Fizetési megoldás
TOP termékek
Házhozszállítás

Azonnali feladás és másnapi kiszállítás  futárral raktáron lévő termékekre, ha a rendelést déli 12:00-ig megkapjuk!

Napelemes rendszer méretezése

Figyelem! A tudástár rovatban megírt cikkek már az elektronika területén többé-kevésbé képzett és a napelemes területet jobban megismerni kívánó látogatóink számára készültek. Akik az alapvető műszaki ismeretekkel nincsenek tisztában, forduljanak szakemberhez, a termék-specifikus cikkek nem helyettesítik, csak kiegészítik az átfogó villamos ismeretet!

Copyright © 2017 Minden jog fenntartva
A Panelectron Bt. weboldalán található bármilyen tartalom, szöveg vagy kép engedély nélküli felhasználása, másolása, publikálása tilos. A jogosulatlan felhasználás büntető- és polgári jogi következményeket von maga után!

Szigetüzemű napelemes rendszer méretezése házilag

Szigetüzemű napelemes rendszer méretezése házilag

 (Sajnos az interaktív táblázatok miatt a cikk mobilra nem optimalizált, kérjük asztali gépen vagy tableten töltse ki)

Egy szigetüzemű napelemes rendszer összetevőinek a megfelelő méretezése mérnöki feladat, de egy kis odafigyeléssel sokan megközelítő képet kaphatnak a szükségleteiknek megfelelő napelemes rendszer paramétereiről, ha megvan hozzá a segítség. Reméljük, hogy nem vágtuk túl nagy fába a fejszénket, amikor úgy döntöttünk, hogy elkészítünk egy részletes online interaktív tervezési segédletet, amely a szükséges paraméterek megadása után automatikusan kiszámolja, hogy mekkora napelemre, akkumulátorra és inverterre lesz szükség.

A lenti tervezési segédlet 12V-os vagy 24V-os akkumulátor-csoport használatához készült, mivel cégünk ezekhez a feszültségekhez tud napelemes szabályozókat vagy invertereket biztosítani.

Az utasításoknak megfelően töltse ki a méretezési táblázatokat és így egy átfogó képet fog kapni az ön szigetüzemű napelemes rendszeréhez szükséges napelemekről, akkumulátorokról és inverterről.

AC és DC Fogyasztók

Az elektromos áramot felhasználó berendezéseket és készülékeket (TV, számítógép, lámpák, vízszivattyú, porszívó, stb.) Fogyasztóknak nevezzük. Az AC (Alternating Current) fogyasztók 230V-os váltakozóáramot (inverter szükséges), a DC (Direct Current) fogyasztók az akkumulátor feszültségével (többnyire 12 vagy 24V) megegyező egyenáramot igényelnek működésükhöz. Nagyon fontos, hogy alaposan kiszámoljuk a szükséges energiafogyasztást és a lehető legkisebbre csökkentsük energiaigényünket.

Fogyasztói energiaigény kiszámítása

Ahhoz, hogy elkezdje a napelemes rendszerének méretezését, meg kell határoznia a tervezett energiafogyasztást. Készítsen egy listát azokról a berendezésekről, amelyeket a napelemes rendszeréről kíván üzemeltetni, működtetni. Állapítsa meg, hogy az egyes készülékeknek mekkora a névleges üzemi teljesítményfelvétele, a legtöbb berendezés hátoldalán található egy címke a teljesítmény értékével (Watt - W). Ez az információ a készülék gépkönyvéből, forgalmazójától is megtudható.

Először számoljon az AC 230V-os fogyasztókkal, ha nincs AC fogyasztó (csak 12/24V-ról közvetlenül működő berendezései vannak, pl. villanypásztor), akkor hagyja ki ezt a részt és folytassa a "DC fogyasztók energiaigénye" résznél. Tüntesse fel az egyes fogyasztókat, a teljesítményüket és hogy hány órát fogja őket működtetni egy héten (Üzemóra/Hét) a lenti táblázatokban. A heti Wattóra (Wh/Hét) értéket megkapja, ha a Teljesítmény értéket beszorozza a készülék heti használati idejével (Üzemóra/Hét). Végül adja össze az egyes Wh/Hét értékeket, hogy megkapja a teljes Wh/Hét értéket.

