Cách xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới chỉ trong 6 bước

Có nhiều loại hệ thống năng lượng mặt trời khác nhau bao gồm năng lượng mặt trời nối lưới, năng lượng lai và năng lượng mặt trời ngoài lưới. Trong số ba lựa chọn chính cho năng lượng mặt trời, năng lượng mặt trời không nối lưới cho đến nay là hệ thống độc lập nhất.

Lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới từng là một khái niệm xa vời do yêu cầu về không gian rộng lớn và chi phí quá cao. Nhưng những tiến bộ trong công nghệ năng lượng mặt trời trong thập kỷ qua đã làm cho thiết bị năng lượng mặt trời hiệu quả hơn và ít tốn kém hơn, giúp đưa chúng trở thành xu hướng phổ biến. Hiện nay, người ta khá phổ biến khi thấy những chiếc RV và cabin nông thôn được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới. May mắn thay, chúng tôi đã hỗ trợ bạn khi thiết kế hệ thống điện không nối lưới từ đầu, bao gồm việc xác định nhu cầu năng lượng, kích thước hệ thống năng lượng mặt trời và pin cũng như các thành phần bổ sung mà bạn sẽ cần. Hãy xem bên dưới để tìm hiểu sáu bước bạn có thể thực hiện để tăng sức mạnh cho lối sống tự lập của mình ngay hôm nay.

Hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới là gì?

Hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới là hệ thống điện độc lập sử dụng năng lượng mặt trời làm nguồn tài nguyên.

● Hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới không được kết nối với các tiện ích công cộng chính (đặc biệt là lưới điện).

● Nó tạo ra điện một chiều từ các tấm pin mặt trời và lưu trữ điện bằng cách sử dụng pin.

● Nó cấp nguồn cho các thiết bị gia dụng bằng cách chuyển đổi điện DC được lưu trữ thành điện xoay chiều bằng bộ biến tần không nối lưới.

Hơn nữa, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn lời giải thích đơn giản về hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới là gì. Một số bài báo và sách nói về chủ đề này nhưng đôi khi chúng có thể gây nhầm lẫn. Mục tiêu chính là mang đến cho bạn một khởi đầu vững chắc cho dự án hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới DIY của bạn.

Sơ đồ hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới điển hình

Tại đây, bạn sẽ thấy một số sơ đồ nối dây cho một hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới điển hình. Nhân tiện, sơ đồ nối dây là sự mô tả đơn giản về cách mỗi thành phần của hệ thống được kết nối. Thông thường, hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới bao gồm các mô-đun năng lượng mặt trời, cáp DC, pin, bộ điều khiển sạc và bộ biến tần pin.

Chi tiết dưới đây là 6 bước giúp bạn hướng tới cuộc sống năng lượng mặt trời không nối lưới.

Bước #1: Xác định lượng năng lượng và công suất tối đa bạn sẽ cần

Mặc dù nhiều người thường bỏ qua bước này và chuyển thẳng sang mua hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời không nối lưới, nhưng đây là một trong những bước quan trọng nhất bạn có thể thực hiện để đảm bảo không lãng phí tiền của mình vào một hệ thống quá khổ hoặc cuối cùng. tạo ra một hệ thống không thể đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng của bạn. Để xác định chính xác nhu cầu năng lượng của mình, bạn sẽ cần sử dụng máy tính khoản vay hoặc làm việc trực tiếp với đại diện của BSLBATT. Nhập từng thiết bị hoặc vật dụng mà bạn sẽ cấp nguồn bằng hệ thống năng lượng của mình, tần suất bạn sử dụng nó mỗi ngày cũng như các thông số kỹ thuật liên quan của vật phẩm đó. Hãy cố gắng hết sức để ghi nhớ mọi mục bạn sẽ sử dụng với hệ thống điện của mình, vì những chỉnh sửa tưởng chừng như nhỏ đối với tính toán tải của bạn cuối cùng lại có thể tạo ra tác động lớn.

Nếu bạn muốn tự mình thực hiện phép tính này theo cách thủ công, hãy lưu ý rằng mọi thiết bị điện tử sẽ cho biết tải điện mà nó lấy trên nhãn hoặc bao bì của nó. Biết nhu cầu năng lượng riêng của thiết bị hoặc thiết bị của bạn là điều cần thiết trong giai đoạn này. Sẽ rất hữu ích nếu bạn liệt kê tất cả các thiết bị của mình với yêu cầu năng lượng tương ứng bằng Watts. Bạn thường có thể thấy điều này trên bảng tên thông tin của họ. Đây là một bước quan trọng cần thực hiện để bạn không bị thiếu hoặc vượt quá công suất của hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới.

