Hoe om 'n sonkragbatterybank te grootte (Formule + Voorbeelde)

Watter Solar Battery Sizing Formule moet jy gebruik?

Die korrekte beginpunt hang af van wat die battery verwag word om te doen. Voordat jy 'n produk kies, identifiseer of die projek vir onderbrekingsrugsteun, vol-aftyd-netwerkbedryf of daaglikse sonkrag-self-verbruik is. Vir 'n breër stelsel-vlak vergelyking, hersienop-rooster, af-rooster en hibriede sonnestelselkonfigurasies.

Formule vir Tuisrugsteunbatterygrootte

Bereken eers die WS-energie wat die beskermde vragte moet ontvang:

Vereiste vragenergie (kWh)=gemiddelde kritieke las (kW) × rugsteuntyd (ure)

Bereken dan die nominale batterykapasiteit:

Nominale batterykapasiteit (kWh)=vereiste vragenergie × ontwerpmarge ÷ bruikbare batteryfraksie ÷ afleweringsdoeltreffendheid

Formule vir Off-Grid Solar Battery Bank Size

Vir 'n af-netwerkstelsel wat deur nagte of periodes van swak sonkragproduksie moet werk:

Nominale batterykapasiteit (kWh)=daaglikse ontwerplading (kWh/dag) × outonomie dae × ontwerpmarge ÷ bruikbare batteryfraksie ÷ afleweringsdoeltreffendheid

Formule vir sonkrag-self-verbruik

Skat die hoeveelheid sonenergie in die dag wat gestoor kan word en die hoeveelheid aand- of oornaglading wat dit kan gebruik. Die praktiese energie-verskuiwingsteiken is gewoonlik die kleinste van daardie twee waardes:

Teiken verskuifde energie=die laagste van verwagte sonkrag-oorskot of beplan na-sonsonderganglading

Pas dan die teiken aan vir bruikbare batterykapasiteit en die toepaslike omskakelingsverliese. Die stelselargitektuur maak saak omdatAC-gekoppelde en DC-gekoppelde batterybergingplaas omskakelingsverliese op verskillende punte in die energiepad.

Solar Battery Bank Formule veranderlikes en eenhede

Gebruik een term vir elke fisiese hoeveelheid. Die vermenging van laskrag met lasenergie is een van die mees algemene oorsake van 'n verkeerde resultaat.

Krag in kW bepaal hoeveel las die stelsel op een oomblik kan ondersteun. Energie in kWh bepaal hoe lank dit daardie vrag kan ondersteun. Die onderskeid word verder verduidelik in hierdie gids totkW teenoor kWh in battery-energieberging.

Definieer wat die battery moet doen

Noodhuis-rugsteun

'n Tuisrugsteunstelsel moet begin met 'n beskermde-vraglys, nie die huishouding se totale jaarlikse of daaglikse elektrisiteitsverbruik nie. Identifiseer die stroombane wat beskikbaar moet bly, die verwagte onderbrekingsduur en die toestelle wat op dieselfde tyd kan loop.

Sonpanele verskaf nie outomaties rugsteunkrag tydens 'n netwerkonderbreking nie. Die stelsel benodig toerusting wat ontwerp is om veilig van die netwerk te ontkoppel en 'n eiland-elektriese stelsel te vorm. Die Amerikaanse departement van energie verduidelik hierdie bedryfsvereiste in sysonkrag en veerkragtigheid leiding.

Volle-Aftyd-Netkrag

'n Af-netwerkbattery moet periodes dek wanneer sonkragopwekking onder die las is. Die ontwerp neem gewoonlik oornagvraag, seisoenale sonkragverminderings, opeenvolgende bewolkte periodes, omskakelaar-bystandverbruik, intermitterende pompe, kragopwekkerbeskikbaarheid en beurtkrag-opsies in ag.

Berging en sonkragopwekking moet saam gegrootte word. ’n Groter battery verbeter nie veerkragtigheid as die sonskerm of kragopwekker nie die energie wat daaruit verwyder is, kan vervang nie. Vir bykomende konteks, sien hoe asonkragbergingstelsel koördineer opwekking, berging en vragte.

Daaglikse sonkrag-self-verbruik

'n Self-verbruikbattery stoor oortollige dagsonenergie vir latere gebruik. Die nuttige kapasiteit word beperk deur beide die hoeveelheid sonkrag-surplus wat beskikbaar is vir laai en die hoeveelheid aand- of oornagvraag wat beskikbaar is vir ontlading. Verskeie dae se berging kan onderbenut bly in 'n stelsel wat slegs 'n beskeie daaglikse surplus produseer.

Bereken die vragte wat jy eintlik benodig

Skep 'n laaitabel voordat 'n battery gekies word. Gebruik gemete energie wanneer dit ook al prakties is, veral vir toerusting wat aan- en afskakel.

Hierdie tabel is 'n illustratiewe meting-gebaseerde werkvloei, nie 'n universele huishoudelike profiel nie. Vervang elke waarde met projekdata.