FIGYELEM! Csak a fehér mezőkbe kell adatot bevinnie, a többi mezőt a táblázat magától kiszámolja. A már példaként beírt fogyasztói adatok felülírhatók/kitörölhetők a fehér mezőkben. Tizedespont megadásánál vessző helyett használjon pontot.

AC váltóáramú fogyasztók energiaigénye

Berendezés

Watt

×

Üzemóra/Hét

=

Wh/Hét

Televízió

×

=

Hűtőszekrény

×

=

230V-os világítás

×

=

Mikrohullámú sütő

×

=

Porszívó

×

=

Vasaló

×

=

Számítógép, laptop

×

=

Vízforraló

×

=

Szivattyúk

×

=

Audio/video eszközök

×

=

Egyéb gépek 1

×

=

Egyéb gépek 2

×

=

Egyéb gépek 3

×

=

Egyéb gépek 4

×

=

Váltóáramú AC fogyasztók teljes Wh/Hét értéke:

Wh/hét

1. Az inverter vesztesége miatt beszorozzuk a teljes Wh/Hét értéket 1,2-vel:

2. Írja be az inverter bemeneti feszültségét ide (általában 12 vagy 24V):

V

3. Elosztjuk az 1. sor értékét a 2. soréval:

Ah

Ezzel megkapta a teljes heti Ah (amperóra) igényét a váltóáramú fogyasztóinak. Most számolja ki az egyenáramú fogyasztói energiaigényét is, amennyiben van ilyen. Ha nincs, akkor ugorja át ezt a részt.

DC egyenáramú fogyasztók energiaigénye

Berendezés

Watt

×

Üzemóra/Hét

=

Wh/Hét

Világítás (12 vagy 24V-os)

×

=

Egyéb gépek 1

×

=

Egyéb gépek 2

×

=

Egyéb gépek 3

×

=

Egyenáramú DC fogyasztók teljes Wh/Hét értéke:

Wh/hét

1. Az akkumulátor, s egyben az inverter feszültsége (a fent megadott érték):

V

2. Elosztjuk a DC fogyasztók teljes Wh/Hét értékét a DC rendszer feszültségével (a teljes heti Ah (Amperóra) igénye a DC fogyasztóknak):

Ah

3. Az AC fogyasztók teljes heti Ah (Amperóra) igénye a fenti táblázatból:

Ah

4. Összeadjuk a 2. és a 3. sort, ez lesz az összes fogyasztó (AC és DC) teljes heti Ah (Amperóra) igénye:

Ah

5. Elosztjuk a 4. sort héttel. Ez a napi teljes Ah (Amperóra) igény:

Ah

Akkumulátor méretezés

Először válassza ki az akkumulátort, amit használni szeretne. Nagyobb rendszerek esetében célszerű nagyobb kapacitású (pl. 92Ah-ás) akkumulátorokat választani, így kevesebbet kell párhuzamosan (és sorba) kötni és a költségek is alacsonyabbak lesznek. Habár kapható kifejezetten napelemes rendszerekhez kifejlesztett és ajánlott "Solar" akkumulátor is, mégis sokan hagyományos AGM savas vagy lúgos ólomakkumulátort, illetve targonca akkumulátorokat használnak erre a célra a költséghatékonyság miatt. Másodszor el kell döntenie, hogy mennyi időn keresztül kell az akkumulátoroknak táplálnia a fogyasztókat újratöltés nélkül olyan esetekben, amikor például napokon keresztül nincs napsütés. Ezt az időt gyakran "áthidalási időnek" is nevezik. Tehát az áthidalási idő azt írja le, hogy hány napig kell az akkumulátorainknak ellátnia a fogyasztókat anélkül, hogy a napelemek vagy egyéb áramforrások az akkumulátort újratöltenék (az egymás utáni esős, borús napok száma).