Trước khi chọn linh kiện, bạn phải tính toán mức tiêu thụ điện năng của mình. Bạn dự định chạy thiết bị của mình trong bao lâu? Yêu cầu tải riêng lẻ của thiết bị của bạn tính bằng Watt là bao nhiêu? Để tính mức tiêu thụ điện năng theo Watt-giờ, bạn chỉ cần trả lời các câu hỏi và nhân mỗi tải (Watt) với thời gian (giờ) chúng cần chạy.

Khi bạn đã nhắm mục tiêu các tải, hãy tính mức năng lượng cho từng tải như sau:

Lưu ý mức công suất được chỉ định trên tải (các thiết bị được kết nối như TV, quạt, v.v.) tính bằng Watts

Lưu ý thời gian chạy của mỗi lần tải tính bằng giờ

Tính mức tiêu thụ năng lượng theo công thức dưới đây (coi khoảng 25% là hệ số tổn thất năng lượng)

Năng lượng(watt-giờ)= Công suất(Watt) x Thời lượng(giờ)

Tổng hợp năng lượng tiêu thụ hàng ngày của tất cả các tải

Ghi lại tất cả các xếp hạng của thiết bị mục tiêu và mức tiêu thụ năng lượng như được mô tả dưới đây:

Người ta cũng có thể kiểm tra các hóa đơn tiền điện trước đó và có thể coi mức cao nhất là mức tiêu thụ năng lượng cần thiết cho việc thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời.

Bằng cách làm theo các bước trên cho tất cả các tải AC, chúng tôi đã tính toán:

Công suất = 380 watt

Năng lượng tính toán = 2170 watt-giờ

Tổng năng lượng (thêm 25% làm hệ số tổn thất năng lượng) = 2170 *1,25

=2712,5 Wh

Sẽ thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời bằng cách ghi nhớ các xếp hạng trên.

Bước # 2: Xác định số lượng pin bạn sẽ cần

Sau khi xác định được lượng năng lượng và dòng điện hoặc công suất tối đa bạn cần, bạn sẽ cần tính xem mình cần bao nhiêu pin để lưu trữ đúng cách toàn bộ năng lượng đó cũng như đáp ứng nguồn điện và nhu cầu hiện tại của mình. Trong quá trình này, hãy nhớ tự hỏi mình những câu hỏi như liệu bạn chỉ cần đủ dung lượng cho một hoặc hai ngày hay bạn cần có đủ dung lượng cho ba ngày trở lên; liệu bạn có kết hợp một nguồn năng lượng khác, chẳng hạn như tua-bin gió hoặc máy phát điện, để sử dụng trong những ngày nhiều mây liên tiếp hay không; và liệu bạn sẽ bảo quản pin trong phòng ấm hay nơi lạnh. Pin thường được đánh giá để bảo quản ở nhiệt độ cao hơn vì ở nhiệt độ lạnh hơn, khả năng cung cấp đủ năng lượng của pin sẽ giảm đi. Vì vậy, phòng càng lạnh thì bạn càng cần dung lượng pin lớn hơn. Ví dụ: ở nhiệt độ dưới mức đóng băng, bạn có thể cần thêm dung lượng pin hơn 50%. Lưu ý rằng có rất ít Tuy nhiên, các công ty sản xuất pin cung cấp loại pin được thiết kế đặc biệt cho nhiệt độ dưới mức đóng băng . Các yếu tố như những yếu tố được liệt kê ở trên đều ảnh hưởng đến kích thước và giá thành của bộ pin dự phòng của bạn.

Một yếu tố bổ sung cần xem xét là pin axit chì chỉ có thể xả tới 50% mà không bị hỏng, không giống như pin lithium – đặc biệt là pin lithium sắt photphat , có thể được xả an toàn tới 100 phần trăm. Vì lý do này, Pin lithium là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống điện không nối lưới, thường yêu cầu khả năng phóng điện sâu hơn. Bạn cũng sẽ phải mua số pin axit chì nhiều gấp đôi so với pin lithium để đạt được cùng dung lượng sử dụng, sau khi tính đến độ sâu xả, tốc độ sạc và hiệu suất.

Sau khi tính đến những cân nhắc này, bạn sẽ cần xác định ngân hàng pin có điện áp nào bạn cần, từ 12V đến 24V đến 48V. Nhìn chung, hệ thống điện càng lớn thì bạn càng có nhiều khả năng cần bộ pin có điện áp cao hơn để giữ số lượng dây song song ở mức tối thiểu và giảm lượng dòng điện giữa bộ biến tần và bộ pin. Nếu bạn chỉ có một hệ thống nhỏ và muốn có thể sạc các vật dụng nhỏ như máy tính bảng và cấp nguồn cho các thiết bị DC 12V trong RV của mình thì bộ pin dự phòng 12V cơ bản sẽ phù hợp. Tuy nhiên, nếu bạn cần cấp nguồn trên 2.000 watt cùng một lúc, bạn sẽ muốn xem xét hệ thống 24V và 48V thay thế. Ngoài việc giảm số lượng chuỗi pin song song mà bạn sẽ có, điều này sẽ cho phép bạn sử dụng cáp đồng mỏng hơn và ít tốn kém hơn giữa bộ biến tần và pin.

