Omjer solarnog panela i akumulatora: odgovarajuća veličina PV i baterije

Za pouzdan sustav, praktičan omjer solarnog panela i akumulatora je dimenzioniranje PV niza tako da može ponovno napuniti bateriju u razumnom roku bez kroničnog nedovoljnog punjenja.

Snažna polazna točka za sustave dnevnog ciklusa je: Olovo-kiselina: 1,5–3,0 W solarne energije po 1 Ah (na 12 V) , i LiFePO4 (litij): 2,0–5,0 W solarne energije po 1 Ah (na 12 V) . Ako je vaš sustav od 24 V, udvostručite PV vate za istu vrijednost Ah (jer se energija baterije udvostručuje pri višem naponu).

Koristite donji kraj raspona kada su solarni sati dosljedni i vaša su opterećenja mala ili sezonska.
Koristite high-end kada vam je potreban brži oporavak nakon oblačnih dana, radite s većim dnevnim opterećenjem ili želite izbjeći rad u djelomičnom stanju napunjenosti.
Potvrdite omjer sa svojim stvarnim ograničenjem: može li niz zamijeniti vašu dnevnu potrošnju energije i još uvijek redovito vraćati akumulator na puni?

Što zapravo znači omjer solarne ploče i akumulatora

U većini malih izvanmrežnih i rezervnih sustava, "omjer solarne ploče i akumulatora" odnosi se na odnos između: (1) Snaga PV polja (vati) i (2) kapacitet banke baterija , obično u Ah pri naponu sustava (12V/24V/48V). Omjer je važan jer postavlja vašu realnu stopu punjenja i koliko često akumulator dostigne punu napunjenost.

Dva načina izražavanja omjera (koristite onaj koji je jasniji)

W po Ah pri određenom naponu sustava (uobičajeno za 12V/24V RV i male kabine).
Stopa punjenja (C-stopa) : struja punjenja podijeljena s baterijom Ah (više "elektrotehnički ispravno").

Brzi most između njih (približno): PV struja punjenja u 12V banku je otprilike PV vati ÷ 14V (napon punjenja). Primjer: 280 W PV u 12V banku je oko 20A (280 ÷ 14 ≈ 20). Na a 200Ah akumulator, tj 0,10C brzina punjenja (20 ÷ 200 = 0,10).

Preporučeni omjeri prema kemiji baterije i slučaju uporabe

"Pravi" omjer solarne ploče i akumulatora uglavnom se odnosi na izbjegavanje dva načina kvara: premalo PV (kronično nedovoljno punjenje) i previše PV (nepotrebni troškovi ili ograničenja kontrolora). Kemija mijenja koliko ste osjetljivi na nedovoljno punjenje i koliko brzo akumulator može prihvatiti energiju.

Praktični raspon omjera solarne ploče i akumulatora za uobičajene scenarije (PV vati po bateriji Ah).
Scenarij	Olovno-kiselinski (12V): W/Ah	LiFePO4 (12V): W/Ah	Tipičan gol
Mala/sezonska opterećenja, stalno sunce	0,8–1,5	1,2–2,0	Spor oporavak prihvatljiv
Dnevna vožnja biciklom (kamp, kabina, šupa)	1,5–3,0	2,0–5,0	Redovito napunite do kraja
Brz oporavak (oblačna područja, veća opterećenja)	3,0–4,5	5,0–8,0	Brzo vratite napunjenost

Napomene koje sprječavaju donošenje loših odluka o veličini: Olovni akumulatori izrazito preferiraju postizanje pune napunjenosti (uključujući vrijeme apsorpcije). Ako je PV premale veličine, često žive u djelomičnom stanju napunjenosti, ubrzavajući sulfatizaciju i gubitak kapaciteta. LiFePO4 je općenito tolerantniji na djelomično punjenje, ali možda ćete ipak htjeti veći omjer kako biste se brzo oporavili nakon teške upotrebe.

Korak po korak metoda koja čini da omjer "ispada" ispravno

Sam omjer može dovesti u zabludu ako ga ne povežete s dnevnom potrošnjom energije i sunčevom svjetlošću. Upotrijebite ovaj tijek rada da biste logično odredili PV i kapacitet akumulatora, a zatim potvrdite da je omjer u zdravom rasponu.

