اختيار نظام طاقة شمسية كامل مع عاكس وبطارية

يجب اعتبار نظام الطاقة الشمسية مع عاكس وبطارية كنظام واحد، وليس نظامين منفصلين. سيكون وقت النسخ الاحتياطي للبطارية قصيرا إذا كانت البطارية صغيرة جدا، ولن تدعم طاقة العاكس الأحمال إذا كان تيار BMS للبطارية غير كاف.

هناك خمس علاقات حاسمة لاختيار النظام بنجاح: طاقة العاكس مقابل الحمل، سعة البطارية مقابل وقت تشغيل البطارية، جهد البطارية مقابل إدخال العاكس، تيار BMS مقابل الطلب على تفريغ البطارية، وبروتوكول الاتصال مقابل استراتيجية التحكم.

لذا الأمر لا يتعلق بمواصفات عاكس أو بطارية فردية، بل بخدمة الطاقة المطلوبة.

ما هو نظام الطاقة الشمسية العاكس والبطارية؟

يحول العاكس الكهرباء المستمرة التي تولدها البطارية أو المصفوفة الكهروضوئية إلى كهرباء تيار متردد لاستخدامها في الأجهزة المنزلية. يمكنه أيضا التعامل مع الشحن، ومدخلات المرافق، ومدخلات المولد، ونقل النسخ الاحتياطي، حسب الطراز.

يتم تخزين الطاقة في البطارية لاستخدامها بعد غروب الشمس، أو خلال الأوقات الغائمة، أو عند أسعار الكهرباء العالية، أو أثناء انقطاع الكهرباء من المرافق. يتم تحديد كمية الطاقة التي يمكن أن توفرها بناء على سعتها، وسرعة شحنها أو تفريغها يحددها نظام BMS.

يشكل المكونان جزء التحكم والتخزين في نظام الطاقة الشمسية. تخزين الطاقة السكنية مع ساندي سولار تقدم مثالا على استخدام الطاقة الشمسية المخزنة لاستخدام الطاقة المنزلية والنسخ الاحتياطي.

وصف الوظيفة الأساسية للنظام

قد يكون نظام تقليل فاتورة الكهرباء نظاما مختلفا عن نظام النسخ الاحتياطي الطارئ أو نظام خارج الشبكة.

إحدى الطرق لتحقيق نظام الاستهلاك الذاتي هي تخزين الطاقة المنتجة خلال النهار واستخدامها بعد حلول الظلام. يخزن نظام وقت الاستخدام الطاقة أو يطلقها في الأوقات التي تكون فيها الطاقة الكهربائية رخيصة، ويطلقها عندما تكون معدلات الشحن مرتفعة.

يوفر نظام النسخ الاحتياطي جزءا من احتياطي البطارية عند انقطاع الكهرباء. يحتاج النظام خارج الشبكة إلى مراعاة جميع الأحمال المطلوبة، بالإضافة إلى الطقس وكمية الشحن التي يتلقاها.

يمكن لنظام واحد أن يخدم عدة وظائف، لكن من المهم أن يقرر المشتري ما هو الأهم. سيؤثر ذلك على احتياطي البطارية، وجدول الشحن، ووضع تشغيل العاكس، والسعة اليومية.

تحديد حجم العاكس للأحمال المتزامنة

يجب تحديد قدرة العاكس بناء على أكبر مجموعة من الأحمال التي ستكون مفعلة في أي وقت. مجموع جميع تصنيفات الأجهزة غير واقعي عموما، واستخدام الطلب المتوسط قد يقلل من تقدير القمم القصيرة.

قسم الأحمال إلى أحمال مستمرة، متقطعة وأحمال محركية. الثلاجات وأنظمة الضخ والتكييف تحتاج إلى طاقة تشغيل إضافية، حتى لو كانت الطاقة المستخدمة أثناء التشغيل ليست كبيرة.

يجب أن يوفر العاكس الجهد والتردد والطور المناسب للتيار المتردد لسوق وجهته. قد تكون هناك حاجة إلى تقسيم الطور 120/240 فولت للسوق الأمريكية الشمالية، والعديد من الأسواق الأخرى ستكون 230 فولت أحادي الطور.

سانديسولار محفظة العاكس خارج الشبكةيتميز بتركيبات مختلفة من الخرج والجهد النظامي للمنازل.

احسب سعة البطارية حسب متطلبات وقت التشغيل.

عادة ما تقاس الكهرباء المخزنة في البطاريات بالكيلوواط-ساعة:

على سبيل المثال، إذا كانت بطارية لديها جهد اسمي 12، وسعة أمبير-ساعة 200، فإن طاقة البطارية تكون 12 × 200 أو 2400 أمبير-ساعة.