Ugyancsak ebben a lépésben kell eldöntenie, hogy 12V-os vagy 24V-os akkumulátor-csoport mellett teszi-e le a voksát. Ez egy fontos döntés, mivel a későbbiekben már ezen nem lesz könnyű változtatni (pl. a 12V-os inverter nem lesz jó a 24V-os rendszerhez és fordítva, 12V-on a napelemes töltésvezérlők fele annyi töltőáramot adnak le, mint 24V-on, kábelkeresztmetszet, stb.). Általában nagyobb rendszereknél mi javasoljuk a 24V-os akkucsoportot, de ebben az esetben mindenképpen használjon akku töltéskiegyenlítést az akkumulátorok élettartama végett: 24V-os akku töltéskiegyenlítő

Az áthidalási idő mellett szintén figyelembe kell vennie az ön felhasználói szokásait is. Ha például a napelemes rendszer egy hétvégi házba kerül beépítésre, akkor célszerű nagyobb, "túlméretezett" akkumulátor-csoporttal tervezni, mivel a napelemek egész héten át tölthetik az akkumulátorokat és tárolhatják az energiát, amit a hétvégén fel lehet használni. Ellenben ha aggregátor mellé építjük be a napelemes rendszert, akkor az akku-csoportot (és az invertert is) egy kicsit kisebbre is méretezhetjük, mivel az aggregátorral is rásegíthetünk a rendszerre, ha szükséges. Amikor eldöntötte, hogy a rendszer akkumulátorainak mekkora tárolókapacitásra (áthidalási időre) van szüksége, készen áll arra, hogy az alábbi táblázat segítségével meghatározza a napelemes rendszer akkumulátorainak a pontos számát.

Akkumulátor méretezési táblázat

1. Írja be a napi teljes Ah (Amperóra) igényt (a Fogyasztói táblázatból):

Ah

2. Írja be a szükséges áthidalási időt napokban (például 2 nap):

nap

3. Összeszorozzuk az 1. sort a 2. sorral, s így megkapjuk a szükséges összes Ah kapacitást a megadott napok időtartamára:

Ah

4. Írja be az akkumulátorok kisüthetőségét ( 0.2 - 0.8 közötti érték ). Általában a legtöbb ólomakkumulátor fajtát nem szabad teljesen kisütni, az általánosan elfogadott kisütés mértéke százalékban kifejezve 50%, vagyis 0.5-ös kisüthetőség.

5. Elosztjuk a 3. sort a 4. sorral:

Ah

6. Válassza ki a lenti táblázatból és írja be ide a legközelebbi szorzószámot arra az átlagos téli hőmérsékletre vonatkozóan, amelyben az akkumulátora tárolva lesz:

szorzószám

Hőmérséklet (Celsius)

Szorzó

26,7 C

1.00

21,2 C

1.04

15,6 C

1.11

10,0 C

1.19

4,4 C

1.30

mínusz 1,1 C

1.40

mínusz 6,7 C

1.59

7. Összeszorozzuk az 5. sort a 6. sorral. Így alacsony hőmérsékleten is valósak lesznek a számított adatok. Ez a szükséges teljes akkumulátor kapacitás Ah-ban kifejezve:

Ah

8. Írja be az egyes 12V-os akkumulátoroknak az Ah kapacitás értékét (pl. 92Ah). Annak a már boltban kiválasztott akkumulátornak a kapacitását, amelyből majd többet kell párhuzamosan - esetleg sorba - kötnie.

Ah

9. Elosztjuk a 7. sort a 8. sorral:

db

Majd kerekítsen felfelé. Ez a párhuzamosan kötendő akkumulátorok (csoportok) száma:

kerekítés

10. Ossza el az akkumulátor-blokk feszültségét (pl. 24V) az egyes akkumulátorok feszültségével (pl. 12V). Ez a sorba kötendő akkumulátorok száma:

db

11. Összeszorozzuk a 9. sort a 10. sorral. Ez a szükséges akkumulátorok száma:

db

Napelemek méretezése

Ahhoz, hogy napelemeinkből az akkumulátorok töltésére alkalmas feszültséget és az elegendő teljesítményt megkapjuk, sok esetben azokat párhuzamosan (néha sorba) kell kötnünk. Az egyes napelemek párhuzamosan kötésével a kapocsfeszültség nem változik, ellenben az egyes napelemek teljesítményei összeadódnak. Ha a napelemeket sorba kötjük, az összteljesítményük változatlan marad és a kapocsfeszültségeik összeadódnak. Töltse ki a napelemek méretezési táblázatát, hogy megkapja az ön rendszeréhez szükséges napelemek számát. Kezdjük a már kiszámolt napi Ah igény megadásával.

