فروشگاه اینترنتی نشر سولار
0 محصولات نمایش سبد خرید

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

آموزش طراحی سیستم خورشیدی با مثال

 

اولین قدم در طراحی سیستم خورشیدی آفگیرید بدست آوردن میزان توان مصرفی روزانه میباشد.میزان توان مصرفی روزانه برابر است با مجموع توان وسایلی که به صورت روزانه از آن ها استفاده می شوند.در هنگام طراحی سیستم خورشیدی آفگیرید می بایست برداشتی صحیح از توان مصرفی دستگاه های مورد نیاز و همچنین میزان ساعت استفاده از آن ها داشته باشید.این اطلاعات ؛ پایه و اساس تمامی محاسبات آتی شما خواهد بود.در برخی از سیستم ها ؛ انرژی خورشیدی به عنوان نیروی پشتیبان مصرف کننده ها ، و در برخی دیگر به عنوان منبع اصلی تأمین انرژی مصرف کننده ها استفاده میشود.در صورتی که  می خواهید از انرژی خورشیدی برای پشتیبانی برق برخی از وسایل استفاده کنید می بایست تنها توان و ساعت روشن بودن آن دستگاه ها را مورد نظر قرار دهید.درحالتی که سیستم خورشیدی به عنوان منبع اصلی برای تأمین انرژی برق مورد نیاز شما می باشد می بایست توان تمامی دستگاه های مورد نیاز خود را در نظر بگیرید.

توان مورد نیاز خود را اندازه گیری کنید

پس از مشخص کردن توان و ساعت استفاده از وسایل مورد نیاز قدم بعدی در طراحی سیستم خورشیدی به دست آوردن میزان باطری مورد نیاز می باشد . توجه کنید که در هنگام محاسبه ، توان تمامی دستگاه ها را در نظر بگیرید.توان مصرفی دستگاه های کوچکی مثل تلفن همراه و یا رادیو نیز در هنگام محاسبه مجموع توان مورد نیاز مهم می باشد .

در سیستم خورشیدی آفگیرید توان مورد نیاز دستگاه ها در طی روز توسط پنل ها در باطری ذخیره میگردد.برای کاهش هزینه های اولیه راه اندازی سیستم می بایست بهینه ترین راه را برای نیاز های خود انتخاب کنیم.برای مثال : نور تولیدی توسط یک لامپ LED 12 وات برابر است با یک لامپ رشته ای ۱۰۰ وات اما با مصرف کمتر ۸۸ وات.قبل از نهایی سازی توان مورد نیاز خود،دستگاه های مصرف کننده را به خوبی بررسی کنید و تا جایی که امکان پذیراست از جایگزین هایی با مصرف انرژی بهینه تر استفاده نمایید.این امر باعث کاهش چشم گیر هزینه های اولیه راه اندازی سیستم خورشیدی می گردد.

در ادامه به بررسی برخی از دستگاه هایی که توان مصرفی آن ها تأثیر بسزایی در طراحی سیستم خورشیدی دارند می پردازیم:

پمپ ها: در بسیاری از باغ ها و ویلاها پمپ ها تنها راه حل ایجاد فشار آب برای ساختمان میباشند. پمپ ها مصرف کننده های مهمی در طراحی سیستم های خورشیدی میباشند چرا که میزان توان مصرفی آن ها بالا می باشد.همچنین در صورت نیاز به استفاده از پمپ در یک سیستم خورشیدی اینورتر سیستم نیز می بایست با توجه به توان پمپ به درستی انتخاب گردد.برای بدست آوردن توان مصرفی پمپ می توانید پلاک نصب شده بروی آن را بررسی کنید.همچنین درصورتی که هنوز اقدام به خریداری پمپ نکرده اید اما در آینده مایل به استفاده از آن درسیستم خورشیدی خود می باشید می بایست با یکی از فروشندگان پمپ های آب خانگی تماس گرفته و توان مصرفی دستگاه را بررسی کنید و آن را در طراحی سیستم خورشیدی خود لحاظ کنید.

یخچال و روشنایی: یخچال ها و لامپ در اکثر سیستم های خورشیدی حضور دارند . محاسبه درست توان مصرفی آن ها امری ضروری در طراحی سیستم خورشیدی می باشند.

مصرف کننده های دائمی: برخی از مصرف کننده ها به صورت دائمی مورد استفاده قرار می گیرند.دوربین های مداربسته و یا برخی از لامپ ها می بایست به صورت ۲۴ ساعته در هفت روز هفته روشن باشند.نوع دیگری از مصرف کننده های دائمی عبارتند از نمایشگرماکروفر،چراغ های چشمک زن برخی از وسایل آشپزخانه و…در طراحی سیستم خورشیدی می بایست توجه ویژه ای به این نوع مصرف کننده ها داشت این نوع مصرف کننده ها به صورت دائمی در مدار حضور دارند و این امر مانع از خاموش شدن اینورتر میگردد.به همین خاطر راندمان اینورتر در طول زمان کاهش میابد و موجب آسیب دیدگی به آن میگردد.

نکته : یکی از وسایلی که هرگزنباید در سیستم های خورشیدی آفگیرید مورد استفاده قرار گیرد بخاری های برقی می باشند.این نکته همچنین برای وسایلی مانند کتری های برقی و اجاق های برقی نیز صادق می باشد.در صورت نیاز به استفاده از این دستگاه ها توصیه میگردد از جایگزین های مبتنی برسوخت مانند اجاق های گازی استفاده گردد.
نکته : درصورت طراحی سیستم خورشیدی به عنوان بکاپ برق خانه ی خود می بایست توان دستگاه هایی مانند پمپ آب،یخچال،روشنایی و یک خروجی برای شارژ دستگاه هایی مانند تلفن همراه و رادیو در نظر بگیرید.

نکته : در صورت استفاده از سیستم خورشیدی به عنوان تنها منبع انرژی باید به این نکته توجه داشته باشید که سیستم خورشیدی آفگیرید با برق شهری تفاوت بسیاری دارد.برای درک بهتر این تفاوت منبع آبی با ظرفیت ۱۰۰۰لیتر را در نظر بگیرید،استفاده از آب موجود در منبع به شما بستگی دارد،شما میتوانید ۱۰۰۰ لیتر را در ۱ ساعت و یا در ۱۰ ساعت به صورت کامل استفاده کنید.اما نمیتوانید انتظار ۲۰۰۰ لیتر آب از منبع آب ۱۰۰۰ لیتری داشته باشید.به همین ترتیب در صورتی که سیستم شما برای مثال تنها برای روشن سازی یخچال و لامپ طراحی شده است نمیتوانید از آن انتظار روشن سازی دستگاه جوش را داشته باشید.

نکته : برخی از مصرف کننده ها می توانند از برق DC برای روشن سازی خود استفاده کنند.برای اطلاع از تفاوت برق DC  و AC  کلیک کنید.در صورتی که یخچال و یا لامپ های شما می توانند از برق DC استفاده کنند آن ها را در جدولی جدا طبقه بندی کنید.مصرف کننده های DC می توانند انرژی را به صورت مستقیم از باطری دریافت کنند که این امر باعث ایجاد تفاوت در هنگام انتخاب اینورتر میگردد.

مشخص کردن میزان متوسط انرژی مصرفی روزانه

برای بدست آوردن میزان متوسط انرژی مصرفی روزانه در واحد کیلووات ساعت می بایست اطلاع دقیقی از توان مصرفی دستگاه ها ،میزان ساعت استفاده در روز و همچنین تعداد استفاده از دستگاه درهفته را داشته باشیم.برخی از دستگاه ها ممکن است تنها یک بار در هفته مورد استفاده قرار گیرند.برخی دیگر ممکن است به صورت روزانه مورد استفاده قرار گیرند.برای بدست آوردن میزان متوسط انرژی روزانه از فرمول زیر استفاده می کنیم:

میزان انرژی=(توان مصرفیXساعت استفاده روزانهXتعداد روز در هفته)÷۷

نکته : در هنگام محاسبه میزان متوسط انرژی مصرفی توجه کنید تا توان تمامی دستگاه ها را در نظر بگیرید برای مثال در صورت محاسبه برای میزان متوسط انرژی مصرفی لامپ ها ، مجموع توان مصرفی لامپ ها را در نظر بگیرید نه برای یک لامپ به تنهایی را.

مثال : در نظر بگیرید که ماشین لباسشویی تنها در برخی از روز های هفته مورد استفاده قرار میگرد.در صورتی که میزان انرژی مصرفی را تنها در روز هایی که ماشین لباسشویی استفاده می شود بدست آورید به عددی بالاتر از میزان واقعی دست خواهید یافت.با استفاده از متوسط انرژی مصرفی می توانیم نگاهی دقیق تر و واقعی تر به نیاز مصرف کننده داشته باشیم.در نظر بگیرید که ماشین لباسشویی با توان ۱۷۵ وات برای ۴۵ دقیقه و در ۴ روز در هفته مورد استفاده قرار میگیرد.میزان انرژی مصرفی این دستگاه به صورت زیر می باشد:

۱۷۵W X 0.75h = 131wh or 0.131Kwh

با توجه به معادله بالا می توان دریافت که ماشین لباسشویی هر بار ۰.۱۳۱ کیلووات ساعت انرژی مصرف میکند.برای بدست آوردن متوسط انرژی مصرفی به صورت زیر عمل می کنیم:

۱۳۱Wh X 4day ÷ ۷day = 75Wh/d

برای راحتی بیشتر در هنگام محاسبه میزان متوسط انرژی مصرفی میتوانید از جدولی که در ادامه خواهید دید استفاده کنید.استفاده از این جدول شما را قادر میسازد تا با نگاهی اجمالی از مصرف کننده های سیستم خود اطلاعات بدست آورده و در صورت لزوم ایجاد تغییرات کنید.

 

نام مصرف کننده تعداد توان میزان ساعت استفاده در روز تعداد روز استفاده در هفته مجمع توان مجموع توان موردنیاز در هفته متوسط مصرف روزانه
یخچال ۱ ۱۲۰ ۱۱ ۷ ۱۲۰ ۹۲۴۰ ۱۳۲۰
تلویزیون ۱ ۲۰۰ ۴ ۶ ۲۰۰ ۴۸۰۰ ۶۸۶
دستگاه ویدیو ۱ ۲۱ ۲ ۴ ۲۱ ۱۶۸ ۲۴
دستگاه ضبط صوت ۱ ۵۰ ۳ ۷ ۵۰ ۱۰۵۰ ۱۵۰
پمپ ۱.۵ اسب ۱ ۱۳۰۰ ۲ ۷ ۱۳۰۰ ۱۸۲۰۰ ۲۶۰۰
لامپ ۱۰ ۲۰ ۴ ۷ ۲۰۰ ۵۶۰۰ ۸۰۰
پمپ آبگرمکن خورشیدی ۱ ۴۰ ۵ ۷ ۴۰ ۱۴۰۰ ۲۰۰
جمع کل ۱۹۳۱ ۵۷۸۰

برای درک بهتر اطلاعات جدول به ردیف تلویزیون نگاه کنید. در این ردیف ۱ دستگاه تلویزیون با توان مصرفی ۲۰۰ وات قرار داده شده است.همچنین این دستگاه به صورت روزانه ۴ ساعت و ۶ روز در هفته مورد استفاده قرار میگیرد.میزان توان کل مصرفی تلویزیون در هفته برابر ۴۸۰۰ وات و همچنین متوسط توان مصرفی روزانه آن برابر ۶۸۶ وات ساعت یا ۶۸۶ کیلووات ساعت می باشد.در انتهای جدول به ۲ عدد ۱۹۳۱ و ۵۷۸۰ دقت کنید.این ۲ عدد بیانگر بیشینه توان مصرفی و همچنین میزان متوسط توان مصرفی روزانه می باشند.

نکته:اینورتر استفاده شده در سیستم خورشیدی نیز یک مصرف کننده محسوب میشود که به صورت ۲۴ ساعته در سیستم قرار دارد.برای محاسبه میزان توان مصرفی اینورتر میتوانید از دفترچه اطلاعات آن استفاده کنید.

محاسبه بانک باطری در طراحی سیستم خورشیدی

پس از محاسبه و بررسی دقیق میزان توان مصرفی نوبت محاسبه بانک باطری سیستم خورشیدی آفگیرید می باشد.بانک باطری میزان انرژی مورد نیاز شما را در خود ذخیره می کند و سپس به وسیله اینورتر و یا به صورت مستقیم در اختیار شما قرار میدهد.در هنگام طراحی بانک باطری توجه به موارد زیر ضروری می باشد.

  • راندمان اینورتر سیستم خورشیدی
  • تعداد روز بکاب سیستم خورشیدی
  • دمای باطری ها
  • میزان استفاده از ظرفیت باطری ها
  • ولتاژ کارکرد باطری ها

در ادامه به بررسی دقیق تر موارد ذکر شده در بالا می پردازیم.

راندمان اینورتر سیستم خورشیدی

با تبدیل برق DC  به AC تلفات انرژی وجود خواهد داشت.به همین خاطر هیچ اینورتری با راندمان ۱۰۰درصد وجود ندارد.هرچه راندمان تبدیل انرژی اینورتر بالاتر باشد سایز بانک باطری کوچکتر خواهد بود.در هنگام طراحی سیستم خورشیدی توجه داشته باشید که در صورتی که اینورتری با توان ۱KW مناسب شما می باشد از اینورتری با توان ۴KW استفاده نکنید.

شرکت های سازنده اینورتر راندمان و سایر مشخصات دستگاه را در کاتولوگ محصول قرار می دهند.توجه داشته باشید که عدد نوشته شده در کاتالوگ بیشینه راندمان دستگاه می باشد و این عدد با راندمان واقعی در اکثر مواقع متفاوت است.راندمان نوشته شده در کاتالوگ اغلب اینورتر های موجود در بازار ۹۵ درصد می باشد که عددی دور از واقعیت در اکثر مواقع می باشد.راندمان ۹۰ درصد را میتوان عددی واقعی برای اکثر اینورتر ها در نظر گرفت.

تعداد روز بکاپ سیستم خورشیدی

تعداد روز بکاپ سیستم خورشیدی در برخی مواقع با DOA معرفی میگردد.تعداد روز بکاپ بیانگر این موضوع می باشد که سیستم خورشیدی چند روز می تواند بدون شارژ مجدد باطری به کارکرد خود ادامه دهد.انتخاب تعداد روز بکاپ کاملا مطابق با سلیقه شما می باشد اما می بایست به این نکته توجه کنید که هر چه تعداد روز بکاپ بالاتر رود در نتیجه تعداد باطری های سیستم خورشیدی و به طبع آن هزینه راه اندازی سیستم افزایش می یابد.