السعة المقدرة للبطارية حوالي 10.24 كيلوواط ساعة. خسائر الوقوف وفقدان الطاقة بسبب خسائر وزارة الدفاع والعاكس تقلل من الطاقة المتاحة لأحمال التيار المتردد.

يمكن تقدير زمن التشغيل من خلال:

مدة التشغيل هي عدد الساعات التي توفر فيها البطارية طاقة مفيدة، بناء على متوسط الحمل.

قد تتمكن بطارية بحجم 10 كيلوواط ساعة من تشغيل الأجهزة الحيوية لساعات عديدة، لكنها قد تنفد الطاقة بسرعة إذا كانت سخانات الفضاء الكهربائية أو التبريد أو معدات الطهي تعمل على مدار الساعة.

يجب أن تعتمد سعة البطاريات على ساعات النسخ الاحتياطي أو استهلاك المشروع ليلا، وليس بالضرورة على تصنيف العاكس kW.

مطابقة الجهد والتيار – وليس فقط السعة

الجهد الاسمي لبنك البطارية هو نفسه جهد الإدخال المستمر للعاكس. عادة ما يستخدم عاكس من فئة 48 فولت مع بطارية LiFePO4 بجهد 51.2 فولت، لكن من المهم أن تتداخل نطاقات تشغيل الجهد وشحن الجهد أيضا.

العلاقة الحالية بين الممثل مهمة أيضا. على سبيل المثال، إذا كانت البطارية تنتج 51.2 فولت و5 كيلوواط، فستحتاج إلى حوالي 98 أمبير قبل فقدان التحويل. مع زيادة الإنتاج، يزداد التيار.

يجب أن تكون جميع مكونات البطارية (BMS، الأطراف، الكابلات، الفيوز، وجهاز الفصل) قادرة على التعامل مع التيارات المستمرة وذروتها. حتى لو كانت سعة الكيلوواط ساعة للبطارية كافية، يمكن للبطارية أن تنطفئ إذا تم تجاوز حد التفريغ-التيار.

تحقق من تواصل BMS

لن تضمن التوافق الكامل للنظام ما لم يتم ضمان توافق الجهد. بالنسبة لبطارية ليثيوم وعاكس، قد يكون الاتصال عبر CAN أو RS485 مطلوبا لنقل بيانات حالة الشحن، ودرجة الحرارة، والإنذار، وبيانات الحد التياري.

تحقق من بروتوكول الاتصال، ونوع المنفذ، وتوزيع دبابيس الكابل، وإعداد البطارية المعتمد. حتى لو كان الكابل يتناسب فعليا، قد يكون هناك تعريف دبوس مختلف أو بروتوكول برمجي مختلف للكابل.

بمجرد إعداد الاتصال بشكل صحيح، يمكن للعاكس التكيف مع الشحن/التفريغ بناء على حدود BMS الفعلية. إذا لم يتم استخدام الاتصال، قد يضطر الفني لبرمجة إعدادات متحفظة تعتمد على الجهد.

سانديسولار عائلة بطاريات LiFePO4يتكون من نسخ مختلفة من أنظمة تخزين الطاقة بالجهد المنخفض والعالي.

مطابقة قوة شحن البطارية مع تيار الحمل.

سرعة شحن البطارية بعد الاستخدام أثناء الليل أو بعد انقطاع الكهرباء تحدد حسب طاقة الشحن. لكن تيار الشحن في العاكس لا يمكن استخدامه تلقائيا.

يتم تحديد الحد الأقصى للتيار بناء على حجم البطارية، وقيود BMS، ودرجة حرارة الخلية، والتوصيات. الشحن بمعدل بطيء جدا قد لا يسمح بالتعافي الكامل قبل المساء التالي، والشحن بسرعة كبيرة قد يسبب الحماية أو الضغط على البطارية.

يمكن أيضا توزيع الطاقة الشمسية على كل من الأحمال التشغيلية في المنزل وشحن البطاريات. طاقة الشحن الصافي للبطاريات، إذا استهلكت الأحمال النهارية معظم مخرج مصفوفة الطاقة الشمسية، ستكون أقل من الطاقة الاسمية للطاقة الكهروضوئية.

أعط الأولوية للطاقة وحدد أهدافا للطاقة.

عادة ما يكون لدى العاكس الهجين القدرة على برمجة استخدام الطاقة الشمسية أو بطارية أو الطاقة من المرافق أولا. هذه الإعدادات هي ما سيفعله النظام خلال النهار.