Napelemek méretezési táblázata

1. A napi teljes Ah igény ( A DC Fogyasztói méretezés táblázatának 5. sora):

Ah

2. Megszorozzuk az 1. sort 1.2-vel az akkumulátor veszteségek miatt:

Ah

3. Adja meg az átlagos napi napsütéses órák számát. Átlagosan 5,2 óra / nap Magyarország területén, ez nyáron több, télen kevesebb.

óra

4. Elosztjuk a 2. sort a 3. sorral, hogy megkapjuk a napelemek szükséges összáramát:

A

Adja meg a napelem táblájának a teljesítményét:

W

5. Az ön napelem modulja által szolgáltatott max. töltőáram a fent megadott akkufeszültségre vonatkozóan (Pl.: egy 240W-os napelem 24V-on max. 10A leadására képes.)

A

6. Elosztjuk a 4. sort az 5. sorral:

db

Majd kerekítsen felfelé, (így megkapja a szükséges párhuzamosan kötendő napelemek számát)

kerekítés

7. Határozza meg a szükséges napelemek számát az egyes soros ágakban. A 12V-os akkumulátorok töltésére alkalmas napelem üresjárati feszültsége (Voc) min. 18-20V. A 24V-os akkumulátorok töltésére alkalmas napelem üresjárati feszültsége min. 36-40V. A 7-es sor értéke akkor lesz 2, ha pl. önnek Voc=20V paraméterű napelemei vannak, amellyel 24V-os akkucsoportot akar tölteni, vagyis sorba is kell kötni őket.

db

Szorozza össze a 6. sort a 7. sorral, ennyi napelem modulra lesz szükség összesen:

db

Inverter méretezése

Az inverter az akkumulátorokban tárolt egyenáramot (DC) átalakítja olyan felhasználható váltóárammá (AC), amely a legtöbb háztartásban használt készülék, berendezés működéséhez szükséges. FIGYELEM! Bizonyos induktív (motorikus) fogyasztók indulásakor jóval nagyobb áramok szükségeltetnek, mint amire számítani lehet (pl. hűtőszekrény, klíma, szivattyúk, stb.), ezért az inverter méretezését az adott fogyasztók teljesítménytényezőjének az ismerete nélkül nem lehet táblázatból kiszámolni. Javasoljuk, hogy pontos információért vegye fel velünk a kapcsolatot vagy olvassa el az alábbi vonatkozó szakcikkünket: Hogyan válasszunk invertert?

ÖSSZEGZÉS

Ha fenti példában beírt adatokat vesszük alapul, akkor a "nehezebb" AC fogyasztók (hűtőgép, szivattyú, porszívó) esetleges egyidejű indulása miatt 2 db SW2000-24-SYNC invertert, 8 db 92Ah-ás akkumulátort 24V-os blokkba kötve, 2 db párhuzamosan kötött 240W-os napelemet javasol a rendszer 2 napos áthidalási idővel számolva (2 napig bírják az akkumulátorok napsütés/újratöltés nélkül). Vegyük figyelembe, hogy az összes AC fogyasztó nem is tudna mind egyszerre üzemelni 4000W-ot bíró inverterről!

 

Az egyenáramú vezeték méretezési táblázat (napelemes szabályozó bekötéséhez)

Hogyan használjuk a táblázatot:

1.) A táblázat bal oldalán válasszuk ki az áramerősséget (töltésvezérlő töltőárama az akku és a napelem oldalon. FIGYELEM! A két érték erősen eltérhet egymástól.)

