כמה סוללות סולאריות צריך כדי להפעיל את הבית?

כאשר תשומת הלב העולמית לאנרגיה מתחדשת ממשיכה לגדול, מערכות אחסון סוללות סולאריות הפכו לבחירה מרכזית עבור משקי בית הרודפים אחר עצמאות אנרגטית, חיסכון בעלויות ואחריות סביבתית.

קביעת המספר הנכון של סוללות סולאריות דורשת ניתוח שיטתי של צרכי האנרגיה, רכיבי המערכת ותרחישי השימוש. מאמר זה מפרק את גורמי ההשפעה העיקריים ואת שיטות החישוב כדי לעזור לך לענות על שאלת הליבה: כמה סוללות סולאריות באמת צריך הבית שלך?

למה להתקין סוללות סולאריות לצרכי החשמל הביתיים שלך?

סוללות סולאריות משמשות כ"מאגר אנרגיה" של מערכות פוטו-וולטאיות למגורים. הם לא רק מתייחסים לאופי הקטנה של ייצור חשמל סולארי אלא גם פותחים מספר ערכים מעשיים:

עצמאות אנרגטית: צמצם את ההסתמכות על רשת החשמל והבטח אספקת חשמל רציפה במהלך הפסקות חשמל או כשלים ברשת.

חיסכון בעלויות: אחסן עודפי אנרגיה סולארית שנוצרת במהלך היום לשימוש בלילה, הימנע מתעריפי חשמל-שיא, ומקסם את ניצול הכוח-שנוצר בעצמו.

הגנה על הסביבה והפחתת פליטות: שפר את יעילות הניצול של אנרגיה סולארית נקייה והפחת את פליטת הפחמן הקשורה לרשת החשמל.

גיבוי לשעת חירום: ספק כוח אמין לעומסים קריטיים כגון מקררים, ציוד רפואי ומכשירי תקשורת במצבי חירום.

גילוח שיא ומילוי עמק: נצל את הזמן-של-שימוש במנגנוני תמחור חשמל כדי לאגור אנרגיה בתקופות-שיא (מחיר נמוך-נמוך) והשתמש בה בתקופות שיא (-מחיר גבוה), תוך הפחתת הוצאות חשמל-ארוכות טווח.

כיצד לחשב את צריכת החשמל היומית של הבית שלך כדי לקבוע את צרכי הסוללה?

צריכת החשמל היומית היא הנתונים הבסיסיים לחישוב דרישות הסוללה, המשקפות ישירות את כמות האנרגיה הכוללת שבנק הסוללות צריך לאגור.

שיטת חישוב: רשום את כל המכשירים החשמליים ורשום את ההספק הנקוב שלהם ושעות השימוש היומיות. יחידת ההספק הנקוב היא וואט (W). חשב את צריכת החשמל היומית הכוללת באמצעות הנוסחה: צריכת חשמל יומית (kWh)=Σ (הספק מכשיר (kW) × שעות שימוש יומיות (h)).

דוגמה: מקרר 150W פועל במשך 24 שעות + 5 נורות LED (10W כל אחת) בשימוש 5 שעות + נתב 10W פועל למשך 24 שעות. תהליך החישוב הוא 0.15kW × 24h + 0.05kW × 5h + 0.01kW × 24h, וכתוצאה מכך 4.09kW ליום.

הערות: הבדיל בין עומסים קריטיים לעומסים לא-קריטיים. עומסים קריטיים מתייחסים למכשירים החיוניים לשימוש במהלך הפסקות חשמל. שמור מרווח של 10%-20% כדי להתמודד עם דרישות חשמל בלתי צפויות ואובדן מערכת.

כיצד קיבולת פאנל סולארי משפיעה על מספר הסוללות הנדרשות?

קיבולת הפנל הסולארי ואחסון הסוללות תלויים זה בזה. פאנלים סולאריים אחראים לייצור אנרגיה לטעינה, וגודלם משפיע ישירות על תצורת הסוללה.

עקרון ההתאמה: הספק הכולל של פאנלים סולאריים חייב להספיק כדי לכסות את צריכת החשמל היומית של משק הבית ולטעון את הסוללות במלואן בתוך שעות השמש הזמינות.