Korak 1: Procijenite dnevnu energiju (Wh/dan)

Zbrojite opterećenja: vati × sati dnevno. Primjer: prosjek hladnjaka od 60 W za 10 sati rada je 600 Wh/dan. Ako imate pretvarač, uključite realan faktor učinkovitosti sustava kasnije (tipično općenito može biti 0,70–0,85 ovisno o ožičenju, regulatoru, pretvaraču i temperaturi).

Korak 2: Dimenzionirajte akumulator za autonomiju (kWh)

Odaberite autonomiju (dani) i dopuštenu dubinu pražnjenja (DoD). Iskoristiva energija baterije (Wh) ≈ dnevno Wh × dani autonomije. Ukupna nazivna energija baterije (Wh) ≈ iskoristiva Wh ÷ DoD. Tipično planiranje DoD-a: Olovo-kiselina 0,50 , LiFePO4 0,80 (konzervativno, poboljšava dugovječnost).

Korak 3: Veličina PV-a prema sunčanim satima (i gubicima)

PV vati ≈ dnevno Wh ÷ (vršni sunčani sati × učinkovitost sustava). Primjer: ako je dnevna upotreba 1000 Wh, vršni sunčani sat je 4, a učinkovitost 0,75, PV ≈ 1000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W . Zaokružite na sljedeću praktičnu veličinu polja (npr. 400 W).

Korak 4: Pretvorite u omjer solarne ploče i akumulatora i provjerite ispravnost

Baterija Ah ≈ nazivna baterija Wh ÷ napon sustava. Tada je omjer = PV vati ÷ baterija Ah. Ako je omjer ispod preporučenog raspona za vašu kemiju, povećajte PV (ili smanjite veličinu akumulatora) dok sustav ne može pouzdano dostići punu napunjenost.

Praktična tablica dimenzioniranja: uobičajene veličine akumulatora u PV vatima

Tablica u nastavku pretvara smjernice omjera u brojke spremne za upotrebu. Odaberite redak koji odgovara vašoj banci i kemiji. Za banke od 24 V, ista vrijednost Ah predstavlja dvostruku energiju u odnosu na 12 V, tako da su PV potrebe obično veće kako bi se postiglo slično vrijeme punjenja.

Primjer raspona PV snage izvedenih iz preporučenog omjera solarne ploče i akumulatora.
Akumulator (banka baterija)	Olovni PV (W)	LiFePO4 PV (W)	Što implicira
12V 100Ah	150–300 (prikaz, stručni).	200–500	Mala opterećenja; 1-2 uređaja
12V 200Ah	300–600 (prikaz, stručni).	400–1000	Tipična dnevna vožnja kampera/kabine
12V 400Ah	600–1.200	800–2000	Veća opterećenja, bolji oporavak
24V 200Ah	600–1.200	800–2000	Isto Ah, više energije od 12V

Ako je vaša sunčeva svjetlost nedosljedna (zima, sjena, obalna magla), pomaknite prema gore unutar raspona. Ako je vaš akumulator olovno-kiselinski i redovito prestajete rano puniti, ponovno nagnite prema gore; dodatni PV pomaže vam da zapravo potpuno upijete kada to uvjeti dopuštaju.

Obrađeni primjeri s realnim brojevima

Primjeri ispod pokazuju kako se omjer solarne ploče i akumulatora mijenja s ciljevima (autonomija u odnosu na brzinu punjenja) i kemijom.

Primjer A: kabina od 1000 Wh/dan, 2 dana autonomije, olovna kiselina

Dnevna energija: 1.000Wh/dan .
Iskoristiva energija za 2 dana: 1000 × 2 = 2000 Wh .
Nazivna energija akumulatora (50% DoD): 2,000 ÷ 0,50 = 4000 Wh .
Na 12 V, baterija Ah ≈ 4000 ÷ 12 ≈ 333Ah (zaokružiti na 300–400Ah).
PV za 4 vršna sunčana sata, učinkovitost 0,75: 1000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W (zaokružiti na 400–600 W za zdravlje olovne kiseline).