Gebruik 'n praktiese meetprotokol

1. Meet prop-in toestelle vir ten minste 24 tot 72 uur wanneer moontlik.
2. Gebruik omskakelaarmonitering of nutsintervaldata om die 24-uur basislading en die hoogste volgehoue ​​aanvraag te identifiseer.
3. Teken seisoenale vragte afsonderlik aan, insluitend verhitting, verkoeling, ontvochtiging en waterpomp.
4. Gaan motor-aanskakelstroom uit die toerustingdokumentasie na of laat 'n gekwalifiseerde professionele persoon dit meet.
5. Gebruik 'n verteenwoordigende hoë-laaiperiode eerder as 'n gerieflike lae-verbruiksdag.

Die DOE'sBattery-energiebergingstelsel-evalueringsmetodebeklemtoon die waarde van gemete tyd-reeksdata vir die evaluering van werklike energiebergingswerkverrigting. Dieselfde beginsel verbeter voorlopige vragskatting: gemete profiele is gewoonlik nuttiger as een maandelikse totaal.

Skei kritieke, buigsame en uitgeslote vragte

• Kritiese ladings:toerusting wat vir die volle ontwerpperiode moet werk.
• Buigsame vragte:toerusting wat vir minder ure of net kan werk terwyl sonkragopwekking beskikbaar is.
• Uitgesluit vragte:toerusting wat gedurende 'n onderbreking of lae-energieperiode af sal bly.

Elektriese weerstandsverhitting, sentrale lugversorging, groot waterverwarmers, elektriese kookkuns, kleredroërs en EV-laai kan bergingsvereistes oorheers. Die verwydering of skedulering van een hoë-energielading kan batterygrootte meer verminder as om baie klein elektroniese toestelle uit te skakel.

Kies Rugsteun-ure of Dae van outonomie

Rugsteun-ure vir 'n rooster-gekoppelde huis

Kies 'n teiken gebaseer op plaaslike onderbrekingspatrone en die diens wat die battery moet lewer: 'n kort onderbreking, een aand, 'n oornagonderbreking, een volle dag, of 'n langer noodgeval. Besluit of sonkraglaai beskikbaar sal wees terwyl die netwerk af is en of die stelsel 'n beskermde-laaipaneel of die hele gebou bedien.

Outonomiedae vir 'n af-roosterstelsel

Outonomie is die tydperk waarvoor die battery die ontwerplading kan bedien sonder voldoende laai. Kies dit deur gebruik te maak van seisoenale sonkragtoestande, verwagte bewolkte periodes, kragopwekkerbetroubaarheid, brandstofbeskikbaarheid, beurtkrag-opsies, werftoegang en die gevolge van die opraak van energie.

'n Afgeleë webwerf met geen betroubare rugsteunbron benodig dalk meer berging as 'n eiendom met 'n outomatiese kragopwekker. Die korrekte aantal outonomiedae is dus 'n projekbesluit, nie 'n vaste bedryfspersentasie nie.

Gebruik 'n intervallaaiprofiel wanneer dit beskikbaar is

Twee huise kan elk 10 kWh per dag verbruik, maar benodig verskillende batterye en omsetters. Mens kan energie geleidelik gebruik; die ander een mag 'n pomp, mikrogolfoond en lugversorger op dieselfde tyd laat loop. Daaglikse kWh kan soortgelyk wees terwyl piek kW en oplewingstroom baie verskil.

Bereken bruikbare batterykapasiteit deur gebruik te maak van DoD, Doeltreffendheid en Reserwe

Gebruik die vervaardiger se bruikbare kapasiteit

Diepte van ontlading beskryf hoeveel van die gegradeerde kapasiteit tydens 'n siklus verwyder word. Vir voorlopige grootte, gebruik die batteryvervaardiger se toegelate bedryfsreeks of vermelde bruikbare energie eerder as om een ​​universele persentasie toe te pas.

As 'n 10 kWh-battery oor 'n 90% bruikbare reeks bedryf word, verskaf dit 9 kWh bruikbare GS-battery-energie voordat ander stroomaf-verliese in ag geneem word:

10 kWh × 0.90=9 kWh

Waarborgvoorwaardes, toestand-van-ladingslimiete, ontladingtempo, batteryouderdom, temperatuur, fermware-instellings en verlangde sikluslewe kan alles die praktiese bedryfsvenster verander.

Gebruik die korrekte doeltreffendheidsmetriek

Vir onderbrekingslooptyd is die relevante waarde gewoonlik die eenrigtingdoeltreffendheid van gestoorde battery-energie na die beskermde vragte. Heen-en-weer--ritdoeltreffendheid sluit beide laai en ontlading in en moet nie outomaties in 'n eenrigting-looptydberekening vervang word nie.

Kyk ook of 'n produk se gepubliseerde bruikbare energie aan die GS-kant gemeet word of aan die WS-kant gelewer word. As die vervaardiger reeds bruikbare WS-energie aandui, kan die aftrekking van omsetterverliese weer dieselfde verlies-dubbel tel.