נוסחת חישוב: הספק נדרש של פאנל סולארי (W) ≈ (צריכת חשמל יומית (kWh) + קיבולת טעינה יומית של הסוללה (kWh)) ÷ (שיא שעות אור שמש מקומיות (h) × יעילות המערכת). יעילות המערכת נעה בין 0.8 ל-0.85.

משמעות מעשית: קיבולת לא מספקת של פאנלים סולאריים תוביל לטעינה לא מספקת של הסוללה, שיידרשו סוללות נוספות כדי לפצות על פער האנרגיה. קיבולת עודפת ללא רגולציה סבירה עלולה לגרום לטעינת יתר ובזבוז משאבים. לדוגמה, משק בית עם צריכת חשמל יומית של 10kWh ו-4 שעות של אור שמש שיא זקוק לכ-4kW של פאנלים סולאריים כדי לטעון באופן יציב את בנק הסוללות התומך.

כמה שעות של אור שמש דרושות לטעינה מלאה של סוללות סולאריות?

זמן הטעינה שלסוללות סולאריותתלוי בשלושה גורמי ליבה ומשתנה באופן משמעותי לפי אזור:

גורמי ליבה משפיעים: הספק של פאנל סולארי, קיבולת סוללה ושעות אור שמש מקומיות. כוח פאנל סולארי גבוה יותר מקצר את זמן הטעינה; קיבולת סוללה גדולה יותר דורשת יותר אנרגיה; שעות שיא השמש המקומיות מתייחסות למשך היומי שבו עוצמת אור השמש מספיקה לטעינה יעילה.

חישוב כללי: זמן טעינה (h) ≈ קיבולת הסוללה (kWh) ÷ (הספק של פאנל סולארי (kW) × יעילות טעינת המערכת). יעילות הטעינה של המערכת נעה בין 0.8 ל-0.9.

התייחסות אזורית: ברוב האזורים בסין יש 3-5 שעות של אור שמש שיא מדי יום, בעוד אזורים כמו שינג'יאנג וטיבט יכולים להגיע ל-5-6 שעות. אזורים גשומים בדרום עשויים להיות רק 2.5-3.5 שעות. סוללה של 10kWh בשילוב עם פאנל סולארי של 4kW ניתנת לטעינה מלאה תוך כ-3-4 שעות בתנאים אידיאליים של 4 שעות של אור שמש שיא.

כמה סוללות סולאריות צריך כדי להפעיל בית 24/7?

כדי להשיג אספקת חשמל של 24 שעות, סוללות חייבות לאגור מספיק אנרגיה לשימוש בלילה. החישובים צריכים לשקול את צריכת החשמל בפועל ויעילות המערכת:

נוסחה בסיסית: קיבולת סוללה נומינלית נדרשת (kWh) גדולה או שווה ל (צריכת חשמל יומית כוללת (kWh) × יום אחד) ÷ (עומק פריקת סוללה × יעילות פריקה). יעילות הפריקה היא 0.9.

הבדלים בין סוגי הסוללות: לסוללות ליתיום ברזל פוספט, הנפוצות במשקי בית, יש עומק פריקה של 80%-90%, בעוד שסוללות ג'ל בעלות עומק פריקה של כ-50%.

דוגמה מעשית: משק בית עם צריכת חשמל יומית של 4.09kWh משתמש בסוללות ליתיום ברזל פוספט עם עומק פריקה של 90%. הקיבולת הנדרשת מחושבת כ-4.09 ÷ (0.9 × 0.9), וכתוצאה מכך כ-5.05kWh. אתה יכול לבחור מודול סוללה אחד של 5kWh או שני מודולים של 3kWh כדי להגדיל את היתירות.

אחסון חשמל לילי: כמה סוללות אתה באמת צריך?

אחסון חשמל לילי מתמקד בעומסים חיוניים, מה שהופך את החישובים לממוקדים יותר מאשר אספקת חשמל מלאה של 24 שעות ביממה:

שלב 1: זיהוי עומסי לילה. התמקד במכשירי 统计 המשמשים לאחר השקיעה, כגון תאורה, טלוויזיות, נתבים ומקררים הפועלים בלילה.