Giả sử bạn quyết định dự trữ ắc quy 12V là phù hợp nhất với nhu cầu của mình và bạn đã đưa ra mục tiêu sử dụng hàng ngày là 500Ah ở bước #1. Nhìn vào pin 12V của BSLBATT, bạn sẽ có một số lựa chọn. Ví dụ: bạn có thể sử dụng năm trong số Ắc quy BSLBATT 12V 100Ah B-LFP12-100 , hoặc hai trong số Ắc quy BSLBATT 12V 300Ah B-LFP12-300 . Tất nhiên, nếu bạn không chắc chắn về loại pin BSLBATT nào phù hợp nhất với nhu cầu của mình, vui lòng liên hệ với chúng tôi và chúng tôi sẽ làm việc với bạn để tìm đúng loại pin có kích thước phù hợp để giúp bạn luôn hoạt động.

Bước # 3: Định cỡ biến tần

Khi chúng ta đã ước tính được nhu cầu năng lượng, nhiệm vụ tiếp theo là tính toán định mức biến tần cho tương tự.

Lựa chọn biến tần đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế năng lượng mặt trời của chúng ta, vì nó chịu trách nhiệm chuyển đổi dòng điện một chiều được tạo ra từ tấm pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều (vì các tải được kết nối tại nhà của chúng ta chủ yếu chạy bằng nguồn điện xoay chiều) cũng như thực hiện các biện pháp bảo vệ khác.

Hãy xem xét một biến tần có hiệu suất khá, chúng tôi đã xem xét một biến tần có hiệu suất 85%

Tổng công suất tiêu thụ của các tải được coi là đầu ra của biến tần (tức là 380W)

Sẽ thêm 25% làm hệ số an toàn trong công suất điện yêu cầu.

380 * 0,25= 95

Tổng công suất cần thiết = 380+95= 475 W

Tính toán định mức công suất đầu vào của biến tần

Đầu vào(VA) = Đầu ra(watt) / hiệu suất X 100

= 475(watt) / 85 X 100

= 559VA = 560VA

Công suất đầu vào cần thiết cho biến tần ước tính là 559 VA, bây giờ chúng ta cần ước tính năng lượng đầu vào mà biến tần yêu cầu.

Năng lượng đầu vào (Watt-giờ) = Đầu ra (watt-hout) / Hiệu suất x 100

= 2712,585 X 100

= 3191,1 Watt-giờ

Bây giờ, khi chúng ta đã xác định được công suất biến tần, nhiệm vụ tiếp theo là kiểm tra xem biến tần hiện có trên thị trường. Biến tần thông thường có sẵn đi kèm với điện áp hệ thống 12V, 24V, 48V.

Theo mức năng lượng ước tính của chúng tôi là 560VA, chúng tôi có thể chọn bộ biến tần hệ thống 1 kW. Nói chung, biến tần 1 kW có điện áp hệ thống 24V. (Thông thường 1kW và 2kW – 24V, 3kW đến 5kW – 48V, 6kW đến 10 kW – 120V) Luôn cần xem bảng dữ liệu thông số kỹ thuật biến tần để xác định điện áp hệ thống.

Pin BSLBATT của chúng tôi phù hợp với nhiều thương hiệu biến tần. Chúng tôi có mọi thứ bạn muốn! Ngay bây giờ, xin vui lòng

Bước # 4: Xác định số lượng tấm pin mặt trời bạn sẽ cần

Bốn phần của bạn hệ thống điện ngoài lưới tính toán liên quan đến việc xác định số lượng tấm pin mặt trời bạn sẽ cần. Sau khi biết bạn cần sản xuất bao nhiêu năng lượng mỗi ngày từ tính toán phụ tải của mình, bạn cần tính đến lượng ánh sáng mặt trời có sẵn để bạn thu hoạch, hay còn gọi là “giờ nắng”. Số “giờ nắng” được xác định bằng số giờ mặt trời có sẵn ở một vị trí nhất định chiếu vào các tấm pin của bạn ở một góc xác định trong suốt cả ngày. Tất nhiên, lúc 8 giờ sáng mặt trời không chói như lúc 1 giờ chiều, nên một giờ nắng buổi sáng có thể được tính là nửa giờ, trong khi một giờ từ trưa đến 1 giờ chiều sẽ được tính là một giờ. Ngoài ra, trừ khi bạn sống gần xích đạo, bạn sẽ không có số giờ nắng vào mùa đông như vào mùa hè.