2.) Keresse meg a vele egy sorban lévő távolság értékét, amit át kíván hidalni (töltésvezérlő és az akku, illetve a töltésvezérlő és a napelem közti távolság)

3.) A fenti vezeték-keresztmetszet sorban keresse meg az ehhez tartozó értéket (legalább ilyen keresztmetszetű kábelt kell használnia)

VEZETÉK MÉRETEZÉSI TÁBLÁZAT 12V-os RENDSZERHEZ (600W-ig)

Egyszeri vezeték távolságon (méterben) 5%-os feszültségesés mellett 12V-on

Vezeték-keresztmetszet (mm)

Amper

2.5 mm

4 mm

6 mm

8 mm

16 mm

25 mm

35 mm

50 mm

60 mm

70 mm

85 mm

110 mm

1

32

52

82

130

207

329

523

660

832

1050

1323

1669

2

16

26

41

65

104

165

262

330

416

525

662

835

4

8

13

20

33

52

82

131

165

208

262

331

417

6

5

9

14

22

34

55

87

110

139

175

221

278

8

4

6

10

16

26

41

66

83

104

131

166

208

10

3

5

8

13

21

33

52

66

83

105

132

167

15

2

3

5

9

14

22

35

44

55

79

88

111

20

-

2

4

6

10

16

26

33

41

52

66

84

25

-

-

3

5

8

13

21

27

33

42

53

67

30

-

-

3

4

7

11

17

22

28

35

44

56

35

-

-

-

4

6

9

15

19

24

30

38

48

40

-

-

-

-

5

8

13

16

21

26

33

42

45

-

-

-

-

5

7

12

15

19

23

29

37

50

-

-

-

-

4

7

10

13

17

21

27

34

VEZETÉK MÉRETEZÉSI TÁBLÁZAT 24V-os RENDSZERHEZ (360W-ig)

Egyszeri vezeték távolságon (méterben) 5%-os feszültségesés mellett 24V-on

Vezeték-keresztmetszet (mm)

Amper

2.5 mm

4 mm

6 mm

8 mm

16 mm

25 mm

35 mm

50 mm

60mm

70 mm

85 mm

110 mm

1

65

103

164

178

414

658

1047

1320

1664

2099

2647

3338

2

32

52

82

130

207

329

523

660

832

1050

1323

1669

4

16

26

41

65

104

165

262

330

416

525

662

835

6

11

17

27

43

69

110

174

220

277

350

441

556

8

8

13

20

33

52

82

131

165

208

262

331

417

10

6

10

16

26

41

66

105

132

166

210

265

334

15

4

7

11

17

28

-

-

-

-

-

-

-

KAPCSOLÓDÓ ANYAG: EGYENÁRAMÚ VEZETÉK MÉRETEZÉSI TÁBLÁZAT

1.) Először számoljuk ki, hogy mekkora áram fog folyni a vezetéken. Inverter akkumulátorra kötése esetében osszuk el az inverterünk maximális wattszámát (pl. 2000W) az akkumulátor feszültségével (pl. 12V-nál 166A). Napelemes szabályozó akkumulátorra kötése esetén a szabályozó töltőáramát (pl. 30A 12V-on) vegyük alapul. Napelem napelemes szabályozóra kötése esetén a napelem munkaponti áramával számoljunk (pl. Impp=8A, Vmpp=32V, W=260W). A párhuzamosan kötött napelem táblák áramai összeadódnak, feszültségük azonos marad. 

2.) Nézzük meg, hogy egy adott keresztmetszetű vezetékkel mi az a maximális távolság, amit ilyen áram és feszültségesés (pl. 3%) mellett áthidalhatunk. A fenti inverteres példa alapján 3%-os feszültségeséssel számolva 4.6 méterig használjunk 50 mm2-es vezetéket (természetesen kisebb távolságra elegendő a 35 mm2-es kábel is). A fenti napelemes szabályozó példa esetén használjon  6 mm2-es vezetéket, ha pl. 3 méterre van az akkumulátor a szabályozótól. Ha a fenti napelem példából 2 db-ot párhuzamosan kötne (16A), akkor 10 mm2-es kábelre lenne szüksége, ha a napelem 9 méterre van a napelemes szabályozótól.

3.) A táblázat ugyancsak tartalamazza a rézvezeték átmérőjét (mm) a keresztmetszet (mm2) mellett az egyszerűség végett.

Egyenáramú vezeték méretezési táblázat

A táblázatra kattintva nagyobb kép jelenik meg.

Webáruház készítés