Sử dụng hệ thống pin năng lượng mặt trời tại nhà vừa tiết kiệm vừa thân thiện với môi trường. Nhưng làm thế nào để bạn chọn một tấm pin, bình và biến tần phù hợp? Ngoài ra, làm thế nào để thực hiện tất cả các tính toán chính xác tấm pin năng lượng mặt trời, bình ắc quy, biến tần, cũng như bộ điều khiển sạc
Những câu hỏi này phải được trả lời bằng toán học. Nói cách khác, bạn cần một số dữ liệu cụ thể về nhu cầu điện năng của mình và các quy trình tính toán nhất định để cuối cùng biết các thông số kỹ thuật của thiết bị và thành phần này.
Các tính toán có ý nghĩa đối với bạn vì chúng giúp bạn lắp một hệ thống điện mặt trời hoạt động tốt hơn.
Danh mục
Làm Thế Nào Để Đánh Giá Công Suất Tải Của Bạn?
Nếu bạn đang dự kiến lắp đặt một hệ thống pin mặt trời mini tại nhà và thoát khỏi sự kho khăn khi chọn bình, bạn cần thực hiện một số tính toán để chọn đúng bình, bộ điều khiển sạc và biến tần. Giai đoạn đầu tiên là tính xem bạn cần bao nhiêu điện năng.
- Nói một cách đơn giản, trước tiên bạn cần ước tính số watt điện tải và số giờ hoạt động bạn cần. Sau đó, bạn chỉ cần nhân số watt tải với giờ để có tổng công suất bạn cần.
Ví dụ: giả sử rằng công suất tải của bạn là 150watt và bạn cần mô hình hoạt động trong khoảng 8 giờ mỗi ngày, thì bạn có thể sử dụng công thức sau để tính toán:
- Nhưng nếu bạn là một người am hiểu các vấn đề toán học như vậy, thì có những phép tính cụ thể hơn:
(1) Tính công suất tối đa hoặc tải cao nhất của ngôi nhà của bạn. Bạn cần ước tính tổng công suất của các thiết bị và đồ dùng cần thiết, từ tủ lạnh, đèn chiếu sáng đến máy tính xách tay và các thiết bị khác. Và một số trong số chúng có thể hoạt động cùng một lúc.
Ví dụ: Một căn phòng có hai bóng đèn 50W và một máy tính xách tay 200W. Tổng công suất là:
(2) Bạn cần tính xem mỗi thiết bị sẽ hoạt động bao nhiêu giờ mỗi ngày. Sau đó, bạn chỉ cần nhân mỗi công suất với thời gian làm việc của nó (giờ) và nhận được công suất cần thiết (watt-giờ) mỗi ngày. Tiếp theo, bạn chỉ cần cộng tất cả các giá trị này để tính ra tổng lượng điện của ngôi nhà của bạn.
Ví dụ: Các bóng đèn nói trên mỗi ngày cần chạy 6 giờ, trung bình mỗi ngày máy tính sử dụng 3 giờ. Tổng giá trị là:
- Tuy nhiên, như chúng ta đều biết, đôi khi các thiết bị không thể hoạt động hiệu quả như những gì nó đã được tuyên bố. Ngoài ra, một số trong số chúng có thể cần nhiều watt hơn để khởi động trong vài phút đầu tiên. Vì vậy, chúng tôi sẽ nhân kết quả với 1,5 để bao gồm các lỗi đang hoạt động. Vậy tổng là:
Làm Thế Nào Để Tính Toán dung Lượng pin lưu trữ?
Dung lượng pin là yếu tố quan trọng để bạn đảm bảo rằng hệ thống pin năng lượng mặt trời hoạt động trơn tru và hiệu quả. Nếu bạn không thể truy cập vào lưới điện, hoặc đơn giản là bạn muốn tích trữ điện mặt trời vào ắc quy để dự phòng cho những trường hợp khẩn cấp.
Công Suất tấm pin:
(1) Khi bạn tìm ra tổng công suất phụ tải của ngôi nhà của mình, trước tiên bạn cần phải đánh giá tất cả các thông số của tấm pin phù hợp để đáp ứng yêu cầu điện của bạn. Điều này liên quan trực tiếp đến giờ ánh sáng mặt trời tốt nhất.
Ví dụ: Giả sử giờ có ánh sáng mặt trời tốt nhất trong khu vực của bạn là khoảng 9 giờ một ngày, bạn có thể nhận được kích thước yêu cầu của tấm pin theo công thức dưới đây:
(2) Nhưng thời gian ánh sáng mặt trời tối ưu 9 giờ là một thời lượng quá lớn, có thể chỉ đạt được vào mùa hè. Ngược lại, trong mùa Đông, giá trị phần lớn có thể giảm, thậm chí giảm một nửa. Như vậy, chúng ta có thể cho rằng thời gian nắng tốt nhất vào mùa Đông là không quá 5 giờ.
Do đó, để đảm bảo rằng mô hình của bạn vẫn có thể hoạt động hiệu quả khi có ít ánh sáng mặt trời nhất, bạn cần tính công suất bằng cách sử dụng giá trị thấp hơn
Dung lượng bình:
Về số giờ sử dụng pin, bạn cần nghĩ đến lượng điện mà bạn hy vọng bộ pin của mình có thể lưu trữ làm dự phòng. Cụ thể, bạn muốn pin hoạt động trong bao nhiêu ngày mà không cần sạc lại? Nói chung, tốt nhất sẽ là 2 – 5 ngày.
(1) Vì chúng tôi đã tính toán các kích thước cụ thể của một tấm pin mặt trời phù hợp, chúng tôi có thể ước tính tốt hơn xếp hạng amp-giờ (AH) cho pin. Và nó sẽ hỗ trợ hoạt động trong mọi điều kiện có thể.