التشغيل بالطاقة الشمسية أولا هو تشغيل الأحمال باستخدام الطاقة الكهروضوئية المتاحة قبل شحن البطارية. التشغيل مع النسخ الاحتياطية يحافظ على الحد الأدنى من SOH. التشغيل بمدة الاستخدام: يحدد جداول شحن وتفريغ البطاريات بناء على تكاليف الكهرباء.

يجب أن يكون الوضع الصحيح ممثلا للاستخدام الأساسي للنظام. قد تؤدي الأولويات المختارة بشكل خاطئ إلى نفاد الطاقة في البطارية قبل الانقطاع أو إلى نقص في توفير الطاقة بين الانقطاعات.

خطة المراقبةو حماية المنتج

يجب أن تشمل المراقبة مدخلات الطاقة الشمسية، والحمل المنزلي، وشحن البطارية، والتفريغ وحالة الشحن، وسجلات الإنذارات. الوصول عن بعد مهم للمركبين الذين يخدمون العديد من الأنظمة أو المواقع البعيدة جدا عن مواقع الخدمة.

يمكن أن تتكون الحماية من قواطع كهربائية ذات تصنيف مناسب، وفيوزات، وفصلات تيار مستمر، وحماية من التيار الكهربائي، والتأريض. الحماية من البطارية التي يوفرها نظام BMS ليست بديلا عن الحماية المقدمة على مستوى النظام.

يتم تحديد حجم الكابل بناء على أقصى تيار ومسافة وانخفاض الجهد المقبول. يجب شد جميع الأطراف بشكل صحيح لأن الاتصالات ذات التيار المستمر عالي التيار الفضفاض قد تسبب حرارة وخطيرة.

استخدم النظام الكامل لجمع البيانات.

يجب تشغيل العاكس والبطارية معا معا. تحقق من قطبية التيار المستمر، جهد البطارية، حالة الاتصال، حدود الشحن، حدود التفريغ، وقراءات حالة الشحن قبل تطبيق الأحمال الكبيرة.

اختبر كل من هذه العمليات بشكل مستقل: الشحن الشمسي، شحن المرافق، وتفريغ البطارية. ثم قم بتشغيل أكبر حمل متوقع وتحقق من حالة الجهد والتيار وBMS.

يجب تأكيد تشغيل النقل وسلوك الدوائر الاحتياطية من خلال انقطاع الشبكة المحاكى. الاسترداد بعد عودة الكهرباء — تأكد من اختبار ذلك وكذلك عند حدوث الفشل.

ال مركز التحميليمكن استشارة سانديسولار لتحميل وثائق المنتج ذات الصلة قبل التركيب.

الخاتمة

يتم مطابقة العاكس والبطارية كنظام طاقة شمسية منسق، مما يضمن موثوقية استهلاك الطاقة. تشير طاقة العاكس إلى الأحمال التي ستتمكن من تشغيلها، وسعة البطارية تشير إلى مدة العمل.

العوامل الأخرى التي يجب مطابقتها هي الجهد، تيار BMS، الاتصالات، طاقة الشحن وأولويات التشغيل. إذا تم التحقق من هذه الواجهات قبل الشراء، يمكن تركيب النظام النهائي وتشغيله وتوسيعه بسهولة.

الأسئلة الشائعة

س1. هل يجب أن تكون سعة البطارية مساوية للعاكس؟

ليس بشكل مباشر. تقاس قدرة العاكس بالكيلوواط، بينما تقاس سعة البطارية بالكيلوواط الساعة: الأولى مرتبطة بمقدار الحمل الذي يمكن للبطارية تحمله؛ الثانية بمدة بقاء البطارية.

س2. هل من الممكن استخدام أي بطارية 48 فولت مع عاكس 48 فولت؟

ليس تلقائيا. تحقق من مدى الجهد، تيار BMS، حدود الشحن وبروتوكول الاتصال CAN أو RS485.

س3. ما حجم البطارية الذي تحتاجه للنسخة الاحتياطية المنزلية؟

متوسط التحميل الأساسي مضروبا في عدد ساعات النسخ الاحتياطي. ثم يأخذ في الاعتبار عمق التفريغ وفقدان العاكس.

س4. هل من الممكن أن يعمل النظام بدون اتصال BMS؟

قد تعمل بعض الأنظمة بالجهد الكهربائي، لكن قد تكون الوظائف محدودة. يوفر الاتصال المباشر دقة أكبر من حيث معلومات التحكم والأعطال.

س5. هل هناك بطاريات إضافية يمكن إضافتها لاحقا؟

نعم، بشرط أن يكون العاكس والبطارية قابلين للتوسع. استخدم الطرازات المناسبة وامتثال لمواصفات التوصيل المتوازي من الشركة المصنعة.