Cómo diseñar un sistema solar fuera de la red de 4000 W para el hogar

El sistema de generación de energía fotovoltaica fuera de la red para uso doméstico consiste en el módulo fotovoltaico, partidario, controlador, Inversor solar , acumulador y sistema de distribución de energía. El diseño del plan eléctrico del sistema debe considerar la selección y cómputo de módulos, inversores (controladores) y acumuladores. Antes del diseño del plan, se debe realizar la preparación necesaria, ya que la red aislada se personaliza sin un plan unificado. Por lo tanto, primero se debe conocer el tipo de carga y la potencia del usuario, el consumo de electricidad durante el día y la noche y las condiciones climáticas del lugar de instalación. El suministro de energía para el sistema fotovoltaico fuera de la red depende del clima, que no es 100% confiable.

El sistema solar fuera de la red debe estar equipado con el acumulador, que representa del 30% al 50% de los costos del sistema de generación de energía. Mientras tanto, la vida útil general del acumulador de plomo-ácido oscila entre 3 y 5 años. Después de la expiración de su vida útil, es necesario un intercambio. Desde el punto de vista económico, el acumulador difícilmente puede encontrar amplias aplicaciones a gran escala, y solo es aplicable a lugares que sufren escasez de suministro de energía.

El sistema aislado es diferente del sistema conectado a la red. Los componentes e inversores no están configurados en cierta proporción, sino que están diseñados de acuerdo con la carga del usuario, el consumo de electricidad y las condiciones climáticas locales:

1. Confirme la potencia del inversor fuera de la red de acuerdo con el tipo de carga y la potencia del usuario

En general, la carga para uso doméstico se puede dividir en carga inductiva y carga resistiva. La carga con el motor, como la lavadora, el aire acondicionado, el refrigerador, la bomba de agua y el extractor de humos, es la carga inductiva. La potencia de arranque del motor es de tres a cinco asimientos tanto como la potencia nominal. Al calcular la potencia del inversor, es necesario tener en cuenta la potencia de arranque de la carga. La potencia de salida del inversor fuera de la red es mayor que la potencia de carga. Sin embargo, para las familias empobrecidas, es imposible iniciar todas las cargas. Por lo tanto, para ahorrar costes, la suma de la potencia de la carga se puede multiplicar por el coeficiente, que oscila entre 0,7 y 0,9. A continuación se muestra una lista de la potencia de los dispositivos eléctricos para uso doméstico, que es de referencia en el diseño.

2. Identifique la potencia del módulo de acuerdo con el consumo de electricidad diario del usuario

Electricidad disponible para el sistema aislado = Potencia total de los módulos * Promedio de horas de consumo de energía solar * Eficiencia del controlador * Eficiencia del acumulador. En principio, el módulo debe diseñarse para satisfacer el consumo eléctrico diario de la carga en las condiciones climáticas generales. En otras palabras, la generación de energía diaria del módulo de celda solar debe ser mayor que el consumo de electricidad diario de la carga. Dado que las condiciones climáticas son más bajas o más altas que el promedio, el diseño del módulo de celdas solares básicamente debe satisfacer la necesidad de la temporada con la iluminación más pobre. En otras palabras, se debe asegurar que el acumulador esté completamente cargado en la temporada con la iluminación más pobre. Sin embargo, la iluminación estacional más pobre en algunos lugares es mucho más baja que el promedio anual. Si la energía del módulo de celdas solares todavía se diseña de acuerdo con las condiciones más pobres, entonces la generación de energía anual podría exceder con creces la demanda real, lo que provocaría un gran desperdicio. Bajo la condición, la capacidad diseñada del acumulador debe aumentar adecuadamente para ampliar el almacenamiento de energía eléctrica y asegurar que el acumulador esté en un estado de descarga superficial, lo que puede compensar la escasez de generación de energía en la temporada con la iluminación más pobre, y evitar que dañe la celda del acumulador. La energía generada por el módulo no se puede convertir completamente en energía para su uso, porque también se deben considerar la eficiencia del controlador, la pérdida de la máquina y la pérdida del acumulador.

El ángulo de instalación del módulo debe tener en cuenta la ubicación geográfica del usuario para satisfacer los requisitos del usuario en verano e invierno. El ángulo de la celda solar generalmente mira hacia el sur para que la energía generada por la capacidad de la unidad de celda solar pueda maximizarse. El ángulo de inclinación más ideal es maximizar la generación de energía anual de la celda solar, mientras se minimiza la diferencia de generación de energía entre el invierno y el verano.

El consumo de electricidad de la carga como la bombilla, el ventilador eléctrico y el secador de pelo eléctrico es igual a la potencia multiplicada por el tiempo. En cuanto a la carga, como el aire acondicionado y el refrigerador, el consumo de energía del aire acondicionado tiene una estrecha relación con la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, el área de la vivienda y la eficiencia energética del aire acondicionado. Un acondicionador de aire 1P, si se usa durante ocho horas por noche, consume de 1 a 5 kilovatios de electricidad.

3. Confirme la capacidad del acumulador de acuerdo con el uso de energía nocturna del usuario o el tiempo de espera esperado

La tarea del acumulador es asegurar el uso normal de energía de la carga del sistema cuando la radiación solar es insuficiente. La carga importante debe asegurar que el sistema funcione normalmente en varios días, y se debe considerar el número de días nublados y lluviosos sucesivos. En cuanto a cargas generales, como la farola solar, la capacidad del acumulador se debe seleccionar en dos o tres días según experiencia o necesidad. Para las familias empobrecidas, el precio es una consideración importante. El acumulador no se necesita en días lluviosos o nublados, y se usa cuando hay mucha luz solar. Cuando la luz del sol es insuficiente o no hay sol, el acumulador no se utilizará. Al elegir la carga, se debe elegir el equipo de ahorro de energía, como la luz LED y el aire acondicionado de frecuencia variable. El diseñador del acumulador incluye el diseño de la capacidad del acumulador y la combinación de conexión en serie-paralelo de la celda del acumulador. En el sistema de generación de energía fotovoltaica, a menudo se usa el acumulador de plomo-ácido. Teniendo en cuenta la vida útil de la batería, la profundidad de descarga generalmente se establece entre 0,5 y 0,7. Capacidad de diseño del acumulador = (Uso de electricidad promedio diario de la carga * Número de días nublados y lluviosos sucesivos) / Profundidad de descarga del acumulador.

4. Plan de diseño para sistema de 4000 watts para uso doméstico

Demanda de uso de energía eléctrica del cliente: Iluminación (200W, 6 horas al día), Frigorífico (50W, 24 horas al día), Aire acondicionado de frecuencia variable (1hp, 12 horas al día), Televisión (50W, 10 horas al día) . Otros electrodomésticos utilizados por un período de tiempo indeterminado, incluida la lavadora, la computadora de escritorio, la cocina eléctrica, el ventilador eléctrico, etc.

(1) Estadísticas de la potencia de carga total

La iluminación es de 200W, la heladera de 50W, el aire acondicionado de 750W, la televisión de 50W, la lavadora de 300W, el escritorio de 200W, la cocina eléctrica de 1200W y el ventilador eléctrico de 100W. En total, son 2.850W. Por lo tanto, se selecciona el inversor solar fuera de la red de 4000W.

(2) Estadísticas de uso diario de electricidad

La iluminación consume 1,2 kWH, el frigorífico consume 1 kWH, el aire acondicionado consume 2 kWH, la televisión consume 0,5 kw, la lavadora consume 1 kWH, el escritorio consume 0,5 kWH, la cocina eléctrica consume 1 kWH, el ventilador eléctrico consume 0,5 kWh. Son 7,7 kWH en total. De hecho, el consumo diario de electricidad promedia alrededor de 6 a 10 kWH. En algunas áreas, las condiciones de iluminación son favorables y pueden durar 4,5 horas todos los días. Se adoptan para el diseño 9 piezas de módulos de 280W, cuyo consumo de electricidad totaliza 2,52kW y puede generar 11,34 kWH. La eficiencia del sistema aislado es baja, alrededor de 0,8, y el suministro de energía diario promedio que está disponible para su uso es de 9 kWH. Generalmente puede satisfacer más del 99% de las demandas de uso de electricidad.

(3) Cómputo del acumulador

Los aparatos eléctricos de uso doméstico se utilizan mayoritariamente por la noche, dejando sólo un 20% para el día. Para aumentar la vida útil del acumulador, la capacidad del acumulador se puede aumentar adecuadamente, ya que la profundidad de descarga diaria es baja. Este proyecto adopta cuatro secciones de acumulador coloidal de plomo-ácido de 12V 250AH, cuya capacidad total es de 12,000 VAH. La cantidad de electricidad utilizable es de alrededor de 8,4 kWH y el consumo medio de electricidad por la noche es de 6kWH. La profundidad de descarga es de alrededor del 50%.