Bạn cũng nên căn cứ quy mô hệ thống năng lượng mặt trời vào tình huống xấu nhất cho vị trí nhất định của mình, bao gồm cả việc tính toán theo mùa có ít ánh nắng nhất mà bạn sẽ sử dụng hệ thống. Bằng cách này, bạn sẽ đảm bảo rằng mình không bị thiếu năng lượng mặt trời trong một khoảng thời gian trong năm.

Bước #5: Chọn bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Khi đã xác định được số lượng pin và năng lượng mặt trời mình cần, bạn sẽ cần một cách để quản lý việc truyền năng lượng mặt trời vào pin. Một phép tính rất sơ bộ mà bạn có thể sử dụng để xác định kích thước bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời mà bạn cần là lấy watt từ năng lượng mặt trời, sau đó chia cho điện áp của bộ pin, sau đó thêm 25% nữa để đảm bảo an toàn.

Điều quan trọng cũng cần lưu ý là bộ điều khiển sạc có sẵn hai loại công nghệ chính: Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) và Điều chế độ rộng xung (PWM). Nói tóm lại, nếu điện áp của bộ pin phù hợp với điện áp của mảng năng lượng mặt trời, bạn có thể sử dụng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trờiPWM. Nói cách khác, nếu bạn có bộ pin 24V và tấm pin năng lượng mặt trời 24V, bạn có thể sử dụng xung điện. Nếu điện áp ngân hàng pin của bạn khác với mảng năng lượng mặt trời và không thể nối dây nối tiếp để khớp, bạn sẽ cần sử dụng bộ điều khiển sạc MPPT. Ví dụ: Nếu bạn có bộ pin 12V và dàn pin mặt trời 12V, bạn sẽ cần sử dụng bộ điều khiển sạc MPPT.

Bước #6: Thiết bị bảo vệ, lắp đặt và cân bằng hệ thống

Điều quan trọng luôn là lắp đặt các cầu chì cần thiết, thiết bị bảo vệ quá dòng, ngắt kết nối, v.v. để bảo vệ các bộ phận của bạn và tạo ra một hệ thống an toàn và đáng tin cậy. Việc bỏ qua những thành phần này chắc chắn sẽ tốn kém hơn trong tương lai.

Bạn cũng sẽ cần phải xem xét cách bạn định lắp các tấm pin mặt trời, ở góc nào và ở đâu. Có rất nhiều tùy chọn có sẵn cho cả hệ thống lắp trên mái nhà và trên mặt đất – chỉ cần đảm bảo tham khảo ý kiến ​​với nhà cung cấp của bạn để đảm bảo hệ thống lắp đặt tương thích với các tấm pin của bạn.

Lời khuyên: Trước khi lắp đặt tấm pin mặt trời

● Kiểm tra các khoản trợ cấp của chính phủ để tận dụng tối đa việc lắp đặt năng lượng mặt trời.

● Tùy thuộc vào tình trạng sẵn có của lưới điện và vị trí, hãy quyết định loại hệ thống năng lượng mặt trời phù hợp với nhu cầu năng lượng của bạn

● Nếu định lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái nhà, hãy kiểm tra công suất trên mái nhà để lắp đặt số lượng tấm pin mặt trời cần thiết.

● Để có được kết quả tối ưu, phải thực hiện phân tích bóng nhằm đảm bảo rằng các tấm pin mặt trời được lắp đặt không bị che bởi bóng của cây/tòa nhà lân cận hoặc các yếu tố khác.

Chất lượng, chất lượng, chất lượng!

Có hàng trăm trang web cung cấp vật liệu năng lượng mặt trời khá tiết kiệm với mức giá không thể tin được. Là một người chuyên nghiệp Công ty pin năng lượng mặt trời Lithium , Tôi không thể nhấn mạnh đủ tầm quan trọng của vật liệu chất lượng. Đảm bảo xem xét nhà sản xuất đã hoạt động được bao nhiêu năm trong ngành, chế độ bảo hành sản phẩm và đánh giá. Với tư cách là người lắp đặt năng lượng mặt trời không nối lưới DIY, bạn chắc chắn sẽ muốn nhận được hỗ trợ kỹ thuật trực tuyến và qua điện thoại do các công ty năng lượng mặt trời hàng đầu cung cấp!

Tôi hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn một số hiểu biết sâu sắc về thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời.

Sau khi hoàn thành tất cả sáu bước này, bạn sẽ bắt đầu thiết kế và quan trọng hơn là thực sự sử dụng hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời không nối lưới mới của mình! Nếu bạn đang dự định lắp đặt hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời tại địa điểm của mình và vẫn còn một số nghi ngờ, đừng lo lắng của chúng tôi. đội ngũ kỹ thuật sẽ hướng dẫn bạn giải pháp hệ thống điện không nối lưới tốt nhất có thể.