دمای باطری سیستم خورشیدی

دمای محیطی باطری های خورشیدی تأثیر مستقیمی بر میزان عملکرد آن ها دارد.در صورتی که دمای محیط از میزان مشخصی پایین تر آید خروجی باطری به میزان قابل توجهی کاهش پیدا میکند.این امر به دلیل کاهش میزان واکنش مواد شیمیایی داخل باطری با کاهش دمای باطری صورت می گیرد.میزان کاهش دارای ضریبی است که می بایست در محاسبه ظرفیت باطری سیستم خورشیدی لحاظ گردد.برای اطلاع از این ضریب می بایست دفترچه مشخصات باطری مطالعه گردد.باطری های استفاده شده در اکثر سیستم های خورشیدی سرب – اسید می باشد.تکنولوژی ساخت باطری های سرب – اسید در میان تمامی سازندگان باطری یکسان می باشد.ضریب کاهش دمایی را برای باطری های  سرب – اسید می توان ۹۰درصد در نظر گرفت.

میزان دشارژ باطری سیستم خورشیدی

میزان دشارژ باطری سیستم خورشیدی برابر است با میزان شارژی که در هر دوره استفاده از سیستم،از باطری ها دریافت می شود.این میزان را به طور معمول با درصد نمایش میدهند.هرچه این درصد بالاتر باشد،میزان شارژ بیشتری از باطری دریافت میگردد.میزان شارژ دریافتی از باطری ها تأثیر مستقیمی بر طول عمر باطری دارد.بر روی هر باطری اطلاعاتی در مورد میزان شارژ دریافتی و تعداد سیکل های قابل شارژ وجود دارد.هر چه میزان شارژ دریافتی از باطری ها بیشتر باشد،تعداد سیکل های استفاده شده از باطری افزایش و طول عمر باطری کاهش می یابد.برای بدست آوردن میزان دشارژ بهینه می بایست نقطه تعادل را در نمودار بیشینه توان دریافتی در مقابل طول عمر باطری بدست آورد.نمودار زیر نشان دهنده درصد دشارژ و تعداد سیکل های قابل استفاده از باطری می باشد.

 

در صورتی که نمودار فوق برای بانک باطری ای با ظرفیت ۴۰۰ آمپر باشد می توان از اطلاعات آن برای محاسبه میزان انرژی دریافتی در طول عمر باطری استفاده نمود.با توجه به نمودار می توان دریافت که این بانک باطری در صورت دشارژ می تواند تا ۳۲۰۰سیکل شارژ مجدد گردد.در صورت استفاده ۸۰درصدی از ظرفیت بانک باطری این عدد به ۲۱۰۰سیکل کاهش پیدا می کند.برای بدست آوردن میزان بهینه می توان به صورت زیر عمل نمود.

۴۰۰Ah x 50% x 3200 = 640000Ah

۴۰۰Ah x 80% x 2100 = 672000Ah

هرچند ایده دشارژ کمتر باطری در ابتدامناسب به نظر می رسد اما این امر باعث دریافت میزان کمتری انرژی در مدت زمان طول عمر باطری می باشد: در بیشتر سیستم های خورشیدی میزان دشارژ باطری ها درصدی بین ۵۰ و ۸۰ قرار دارد.به نکات زیر توجه فرمایید:

  1. با دشارژ باطری به میزان ۸۰ درصد هزینه راه اندازی اولیه سیستم خورشیدی به دلیل کاهش تعداد باطری ها کاهش می یابد. این امر باعث کاهش طول عمر باطری میگردد.درنتیجه در مدت زمان کوتاه تری  نیاز به تعویض باطری ها خواهید داشت.
  2. با دشارژ باطری به میزان ۵۰ درصدی هزینه راه اندازی اولیه سیستم خورشیدی به دلیل افزایش تعداد باطری ها افزایش می یابد.این امر باعث افزایش طول عمر باطری ها میگردد.درنتیجه درمدت زمان طولانی تری نیاز به تعویض باطری ها خواهید داشت.
  3. دشارژ باطری ها بیش از ۸۰ درصد باعث ایجاد  آسیب های غیر قابل بازگشت در باطری ها میگردد.

ولتاژ کاری باطری ها در سیستم خورشیدی

سیستم های خورشیدی آفگیرید در یکی از ولتاژهای نامی ۴۸،۲۴،۱۲ ولت طراحی می گردند.این ولتاژ ورودی اینورتر سیستم خورشیدی را معین می کند.برای سیستم های خورشیدی تا توان ۲۰۰ وات استفاده از سیستم ۱۲ ولت پیشنهاد می گردد.همچنین در صورتی که در سیستم شما مصرف کننده DC وجود دارد می بایست ولتاژ سیستم را۱۲ ولت در نظر بگیرید.برای سیستم هایی تا ظرفیت ۲۰۰۰ وات استفاده از ولتاژ۲۴ پیشنهاد می گردد.برای سیستم هایی با ظرفیت بالاتر نیز استفاده از ولتاژ۴۸ توصیه می شود.توجه داشته باشید که با افزایش اولتاژ سیستم می توانید از سیم هایی با سایز کوچکتر درسیم کشی سیستم خود استفاده کنید.

بدست آوردن میزان باطری مورد نیاز سیستم خورشیدی

برای بدست آوردن میزان باطری مورد نیاز سیستم خود مراحل زیر را انجام دهید:

۱. میزان متوسط مصرف روزانه را بدست آورید.این کار در مراحل قبل به صورت کامل توضیح داده شد.با توجه به مثال مطرح شده در جدول بخش های قبل میزان متوسط مصرف روزانه را برابر ۵۷۸۰ وات ساعت و یا ۵.۷۸ کیلووات ساعت در نظر گرفته می شود.

۲. میزان متوسط مصرف روزانه را بر راندمان اینورتر تقسیم کنید.این امر باعث افزایش میزان ظرفیت مورد نیاز با توجه به تلفات اینورتر می گردد.برای مثال ما ، این مقدار برابر است با :

۵.۷۸۰ ÷ ۰.۹ = ۶.۴۲kwh

۳. مصرف کننده های DC خود را اضافه کنید.در صورتی که در سیستم خورشیدی خود مصرف کننده ای  DC وجود دارد در این مرحله می بایست میزان انرژی مورد نیاز آن را به ظرفیت باطری مورد نیاز اضافه کنید.برای مثال در نظر بگیرید که می خواهید ۳لامپ ۲۰ وات DC را برای ۲ ساعت در روز استفاده کنید.بدین ترتیب میزان متوسط انرژی مصرفی روزانه شما برابر خواهد بود با :

۳lamp X 20W X 2h = 120wh or 0.12 kwh

۶.۴۲kwh + 0.12kwh = 6.54kwh

۴. به دست آوردن بکاپ سیستم ،عدد نهایی بدست آمده در مرحله سوم را در تعداد روز بکاپ سیستم ضرب کنید.این امر میزان انرژی ای که سیستم شما می بایست در طی روزهای بکاپ تولید کند را مشخص می کند.تعداد بکاپ مورد نیاز در مثال ما برابر با ۳ روز می باشد.در نتیجه میزان انرژی مصرفی برابر می شود با :

۶.۵۴kwh X 3day = 19.62kwh

۵. ضریب دمایی باطری را لحاظ کنید.برای اکثر باطری های سیلد – اسید ضریب دمایی در دمای ۲۰درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود. با توجه به مشخصات درج شده در کاتالوگ باطری دلخواه خود ، ضریب را در این مرحله لحاظ کنید.برای مثال ما عبارت است با :

۱۹.۶۲kwh ÷ ۰.۹ = ۲۱.۸kwh

۶. ضریب دشارژ را لحاظ کنید.هر چه میزان شارژ دریافتی از باطری ما بیشتر باشد تعداد باطری مورد نیاز کاهش می یابد.ضریب دشارژ در مثال ما برابر با ۷۵ درصد می باشد.در نتیجه خواهیم داشت:

۲۱.۸kwh ÷ ۰.۷۵ = ۲۹.۱kwh

۷. ولتاژ سیستم خود را مشخص کنید. در این مرحله می بایست ظرفیت بدست آمده در مرحله قبل را به ولتاژ سیستم خود تقسیم کنید.سیستم مثال ما در ولتاژ۴۸ ولت کار خواهد کرد بنابراین خواهیم داشت:

۲۹.۱kwh ÷ ۴۸V = 0.606kAh or 606Ah

سیم کشی بانک باطری سیستم خورشیدی

پس از بدست آوردن ظرفیت باطری مورد نیاز آماده خواهید بود تا برند باطری مختلف را با یکدیگر مقایسه کنید و با توجه به قیمت و خدمات پس از فروش هر باطری بهترین گزینه را انتخاب کنید.درهنگام سیم کشی باطری می بایست به ولتاژ هر یک از باطری ها و ولتاژ در نظر گرفته شده برای سیستم خود دقت کنید.در صورت اتصال سری باطری به یکدیگر ولتاژ آن ها افزایش می یابد. در صورت اتصال موازی باطری ها به یکدیگر آمپر مجموعه باطری ها را افزایش میدهید.

نکته : در صورتی که بانک باطری شما دارای ظرفیت ۶۰۰آمپر است و در سیستم ۴۸ ولت نصب شده می توانید از ۴ باطری با ظرفیت ۱۵۰ آمپر و یا ۷۵ آمپر استفاده کنید.

استفاده از ۸ باطری ۷۵ آمپر این امکان را به شما می دهد که در صورتی که یکی از باطری های سیستم شما دارای ایراد گردد،مجموعه آن را از سیستم خارج کنید و با ۴ باطری از سیستم خود استفاده کنید. اما اگر از ۴ باطری ۱۵۰آمپری استفاده کنید  تمام سیستم شما خاموش می گردد.

نکته : توصیه می گردد در بانک باطری بیش از ۲ مجموعه باطری را با یکدیگر موازی نکنید.در هنگام موازی سازی باطری ما طول تمامی سیم های اتصالی می بایست یکسان باشد تا مقاومت سیم ها به صورت یکسان باشد.این امر موجب شارژ بهتر باطری ها و افزایش طول عمر آن ها می گردد.

نکته : برای مشخص کردن تعداد باطری های هر مجموعه موازی ولتاژ سیستم را به ولتاژ باطری تقسیم کنید.برای مثال اگر ولتاژ سیستم ۴۸ ولت میباشد و از باطری هایی با ولتاژ۱۲ ولت استفاده می گردد تعداد باطری هر مجموعه باطری عبارتند از :

 عدد ۴ = ۱۲ ÷ ۴۸

تعداد پنل سیستم خورشیدی آفگیرید

پنل های سیستم خورشیدی آفگیرید می بایست در طول روز انرژی برابر با میزان متوسط انرژی روزانه تولید کنند.در غیر این صورت بانک باطری هرگز به صورت کامل شارژ نخواهد شد.به صورت واقع گرایانه میزان انرژی مصرفی عددی ثابت نمی باشد.میزان انرژی مصرفی در پاییز و زمستان با توجه به کوتاه بودن روز و طولانی بودن شب مقدار بیشتری نسبت به بهار و تابستان می باشد.همچنین پنل های خورشیدی در پاییز و زمستان زمان کوتاه تری برای شارژ باطری نسبت به بهار و تابستان دارا هستند.در صورتی که پنل ها را با توجه به میزان زمان روشن بودن روز در تابستان طراحی کنید به تعداد پنل کمتری نیاز خواهید داشت و هزینه اولیه راه اندازی سیستم کاهش می یابد.اما توجه داشته باشید که این امر موجب می گردد تا بانک باطری شما در پاییز و زمستان به صورت کامل شارژ نگردد.همچنین توجه به موقعیت مکانی نصب پنل ها ضروری می باشد.در صورتی که در شمال کشور و یا مناطقی با تعداد روز ابری بالا زندگی می کنید استفاده از پنل های خورشیدی مونو کریستال توصیه میگردد.همچنین در صورتی که در جنوب کشور و یا در مناطق گرم زندگی می کنید استفاده از پنل های پلی کریستال توصیه میگردد.درهنگام بدست آوردن تعداد پنل مورد نیاز برای سیستم خورشیدی توجه به ۲ نکته زیر ضروری می باشد:

راندمان باطری

راندمان شارژ باطری ها در حالت کلی برابر با ۸۵ درصد می باشد. این عدد به این معنی می باشد که تا از ۸۵ درصد انرژی استفاده شده برای شارژ باطری ها در حالت دشارژ آن ها می توان استفاده کرد.این افت توان به دلیل تلفات شارژ کنترلر و همچنین تلفات داخلی باطری ها می باشد.

راندمان پنل خورشیدی

راندمان پنل خورشیدی به عواملی مانند تمیز بودن پنل،دمای محیطی پنل،تلفات ولتاژی در اتصالات و طول عمر پنل بستگی دارد.برای بدست آوردن میزان تلفات می توان تک تک موارد نام برده شده را محاسبه کرد.همچنین می توان از عدد ۷۵ درصد استفاده نمود.این عدد نسبت قابل قبولی برای اکثر سیستم های خورشیدی می باشد.

بررسی میزان انرژی خورشیدی موجود در منطقه

میزان انرژی خورشیدی موجود در یک منطقه به عواملی مانند میزان گرد و غبار هوایی و زاویه ی جغرافیایی منطقه بستگی دارد.برای بدست آوردن میزان انرژی خورشیدی موجود در یک منطقه از منابع موجود در سایت های هواشناسی می بایست استفاده نمود.

محاسبه تعداد پنل مورد نیاز سیستم خورشیدی

۱ میزان انرژی مورد نیاز را بدست آورید . این قدم در مراحل قبلی به صورت کامل توضیح داده شده است.درمثال مطرح شده در جدول این عدد برابر است با ۶.۵۴ کیلووات

۲. راندمان باطری و پنل را در هم ضرب کنید.با ضرب عددهای ۸۵% و ۷۵% به عدد ۶۴% می رسیم.

۳. عدد بدست آورده در مرحله قبل را در عدد بدست آورده از سایت های هواشناسی ضرب کنید.این عدد برای اکثر نقاط ایران برابربا ۰.۹ می باشد. بنابراین خواهیم  داشت:

۰.۶۴ X 0.9 = 0.57

۴. عدد بدست آورده در مرحله ۱ را بر عدد بدست آورده در مرحله ۳ تقسیم کنید.در مثال ما خواهیم داشت:

۶.۵۴kwh ÷ ۰.۵۷ = ۱۱.۵kwh

۵. عدد بدست آورده در مرحله ۴ را به بیشینه زمان تابش آفتاب تقسیم کنید.در صورتی که در مناطق مرکزی و جنوبی ایران هستید عدد مرحله ۴ را بر ۶ ساعت و در صورتی که در مناطق ابری و یا شمال کشور هستید بر عدد ۴ ساعت تقسیم کنید.ما عدد ۴/۲ ساعت را بیشینه تابش آفتاب برای مثال مطرح شده در نظر می گیریم.بنابراین خواهیم داشت:

۱۱.۵kwh ÷ ۴.۲ = ۲.۷۳kw = 2730w

عدد بدست آورده در بالا توان مجموع پنل های مورد نیاز شما می باشد.می توانید با تقسیم عدد بدست آمده در بالا به توان پنل های مورد نظر تعداد آن را بدست آورید.