Và có các loại pin có điện áp 12, 24 và 48V cho các ứng dụng khác nhau. Nếu bạn chọn sử dụng bình 12V, bạn có thể nhận được một thông số theo công thức đã cho:
(2) Thông thường, chúng tôi muốn thêm dung lượng pin 20% để đảm bảo sử dụng hoàn hảo. Vì vậy, bạn sẽ nhận được dung lượng pin là:
Để đảm bảo luôn có đủ năng lượng còn lại cho thời gian sử dụng thêm ngày, pin phải có dung lượng gấp đôi mức sử dụng bình thường. Vì vậy, bạn cần nhân kết quả cuối cùng với 2 và một lần nữa nhân với số ngày của bạn. Giả sử bạn muốn ngân hàng pin của mình tiếp tục chạy thêm hai ngày, dung lượng pin cuối cùng phải là:
Vì vậy, trong trường hợp đó, bạn sẽ cần một pin 720 AH, 12V cho hệ thống pin mặt trời của mình.
Tham khảo bài viết: Cách Kết Nối các tấm pin Với bình 12 Volt
Cách Ước Tính Các Thông Số Kỹ Thuật Của Biến Tần?
Đặc Điểm Kỹ Thuật Của Bộ Điều Khiển Sạc:
Bạn có thể bỏ qua một thành phần như bộ điều khiển sạc, nhưng nó cũng rất quan trọng để giúp hệ thống của bạn hoạt động hoàn hảo.
Điều khiển sạc được sử dụng để ngăn mô hình của bạn sạc quá mức. Nó giao diện giữa các tấm pin và ắc quy. Do đó nó đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh năng lượng từ tấm pin sang bình.
(1) Bạn cần các kết quả đã được tìm ra từ ví dụ trên để tính toán mức độ lớn của bộ điều khiển sạc đáp ứng của bạn. Bạn có thể chỉ cần chia công suất tải của tấm pin với xếp hạng điện áp của pin.
Và như chúng tôi đã thực hiện với các thông số trên, chúng tôi cũng có thể thêm một dung sai bổ sung như 20% vào giá trị này, sau đó chúng tôi có được một ý tưởng sơ bộ về thông số kỹ thuật của điều khiển sạc:
1800 watt ÷ 12V = 150 Amps
150 Amps x 1,2 = 180 Amps
(2) Nếu bạn không có khái niệm rõ ràng về bộ điều khiển sạc. Ở đây chúng ta sẽ nói về hai loại bộ điều khiển phí phổ biến: PWM và MPPT
PWM có nghĩa là Điều chế độ rộng xung. So sánh một MPPT, một bộ điều khiển PWM tiết kiệm hơn nhiều. Nhưng khuyết điểm là nó có thể gây ra tổn thất điện năng lớn. Theo dữ liệu, lên đến 60% điện năng có thể bị mất trong quá trình chuyển đổi.
Lý do của sự mất mát là một bộ điều khiển PWM bị hạn chế và không thể tối ưu hóa điện áp đi đến pin. Hạn chế như vậy dẫn đến bộ điều khiển PWM hoạt động với một lỗi khi phục vụ một hệ thống lớn. Vì vậy, nó phù hợp với các hệ thống nhỏ hơn. Không giống như bộ điều khiển PWM, bộ điều khiển MPPT có thể tối ưu hóa hiệu quả điện áp đến từ các tấm pin mặt trời. Kết quả là, điện được sản xuất bởi các tấm pin mặt trời có thể được chuyển và oắc quy với tốc độ tối đa.
Theo đó, một bộ điều khiển MPPT có hiệu suất từ 93% – 97% khi biến đổi công suất. Và quá trình vận hành và tự động điều chỉnh đến điểm công suất cực đại nhanh chóng để đạt được kết quả tối ưu. Vì vậy, nó là một mô hình đáng giá để sử dụng.
Đặc Điểm Kỹ Thuật Biến Tần (bộ kích điện)
Ở giai đoạn cuối, chúng ta cần đánh giá các thông số kỹ thuật của biến tần. Tìm một bộ Inverter có khả năng cho phép hệ thống năng hoạt động tốt với bình và điều khiển sạc. Và để tránh bất kỳ tình huống nào, bạn cần phải tính toán các kích thước cụ thể của biến tần.
Sau khi tính toán tất cả các thông số cần thiết này, việc ước tính các thông số biến tần không còn phức tạp nữa.
Tuy nhiên, giả sử công suất tải cao nhất của nhà bạn là 200watt và bạn cần biến tần để xử lý công suất như vậy một cách dễ dàng, thì bạn chỉ cần mua một bộ kích có công suất 200W
Hoặc nếu bạn muốn nó có thêm một chút dung sai, chỉ cần thêm 20% -25%. Sau đó, giá trị sẽ là 240watt – 250watt.
Phần Kết Luận
Như chúng tôi đã thảo luận ở trên, ngôi nhà của bạn cần một hệ thống năng lượng mặt trời lớn như thế nào, kích thước pin lưu trữ ra sao, hoặc khả năng của một bộ biến tần đáp ứng là bao nhiêu luôn có thể được giải đáp một cách khoa học và chính xác.
Những gì bạn cần làm là tính toán tất cả các thông số kỹ thuật này bằng cách làm theo các công thức đã cho. Mặc dù đó là một vấn đề toán học, bạn vẫn có thể giải quyết nó vì các biểu thức và hướng dẫn rất đơn giản và dễ hiểu.
Nguồn: https://givasolar-jinko.vn