Provjera omjera (koristeći banku od 400 Ah i 600 W PV): 600 ÷ 400 = 1,5 W/Ah . Ovo je donji dio smjernica za dnevni ciklus za olovnu kiselinu; najbolje će raditi uz dobro sunce i pažljivo upravljanje opterećenjem. Ako su oblačni dani uobičajeni, korak do 800–1000 W materijalno poboljšava oporavak.

Primjer B: RV s 12V 200Ah LiFePO4, želi brz oporavak

Banka baterije: 12V 200Ah (nominalna energija ≈ 2.400Wh).
Upotrebljivo na 80% DoD ≈ 1920 Wh .
Odaberite PV na 3,5 W/Ah za brzi oporavak: 200 × 3,5 = 700 W .

S ~700 W i 4 vršna sunčana sata pri učinkovitosti od 0,75, dnevna žetva energije može biti oko 700 × 4 × 0,75 ≈ 2.100Wh/dan . To je dovoljno da zamijeni naporan dan korištenja i još nadopuni, što je upravo ono što "brzi oporavak" znači u praksi.

Uobičajena ograničenja koja mogu nadjačati omjer

Čak i ako je omjer solarne ploče i akumulatora "savršen", hardverska ograničenja mogu vas prisiliti da prilagodite veličinu PV-a, napon sustava ili odabir regulatora punjenja.

Ograničenje struje regulatora punjenja (najčešće usko grlo)

Izlazna struja regulatora mora podnijeti vršnu struju punjenja. Ugrubo: maksimalna struja punjenja ≈ PV vati ÷ napon punjenja baterije. Primjer: 1000 W u banku od 12 V može implicirati ~1,000 ÷ 14 ≈ 71A . Ako imate regulator od 60 A, trebate ili veći regulator, više kontrolera ili viši napon sustava.

Veličina pretvarača ne određuje veličinu PV-a, ali postavlja napon akumulatora

Veliki pretvarač može povući velike struje iz malog akumulatora, uzrokujući pad napona i smanjeni iskoristivi kapacitet. Ako su vaša vršna opterećenja velika (mikrovalna pećnica, kuhalo za vodu, alati), možda će vam trebati veći kapacitet baterije, viši napon sustava (24V/48V) ili oboje. Zatim treba ponovno pregledati PV polje kako bi omjer ostao zdrav za ponovno punjenje.

Vrijeme i sezonski sunčani sati (vaš ratio mora preživjeti najgori mjesec)

Omjer koji funkcionira ljeti može zakazati zimi ako se vršni broj sunčanih sati znatno smanji. Ako vam je potrebna pouzdanost tijekom cijele godine, odredite PV od sezone s najnižim sunčanim vremenom i tretirajte raspone omjera kao minimume, a ne prosjeke.

Znakovi da je vaš omjer pogrešan i kako ga ispraviti

Najbolja provjera su operativni podaci: trendovi stanja napunjenosti, vrijeme do punjenja i koliko često akumulator dostiže apsorpciju/plutanje (ili litijev ekvivalent pri punoj napunjenosti).

Premalo PV za akumulator

Olovna kiselina rijetko dostigne punu napunjenost; napon lebdi ispod ciljeva apsorpcije.
Vidite višednevno padanje u stanju napunjenosti čak i uz "normalno" sunčano vrijeme.
Generator (ili struja s obale) postaje česta štaka.

Popravak: povećajte PV vati, smanjite dnevna opterećenja ili smanjite veličinu akumulatora kako biste vratili omjer u raspon. Za olovnu kiselinu, dajte prioritet redovitom postizanju pune napunjenosti; to često znači preseljenje iz ~1,0 W/Ah prema 2,0–3,0 W/Ah (12V baza).

Previše PV-a za regulator ili ožičenje (ili proračun)

Regulator punjenja dugotrajno drži izlaz na nazivnoj struji.
Ne možete sigurno podnijeti struju s postojećim veličinama kabela i osiguračima.

Popravak: prijeđite na viši napon sustava (24V/48V), upotrijebite veći kontroler ili podijelite polje na više kontrolera. "Previše PV" obično je problem veličine hardvera, a ne električni problem za sam akumulator.

Udio: