựng công thức IS 16270: 2014 để thử nghiệm Tế bào thứ cấp và pin cho ứng dụng quang điện mặt trời. Số thông số kỹ thuật của IEC IEC 62133: 2012 cũng có sẵn. Hai thông số kỹ thuật này giống hệt nhau.
Các bài kiểm tra sau được mô tả chi tiết:
- Công suất định mức
- Độ bền (Kiểm tra vòng đời)
- Phí giữ lại
- Độ bền tuần hoàn trong ứng dụng quang điện (Điều kiện khắc nghiệt)
- Phục hồi từ sulphation
- Mất nước do phí phao
- Kiểm tra hiệu quả
Tôi có thể sạc pin trực tiếp từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời không?
Không nên sử dụng trực tiếp các tấm SPV, trừ khi điện áp của mảng và thiết bị tương thích, thiết bị cũng phải là loại DC.
Ngân hàng pin năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?
Giống như bất kỳ ngân hàng pin nào khác, pin năng lượng mặt trời cũng cung cấp năng lượng theo yêu cầu. Tùy thuộc vào yêu cầu về nguồn điện và thời lượng sử dụng nguồn điện này, dung lượng của bộ pin và cấu hình của nó sẽ được xác định.
Công suất yêu cầu và thời lượng cũng sẽ xác định công suất của bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
Các tấm pin mặt trời và pin được kết nối thông qua bộ điều khiển sạc để pin hoặc các thiết bị không bị hỏng do điện áp hoặc dòng điện quá cao. Một lần nữa dòng điện từ pin sẽ là DC và DC này sẽ được chuyển đổi thành AC theo yêu cầu của bộ biến tần năng lượng mặt trời. Một số thiết bị hoạt động trên DC có thể được kết nối với bộ điều khiển sạc.
Người dùng không quen với việc kết nối pin nên tham khảo ý kiến của chuyên gia trước khi kết nối các pin với nhau để tạo một bộ pin phù hợp hoặc pin với bộ điều khiển sạc hoặc biến tần.
Pin gel có tốt cho năng lượng mặt trời không?
Đúng. Pin gel là loại được điều chỉnh bằng van và do đó yêu cầu bảo dưỡng gần như bằng không. Chúng cung cấp hiệu suất vượt trội trong các ứng dụng phao cũng như tuần hoàn mà không làm giảm độ tin cậy hoặc độ tin cậy trong suốt tuổi thọ của các tế bào. Các gai dương được làm bằng hợp kim chống ăn mòn đặc biệt với hàm lượng thiếc cao để mang lại hiệu suất tốt trong suốt thời gian sử dụng của tế bào.
Chúng rất phù hợp cho tất cả các ứng dụng lưu trữ năng lượng tái tạo, UPS, thiết bị chuyển mạch và điều khiển, các ứng dụng Tín hiệu & Viễn thông Đường sắt (S & T).
Các tế bào này được làm bằng các tấm hình ống được sản xuất bằng quy trình đúc khuôn áp suất cao và do đó cung cấp các vật đúc không có lỗ rỗng cho phép tuổi thọ hơn 20 năm. Chúng là các tế bào tích điện sẵn sàng sử dụng tại nhà máy mà không có sự phân tầng chất điện phân. Việc bổ sung nước định kỳ cồng kềnh (đổ đầy) đã được loại bỏ do cấu tạo VR.
Họ có các van được thiết kế đặc biệt với vật liệu chống cháy để các nguy cơ hỏa hoạn được loại bỏ hoàn toàn.
Tôi có thể sử dụng pin ô tô cho năng lượng mặt trời không?
Bất kỳ loại pin nào cũng có thể được sử dụng cho ứng dụng SPV. Ắc quy ô tô dùng để phóng điện với tốc độ cao nên được sản xuất với các tấm phẳng mỏng hơn. Do đó tuổi thọ của chúng trong các ứng dụng chu kỳ sâu sẽ rất kém.
Người ta có thể sử dụng chúng trong các ứng dụng quang điện mặt trời, nhưng không nên mong đợi tuổi thọ cao.
Tôi có thể sử dụng pin năng lượng mặt trời trong biến tần thông thường không?
Đúng. Cần có sự tương thích giữa biến tần và pin về điện áp. Biến tần phải có điện áp sạc tối đa là 2,25 đến 2,3 V trên mỗi cell (Vpc), nghĩa là 13,5 đến 13,8 V đối với pin 12V. Khi đó sẽ không gặp phải vấn đề gì.
Tôi có thể sử dụng pin biến tần thông thường cho ngân hàng pin năng lượng mặt trời không?
Đúng. Nhưng khía cạnh bảo trì sẽ gây ra nhiều vấn đề và cũng làm tăng chi phí so với pin năng lượng mặt trời. Nạp nước thường xuyên, làm sạch các thiết bị đầu cuối và vòng đệm, bu lông và đai ốc và sạc cân bằng định kỳ: đây là một số khía cạnh bảo trì.
Cần bao nhiêu pin cho một hệ thống năng lượng mặt trời 10 kW?
Các thông số kỹ thuật của pin cho hệ thống năng lượng mặt trời 10 kW (không nối lưới) nên được quyết định dựa trên một số thông số như yêu cầu về kW và kWh hàng ngày, công suất bảng điều khiển SPV, cách điện bằng năng lượng mặt trời, v.v.
Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống không nối lưới trên mái nhà có công suất 7,5 kw đến 10 kw (yêu cầu diện tích mái nhà từ 700 đến 1000 foot vuông) sử dụng hệ thống 120 V pin 150 Ah cùng với 16 mô-đun của tấm pin mặt trời 320 WP.
Hệ thống quang điện mặt trời nối lưới không yêu cầu bộ lưu trữ pin.
Làm thế nào để sạc nhiều pin với một bảng điều khiển năng lượng mặt trời?
Tất cả các bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời sẽ chỉ cho phép sạc một pin. Ngày nay, có những bộ điều khiển sạc có tùy chọn cung cấp khả năng sạc hai bộ pin dự phòng. Hai bộ pin được sạc riêng biệt bằng cách sử dụng cùng một bộ điều khiển và các tấm pin mặt trời. Có hai điểm kết nối pin riêng biệt trên bộ điều khiển sạc.
Trong trường hợp không có loại bộ điều khiển sạc trên, hai pin có thể được sạc từ một bảng điều khiển năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng hai bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời. Bộ điều khiển sạc đã được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong cấu hình này. Hai bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời theo dõi và kiểm soát hiệu quả riêng biệt để đảm bảo dòng điện sạc (ampe) và điện áp tối ưu.
Cần bao nhiêu tấm pin mặt trời để sạc một pin 12 vôn?
Một tấm pin mặt trời duy nhất là đủ để sạc pin 12V. Điện áp đầu ra từ bảng SPV phù hợp để sạc pin 12V và nằm trong khoảng từ 16 đến 17,3 V.
Dòng điện phụ thuộc vào số lượng pin mặt trời được kết nối song song. Mỗi tế bào SPV có thể tạo ra khoảng 0,55 đến 0,6 V (OCV) và dòng điện 2 A tùy thuộc vào kích thước của tế bào, cách điện mặt trời (tính bằng W / m 2 ) và điều kiện khí hậu.
35 ô trong chuỗi sản xuất 35 đến 40 W ở 17,3. Tế bào có đường kính 4 inch. Thông thường mô-đun năng lượng mặt trời
bảng điều khiển được lắp đặt trong một khung nhôm được định hướng đối mặt với đường xích đạo (phía nam) và nghiêng một góc khoảng 45 ° S.
Một tế bào 40 W có diện tích 91,3 cm 2 và hiệu điện thế là 21 V (OCV) và 17,3 V (OCV). Nó có thể tạo ra dòng điện 2,3 A.
Tương tự, bảng điều khiển 10 W sẽ cung cấp 10 Wh (0,6A @ 16,5V) trong một giờ theo tiêu chuẩn
điều kiện thử nghiệm (1000 W / m2 và 25C – tương đương với một giờ nắng ‘cao điểm’). Trong khoảng 5 giờ nắng tương đương vào mùa hè, nó sẽ cho 50 Wh.
Pin nào tốt nhất cho năng lượng mặt trời?
Pin điện phân bằng năng lượng mặt trời là loại tốt nhất để cân nhắc về chi phí.
Nhưng ngày nay, pin Li-ion với hiệu suất tốt hơn đang được người dùng ưa chuộng.
Một pin axit-chì 24 kWh bằng:
• 2.000 Ah ở 12 volt
• 1.000 Ah ở 24 vôn
• 500 Ah ở 48 vôn
Đối với cùng 24 kWh, pin Li-ion 13,13 kWh là đủ
• 1,050 Ah ở 12 volt
• 525 Ah ở 24 vôn
• 262,5 Ah ở 48 volt (https://www.wholesalesolar.com/solar-information/battery-bank-sizing)
Kích thước pin axit chì
10 kWh x 2 (cho độ sâu xả 50% ) x 1,25 (hệ số hiệu suất sạc 80%) = 25,0 kWh
Nhưng nếu chúng ta tính toán 80% DOD cho pin axit-chì chu kỳ sâu, thì lượng kWh yêu cầu sẽ thấp hơn.
10 kWh * 1,25 (hoặc 10 / 0,8) (cho độ sâu xả 80% ) nhân với 1,25 (hiệu suất sạc 80%), pin yêu cầu sẽ là 15,6 kWh
Kích thước pin Lithium-ion
10 kWh x 1,25 (cho độ sâu xả 80% ) x 1,05 (hệ số hiệu suất sạc 95%) = 13,16 kWh
Tôi có thể kết nối bảng điều khiển năng lượng mặt trời 24 V với pin 12V không?
Đúng. Nhưng chúng tôi phải bao gồm một bộ điều khiển sạc giữa bảng SPV và pin. Nếu không, pin có thể bị hỏng do sạc quá mức hoặc thậm chí có thể phát nổ, nếu điều kiện thuận lợi để tích tụ khí hydro trên mức giới hạn nguy hiểm và sinh ra tia lửa.
Sự khác biệt giữa pin năng lượng mặt trời và pin thường là gì?
Pin năng lượng mặt trời được làm bằng các tấm hình ống được sản xuất bằng quy trình đúc áp suất cao và do đó cung cấp các vật đúc không có lỗ rỗng cho phép tuổi thọ hơn 20 năm. Chúng là các tế bào tích điện sẵn sàng sử dụng tại nhà máy mà không có sự phân tầng chất điện phân. Việc bổ sung nước định kỳ cồng kềnh (đổ đầy) đã được loại bỏ do cấu tạo VR. Họ có các van được thiết kế đặc biệt với vật liệu chống cháy để các nguy cơ hỏa hoạn được loại bỏ hoàn toàn.
Pin gel là loại được điều chỉnh bằng van và do đó yêu cầu bảo dưỡng gần như bằng không. Chúng cung cấp hiệu suất vượt trội trong các ứng dụng phao cũng như tuần hoàn mà không làm giảm độ tin cậy hoặc độ tin cậy trong suốt tuổi thọ của các tế bào. Các gai dương được làm bằng hợp kim chống ăn mòn đặc biệt với hàm lượng thiếc cao để mang lại hiệu suất tốt trong suốt thời gian sử dụng của tế bào.
Ngược lại, các loại pin thông thường được làm bằng hợp kim thông thường cho lưới điện và tuổi thọ cũng không lâu hơn. Nhưng khía cạnh bảo trì sẽ gây ra nhiều vấn đề và cũng làm tăng chi phí so với pin năng lượng mặt trời. Nạp nước thường xuyên, làm sạch các thiết bị đầu cuối và vòng đệm, bu lông và đai ốc và sạc cân bằng định kỳ: đây là một số khía cạnh bảo trì.
Cách kết nối bảng điều khiển năng lượng mặt trời với pin để sạc bộ điều khiển:
Bộ điều khiển sạc sẽ được kết nối giữa bảng quang điện Mặt trời và pin
