Υπολογισμός Αυτόνομου Φωτοβολταϊκού Συστήματος Βήμα προς Βήμα Οδηγός Hellenic Energy

Υπολογισμός Αυτόνομου Φωτοβολταϊκού Συστήματος  Βήμα προς Βήμα Οδηγός Hellenic Energy.Εδώ παρουσιάζεται ένας απλός τρόπος υπολογισμού της κατανάλωσης σε ρεύμα από μπαταρίες και του μεγέθους ενός φωτοβολταϊκού συστήματος. Κάθε συσκευή έχει πάνω της μια μικρή ετικέτα που αναγράφει την ηλεκτρική κατανάλωση της συσκευής. Για παράδειγμα, μια τηλεόραση 21 ιντσών μπορεί να γράφει 220 volt και 0,5 Αμπέρ (Α). Αυτό σημαίνει πως μπορεί να καταναλώσει 220 x 0,5 =110 Watt. Κάποιες συσκευές μπορεί να αναγράφουν μόνο τα 220 volt και όχι Αμπέρ. Σε αυτή την περίπτωση όμως θα αναφέρουν απευθείας τα watt. Στο προηγούμενο παράδειγμα θα βλέπαμε 220 volt και 110 watt.
Αυτό σημαίνει ότι η παραπάνω ηλεκτρική συσκευή θα καταναλώνει σε πλήρη λειτουργία 110 watt για κάθε ώρα που θα λειτουργεί. Στην πράξη μπορεί να καταναλώνει και λιγότερα, αν για παράδειγμα λειτουργεί με χαμηλή φωτεινότητα και σε χαμηλή ένταση ήχου.

1ο βήμα: Εξοικονόμηση ενέργειας.
Ένα παράδειγμα είναι οι ηλεκτρικοί λαμπτήρες. Ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως των 60 watt καταναλώνει 60 watt για κάθε ώρα λειτουργίας του. Αυτό σημαίνει ότι αν έχουμε 5 τέτοιους λαμπτήρες να λειτουργούν κατά μέσο όρο 6 ώρες το 24ωρο ο κάθε ένας, τότε η κατανάλωσή τους θα είναι 5 Χ 6 Χ 60 = 1.800 Wh το 24ωρο. Σε σύγκριση με τους λαμπτήρες οικονομίας των 15 watt έχουμε 5 Χ 6 Χ 15 = 450 Wh, δηλαδή μια οικονομία 1.350 watt ανά 24ωρο. Με λαμπτήρες LED μπορούμε να πετύχουμε ακόμη μεγαλύτερη οικονομία.
Όταν σχεδιάζουμε ένα σύστημα φωτοβολταϊκών, το βασικότερο και πρώτο πράγμα από το οποίο πρέπει να ξεκινήσουμε, είναι να εξετάσουμε τις δυνατότητες για εξοικονόμηση ενέργειας.

2ο βήμα: Υπολογισμός κατανάλωσης.
Πολλαπλασιάζουμε τα Watt κάθε συσκευής επί τον αριθμό των ωρών που θα λειτουργεί. Το άθροισμα όλων αυτών των γινομένων θα είναι η συνολική μας ημερήσια κατανάλωση σε Wh. Επειδή υπάρχουν απώλειες στο σύστημά μας αλλά και κρυφές καταναλώσεις, πολλαπλασιάζουμε το προηγούμενο άθροισμα επί 1,5.

3ο βήμα: Υπολογίζω το μέγεθος των συσσωρευτών (μπαταρίες)
Οι συσσωρευτές (μπαταρίες) αναγράφουν τη χωρητικότητά τους σε Ah (αμπέρ ανά ώρα). Έτσι, ένας συσσωρευτής των 12 volt και 100 Ah παρέχει 12 Χ 100 = 1.200 watt συνεχούς ρεύματος (DC) για 1 ώρα. Ο γενικός κανόνας είναι κατά τη συνηθισμένη χρήση να μην επιτρέπουμε εκφόρτιση πάνω από 50% περίπου. Άρα, όταν αγοράζουμε συσσωρευτές για το φωτοβολταϊκό σύστημα, επιλέγουμε χωρητικότητα τουλάχιστον διπλάσια από όση υπολογίσαμε. Δείτε για παράδειγμα την Pytes V5 LiFePO4 5kWh, μια αξιόπιστη επιλογή για αυτόνομα συστήματα.
Αν υπολογίσαμε ότι χρειαζόμαστε 600 Wh το 24ωρο, επιλέγουμε 12 volt και τουλάχιστον 100Αh για αυτονομία μιας ημέρας. Συνήθως προβλέπουμε και για 3 έως 5 ημέρες χωρίς ηλιοφάνεια: 100Ah X 5 = 500Ah στα 12 volt.
Όταν χρησιμοποιούμε αντιστροφέα (inverter) Victron 12 volt σε 220 volt για να λειτουργήσουμε συσκευές από μπαταρία, η κατανάλωση από τη μπαταρία είναι σημαντικά μεγαλύτερη λόγω μετατροπής τάσης. Επίσης, η χρήση inverter συνεπάγεται απώλειες 10% έως 20%.

4ο βήμα: Υπολογίζω το μέγεθος ηλιακών συλλεκτών.
Εάν έχουμε καταλήξει στο μέγεθος των συσσωρευτών, μας μένει να υπολογίσουμε το μέγεθος των ηλιακών συλλεκτών. Για την Ελλάδα, υπολογίζουμε με βάση 3 ώρες ηλιοφάνειας τη μέρα τον χειμώνα (Δεκέμβριο) ή 6 ώρες για καλοκαιρινή χρήση.
Για κατανάλωση 600Wh/24ωρο: χρειαζόμαστε 600/3=200Wp για χειμώνα-καλοκαίρι ή 600/6=100Wp μόνο για καλοκαίρι. Για υβριδικές λύσεις με grid-tie δυνατότητα, δείτε τον DEYE SUN-10K Υβριδικό Inverter 10kW.

Πρόγραμμα προσομοίωσης Victron
Η Victron Energy προσφέρει ένα δωρεάν online εργαλείο για τον σχεδιασμό ESS συστημάτων. Το Click & Design υποστηρίζει τα νέα MultiPlus-II 4k5, 6k5 και MultiPlus 20k, με δυνατότητα προσομοίωσης συστημάτων έως 240 kW.

https://click-and-design.victronenergy.com/dashboard/sc