שלב 2: חשב את צריכת החשמל בלילה. סכמו את צריכת האנרגיה של מכשירים המשמשים אך ורק בלילה. לדוגמה, צריכת האנרגיה של 5 נורות לד היא 0.25kWh, טלוויזיה היא 0.24kWh, ומקרר הוא 0.5kWh, מה שמביא לצריכת חשמל בלילה של 0.99kWh.

שלב 3: קבע את מספר הסוללות. באמצעות הנוסחה הנ"ל, משק בית עם צריכת חשמל לילית של 1kWh זקוק לסוללת ליתיום ברזל פוספט של 1.3-1.5kWh, תוך התחשבות בעומק הפריקה והיעילות. רוב משקי הבית דורשים קיבולת סוללה של 3-10kWh לאספקת חשמל אמינה בשעות הלילה, המקבילה ל-1-2 מודולים סטנדרטיים של 5kWh.

הערכת דרישות אחסון סוללה עבור הפסקות חשמל מרובות-יום

עבור אזורים המועדים להפסקות חשמל ממושכות, הסוללות חייבות לכסות את צורכי החשמל של עומסים קריטיים למשך מספר ימים:

נוסחת ליבה: קיבולת סוללה (kWh) גדולה או שווה ל (צריכת חשמל יומית של עומסים קריטיים (kWh) × ימי הפסקה צפויים) ÷ (עומק פריקה × יעילות פריקה).

פרמטר מרכזי: "ימי ההפסקה הצפויים" נעים בדרך כלל בין 3 ל-5 ימים. זה 3 ימים עבור אזורים רגילים ויותר מ-5 ימים עבור אזורים מרוחקים או{5}}מועדים לפורענות.

חישוב לדוגמה: משק בית עם צריכת חשמל יומית של 2kWh לעומסים קריטיים מתכונן להפסקת חשמל של 3 ימים ומשתמש בסוללות ליתיום ברזל פוספט בעומק פריקה של 80%. הקיבולת הנדרשת מחושבת כ-(2 × 3) ÷ (0.8 × 0.9), וכתוצאה מכך כ-8.33kWh. בחירה בשני מודולים של 5kWh, עם קיבולת כוללת של 10kWh, יכולה לספק יתירות מספקת.

שיעורי אחסון סוללות סולאריות וזמן--שימוש: מה שאתה צריך לדעת

זמן-שימוש-מנגנוני תמחור חשמל יוצרים הזדמנויות-לחיסכון בעלויות עבור אחסון סוללה, כאשר הליבה היא אחסון אנרגיה בתקופות-שפל ושימוש בה בתקופות שיא:

הבן את מנגנון התמחור: כוח הרשת מחולק לתקופות שיא, שטוח ועמק, כאשר מחירי החשמל המתאימים הם גבוהים, בינוניים ונמוכים בהתאמה. תקופות השיא בדרך כלל תואמות לשיא צריכת החשמל הביתי בערב, מ-17:00 עד 22:00; תקופות העמק הן לרוב מאוחרות בלילה, מ-23:00 עד 7:00 למחרת.

בחירת קיבולת סוללה: כדי לחסוך כסף באמצעות ארביטראז' שיא-בעמק, קיבולת הסוללה חייבת להתאים לכמות החשמל המתוכננת לעבור מתקופות עמק לשיא. לדוגמה, משק בית עם צריכת חשמל של 8kWh בתקופות שיא זקוק לסוללה של כ-10kWh, תוך התחשבות בהפסדי יעילות.

דרישות תיאום מערכת: נדרש מהפך היברידי לשליטה אוטומטית בטעינה ופריקה של הסוללה. הבטח טעינה בתקופות עמק (באמצעות אנרגיה סולארית או רשת) ופריקה בתקופות שיא כדי למקסם את ההשפעות החיסכון בעלויות-.