نکته : با افزایش بیشینه تابش آفتاب مجموع توان بدست آمده برای پنل های خورشیدی کاهش می یابد که موجب کاهش هزینه اولیه راه اندازی می شود.در صورتی که از سیستم خود تنها در تابستان استفاده می کنید می توانید این عدد را ما بین ۸ تا ۱۰ در نظر بگیرید.همچنین می توانید در صورتی که برای مثال به ۴ پنل ۳۲۰ وات نیازمند هستید در ابتدا اقدام به خریداری ۲ پنل کرده و سپس پنل ها را افزایش دهید.این امر تنها در صورتی امکان پذیر است که زمان شروع استفاده از سیستم خورشیدی تابستان باشد.

شارژ کنترل سیستم خورشیدی آفگیرید

پس از بدست آوردن ظرفیت بانک باطری و تعداد پنل مورد نیاز حالا نوبت محاسبه شارژ کنترلر می باشد.برای سیستم های خورشیدی آفگیرید می توان از دو نوع شارژ کنترلر PWM و MPPT استفاده نمود.برای آشنایی با این شارژ کنترلر ها  می توانید از مقاله مرتبط با آن استفاده کنید.

ولتاژ شارژ کنترلر

تمامی شارژ کنترلرها دارای مشخصه های ولتاژی می باشند به این صورت که دارای بیشینه و کمینه ولتاژ ورودی  برای شارژ باطری می باشند.تقریبأ تمامی شارژ کنترل های MPPT می توانند در محدوده ولتاژ ورودی خود انرژی را دریافت و بدون در نظر گرفتن ولتاژ بانک باطری،در آن ذخیره کنند.این امر به این معنی می باشد که می توان با استفاده از شارژ کنترلMPPT  پنل هایی با ولتاژ ۲۴ را برای سیستمی که بانک باطری آن ۱۲ ولت می باشد استفاده نمود.شارژ کنترل های MPPT می توانند ولتاژ ورودی از پنل ها را متناسب با ولتاژ مورد نیاز بانک باطری کاهش دهند.در صورت استفاده از شارژ کنترل های PWM می بایست به این نکته توجه کنید که ولتاژ مجموع پنل ها با ولتاژ باطری ها همخوانی داشته باشد.برای مثال در صورتی که ولتاژ بانک باطری شما ۲۴ ولت می باشد و می خواهید از شارژ کترلر PWM استفاده کنید می بایست ولتاژ مجموع پنل شما نیز ۲۴ ولت باشد.

آمپر شارژ کنترل PWM

در شارژ کنترل های PWM محاسبه آمپر ورودی امری ساده می باشد.در شارژکنترل های PWM ولتاژ پنل با بانک باطری می بایست یکسان باشد به مثال های زیر توجه کنید:

بانک باطری دارای ولتاژ ۴۸ ولت و پنل ها دارای ولتاژ ۲۴ ولت می باشند.در صورتی که ۴ پنل داشته باشیم می بایست پنل ها را دو به دو با یکدیگر سری کرده و سپس مجموع پنل های سری شده را موازی کنیم.سپس مشخصه بیشینه جریان Imp یکی از پنل ها را با توجه به کاتالوگ پنل مشخص کرده و در ۲ ضرب می کنیم.عدد بدست آورده حداقل جریان ورودی شارژ کنترلر را مشخص می کند.در صورتی که Imp پنل ها ۶ آمپرباشد خواهیم داشت

۶ X 2 = 12A

بنابراین شارژ کنترلر انتخابی می بایست حداقل جریان ۱۲ آمپر را بتواند دریافت کند.

محاسبه جریان شارژ کنترلرMPPT

در صورت استفاده از شارژ کنترل MPPT می بایست به خروجی آن توجه ویژه داشته باشید.در صورتی که توان ارسالی به شارژ کنترل بیشتر از ظرفیت آن باشد ، شارژ کنترلر MPPT میزان اضافه توان را به صورت گرما از طریق هیت سینک تعبیه شده در دستگاه تلف کرده و توان قابل قبول در دامنه کارکرد خود را به باطری ها ارسال می کند.برای مثال شارژ کنترل MPPT با ظرفیت ۶۰ آمپر را در نظر بگیرید.در صورتی که بخواهید از این شارژکنترلر برای شارژ بانک باطری با ولتاژ ۲۴ ولت استفاده کنید مجموع توان پنل های شما از رابطه زیر بدست می آید:

۲۴۷ X 60A = 1440W

عدد بدست آمده بیشینه ظرفیت مجموع پنل ها می باشد . در صورتی که مجموع توان پنل ها از ۱۴۴۰ وات کمتر باشد تمامی انرژی تولیدی در پنل ها به باطری منتقل می گردد.اما در صورتی که مجموع توان تولیدی پنل ها از ۱۴۴۰ وات بیشتر باشد تنها ۱۴۴۰ وات آن به باطری منتقل و بقیه به گرما تبدیل می شود.