אסטרטגיות לקיזוז צריכת האנרגיה הביתית שלך באמצעות סוללות סולאריות

כדי למקסם את הקיזוז של צריכת החשמל ברשת, יש צורך לתאם פאנלים סולאריים, סוללות והרגלי שימוש בחשמל ולגבש אסטרטגיות ממוקדות:

תעדוף צריכה עצמית-: השתמש בעודף אנרגיה סולארית כדי לטעון סוללות במהלך היום והשתמש בחשמל מאוחסן בלילה במקום בחשמל לרשת, תוך צמצום ההסתמכות על זמן שיא- וכוח רשת רגיל.

העברת עומסים: התאם את זמן השימוש במכשירי-הספק גבוה כגון מכונות כביסה ומחממי מים לתקופת השיא של ייצור חשמל סולארי במהלך היום, תוך צמצום הצורך בסוללות לאחסון חשמל לעומסים אלו.

מטב את מחזור הסוללה: הימנע מפריקות עמוקות תכופות, למעט סוללות ליתיום ברזל פוספט. שמור על רמת הספק בין 20% ל-80% כדי להאריך את חיי הסוללה ולהבטיח אספקת אחסון אנרגיה לצרכים קריטיים.

ניטור מערכת: השתמש בכלי ניטור חכמים כדי לעקוב אחר נתוני ייצור חשמל, אחסון וצריכה, להתאים את דפוסי השימוש בחשמל והגדרות המערכת ולשפר את יעילות ההיסט.

מדוע עודף אנרגיה סולארית יכול להשפיע על ביצועי הסוללה?

ללא ניהול סביר, ייצור סולארי עודף עלול לפגוע בסוללות ולהפחית את יעילות המערכת:

סיכון טעינת יתר: כאשר הכוח שנוצר על ידי פאנלים סולאריים חורג מיכולת אחסון הסוללה ואין חיבור לרשת או צריכת עומס, הסוללה עלולה להיטען יתר על המידה, לגרום נזק לתאים ולקצר את אורך חייהם.

חוסר יעילות של המערכת: אנרגיה עודפת שאינה מנוצלת מתבזבזת, דבר שכיח יותר במערכות מחוץ לרשת, או שיש לטפל בה באמצעות מנגנוני עוקף, מה שמגביר את הפסדי האנרגיה.

הצטברות חום: טעינת יתר מתמשכת או זרמי טעינה גבוהים מייצרים עודף חום, משפילים את חומרי הסוללה ומהווים סכנות בטיחותיות.

Preventive measures: Install a Maximum Power Point Tracking (MPPT) solar charge controller with a conversion efficiency of >95% לוויסות זרם הטעינה. השתמש במהפך עם פונקציונליות חיבור-לרשת או הגדר מערכת ניהול עומסים כדי להפנות מחדש את האנרגיה העודפת למכשירים בעלי הספק גבוה- כאשר הייצור הוא עודף.

מַסְקָנָה

מספר הסוללות הסולאריות הנדרשות להפעלת הבית אינו ערך קבוע. זה תלוי בצריכת החשמל היומית, קיבולת הפנל הסולארי, תנאי אור השמש המקומיים, יעדי השימוש וטכנולוגיית הסוללה.

יעדי השימוש כוללים אספקת חשמל לשעת חירום, שיא-ארביטראז' בעמק וחיים מחוץ לרשת-. השלבים העיקריים הם: חישוב צרכי האנרגיה בפועל, בירור עומסים חיוניים, התחשבות ביעילות המערכת ומאפייני הסוללה, ושפוט מקיף בשילוב עם תנאים אזוריים כגון משך אור השמש ומדיניות תמחור חשמל.

עבור רוב משקי הבית העירוניים המחפשים אספקת חשמל 24 שעות ביממה ו-1-3 ימים של גיבוי חירום, מספיק בנק סוללות ליתיום ברזל פוספט של 5-15kWh, המקביל ל-1-3 מודולים סטנדרטיים של 5kWh, בשילוב עם מערכת פאנלים סולאריים של 3-8kW.

משקי בית מחוץ לרשת- או בעלי צריכת חשמל גבוהה דורשים קיבולת גדולה יותר, בדרך כלל מעל 20kWh. מומלץ להתייעץ עם מתקינים מקצועיים עבור הערכות- באתר ותצורות מותאמות אישית כדי לאזן בין ביצועים, עלות ואמינות.