نکته : پس از انجام تمامی محاسبات فوق حالا نوبت به بررسی صحت عداد بدست آمده برای مجموع توان پنل ها و ظرفیت بانک باطری است.دلیل این کار به این صورت می باشد که در صورتی که ظرفیت در نظر گرفته شده برای پنل ها خیلی بیشتر از نیاز باشد شارژ باطری ها به صورت خیلی سریع  اتفاق می افتد که این امر موجب آسیب رسیدن به بانک باطری می شود.همچنین اگر ظرفیت در نظر گرفته شده برای پنل ها کمتر از ظرفیت مورد نیاز باطری ها باشد،باطری ها هرگز شارژنخواهند شد.برای بررسی این موضوع به صورت زیر عمل کنید:

۱. عدد بدست آمده برای ظرفیت بانک باطری را به اعداد ۱۰ و ۲۰ تقسیم کنید. برای مثال در صورتی که ظرفیت ۶۰۰ آمپر برای بانک باطری محاسبه شده است،آن را به اعداد ۱۰ و ۲۰ تقسیم کنید،خواهیم داشت:

۳۰ = ۲۰ ÷ ۶۰۰ و ۶۰ = ۱۰ ÷ ۶۰۰

۲. میزان شارژ مناسب برای بانک باطری آمپری بین ۳۰ و۶۰ آمپر می باشد.

۳. در صورتی که سیستم را در ولتاژ ۴۸ ولت طراحی کرده باشیم برای بدست آوردن توان پنل ها به صورت زیر عمل می کنیم:

۳۰ X 48 = 1440W or 60 X 48 = 2880W

با توجه به اعداد بدست آمده در بالا می توان دریافت کرد که توان مناسب پنل ها برای این سیستم خورشیدی عددی ما بین ۱۴۴۰وات تا ۲۸۸۰ وات می باشد.

اینورتر سیستم خورشیدی آفگیرید

آخرین قدم در طراحی سیستم خورشیدی آفگیرید انتخاب اینورتر سیستم می باشد.در هنگام انتخاب اینورتر توجه به نکاتی مانند ولتاژ سیستم خورشیدی،بیشینه توان دریافتی از اینورتر و توان لحظه ای اینورتر ضروری می باشد. اینورتر های موجود در بازار بر اساس توان دائم کار خود نام گذاری می شوند.برای مثال اینورتری با توان ۲۰۰۰وات قادر است که این توان را به صورت پیوسته در اختیار مصرف کننده های سیستم قرار دهد. در هنگام انتخاب اینورتر می بایست حداقل و حداکثر توان مورد نیاز را بدست آورید.برای مثال با توجه به اطلاعات جدول مطرح شده در قدم های قبلی بیشینه توان خروجی از سیستم خورشیدی برابر با ۱۹۳۱ وات یا مقدار تقریبی ۲۰۰۰وات می باشد.بنابراین اینورتر انتخابی نیز می بایست دارای حداقل توان ۲۰۰۰ وات باشد.

توان راه اندازی اینورتر

تمامی مصرف کننده های دارای موتور مانند یخچال ، ماشین لباسشویی و پمپ آب در هنگام راه اندازی توانی بیشتر از مقدار نامی خود نیاز دارند. در صورتی که اینورتر قادر به تأمین این توان نباشد سیستم خورشیدی شما خاموش می شود.اغلب اینورتر های سینوسی موجود در بازار قابلیت تأمین توان راه اندازی ۲ تا ۴ برابری توان نامی خود را دارا هستند.برای مثال اینورتر سینوسی ۲۰۰۰ وات کارسپا می تواند در لحظه تا ۴۰۰۰ وات انرژی تأمین کند. در هنگام انتخاب اینورتر می بایست توجه داشته باشید که اینورتر چه توانی را به صورت دائم و چه توانی را به صورت لحظه ای تولید می کند.توان لحظه ای دستگاه های موتور دار را می توان از روی لیبل نصب شده بروی آن ها بدست آورد.این توان را معمولاً به صورت بیشینه جریان خروجی بروی پلاک دستگاه نمایش می دهند.با ضرب این مقدار در ۲۳۰ ولت می توانید بیشینه توان را بدست آورید. در صورتی که این اطلاعات را بروی پلاک دستگاه یافت نکردید می توانید از آمپرمتر برای بدست آوردن بیشینه توان دستگاه استفاده کنید. در صورت عدم دسترسی به آمپرمتر توان نامی دستگاه را ضرب در ۳ کنید و به عنوان توان لحظه ای در نظر بگیرید.برای مثال دستگاه موتور داری با توان ۲۰۰وات در لحظه تا ۶۰۰ وات انرژی نیاز دارد.

0
دیدگاه‌های نوشته

*
*