Die Sandia Nasionale LaboratoriumsDOE/EPRI Elektrisiteitstoorhandboekverskaf breër tegniese konteks oor bergingswerkverrigting, krag, energie, doeltreffendheid en toepassing-spesifieke ontwerp.

Pas 'n deursigtige ontwerp-marge toe

'n Ontwerpmarge kan beskeie onsekerheid, klein toekomstige vragte, kapasiteitsvermindering oor tyd en geringe foute in looptydberamings dek. Noem dit uitdruklik as 'n vermenigvuldiger, soos 1,10 vir 'n 10%-toelaag.

Die kantlyn moet nie swak vragdata verberg nie. Verbeter eers die vragskatting, voeg dan 'n doelbewuste reserwe by.

Gaan temperatuur en installasie toestande na

Temperatuur kan bruikbare kapasiteit, ladingaanvaarding, ontladingskrag, BMS-gedrag en lewensduur beïnvloed. Hersien die produk se minimum laaitemperatuur, minimum ontladingstemperatuur, derating-kurwes, ingeboude-verhitting, omhulselgradering, verkoeling of ventilasievereistes, en binne- of buite-installasielimiete.

Moenie een koue-weerfaktor op elke litiumbattery toepas nie. Chemie, selontwerp, termiese bestuur en BMS-instellings verskil. Hierdie oorsig vanlitiumbattery se werkstemperatuurreeksekan help om die produkdata te identifiseer wat nagegaan moet word.

Skakel kWh om na Ah en kies 12V, 24V of 48V

Battery-energie kan in kilowatt-ure gespesifiseer word, terwyl sommige stelsels in amp-ure beskryf word. Die verhouding is:

Energie (Wh)=spanning (V) × kapasiteit (Ah)

Daarom:

Kapasiteit (Ah)=energie (kWh) × 1 000 ÷ nominale stelselspanning

Hierdie amp-uurwaardes verteenwoordig ongeveer dieselfde nominale energie. Hoër spanning verminder die stroom wat nodig is om dieselfde krag te lewer, wat geleiergrootte en spanningsval kan verminder wanneer die stelsel korrek ontwerp is.

Hoe om stelselspanning te kies

• 12V:algemeen in klein GS-stelsels en beskeie mobiele toepassings.
• 24V:word dikwels in medium mobiele stelsels, kajuite, mariene stelsels en kleiner omskakelaarinstallasies gebruik.
• 48V:algemeen in groter stilstaande stelsels omdat dieselfde krag teen laer stroom gelewer kan word as by 12V of 24V.

Spanning is 'n argitektuurbesluit. Die battery, omskakelaar, laaibeheerder, beskermingstoestelle, geleiers, kommunikasie en enige gelykstroomladings moet versoenbaar wees. Groter stelsels kan ook doel-ontwerp gebruikhoë-batterye vir energieberging, wat nie as eenvoudige uitbreidings van 'n 48V selfdoenbank hanteer moet word nie.

Kontroleer omskakelaarkrag, beginstoot en BMS-limiete

’n Batterybank kan genoeg kWh hê en steeds nie die nodige toerusting kan begin of bedryf nie. Kapasiteit bepaal looptyd. Krag- en stroomgrense bepaal of die stelsel enigsins die las kan bedien.

Gaan deurlopende krag na

Voeg die vragte by wat gelyktydig kan werk. Die omskakelaar se deurlopende AC-uitset moet daardie verwagte aanvraag onder die toepaslike temperatuur en bedryfstoestande oorskry.

Skat battery-kantstroom met:

GS-stroom (A) ≈ WS laskrag (W) ÷ batteryspanning (V) ÷ omskakelaardoeltreffendheid

Byvoorbeeld, 'n 4 000 W AC-lading wat van 'n 48V-battery deur 'n 92% doeltreffende omskakelaar voorsien word, benodig ongeveer:

4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A

Die batterybank, BMS, rails, kabels, versmeltings, ontkoppelstukke en terminale moet almal ontwerp word vir die toepaslike stroom.

Kontroleer motor- en kompressor-aansitterstuwing

Putpompe, yskaste, vrieskaste, lugversorgers, werkswinkelgereedskap en lugkompressors kan aansienlik meer krag trek tydens opstart as tydens normale werking. Kontroleer:

• Omskakelaar oplewing krag
• Toegelate oplewingsduur
• Battery BMS piek-huidige limiet en duur
• Spanningsval tydens opstart
• Geleier- en beskerming-toestelgraderings
• Of verskeie vragte op dieselfde tyd mag begin

'n Piekgetal sonder 'n duur is nie voldoende nie. 'n Stelsel wat 'n baie hoë uitset vir 'n breukdeel van 'n sekonde kan produseer, kan steeds misluk om 'n motor wat verhoogde stroom benodig vir 'n paar sekondes te begin.

Gaan Battery BMS en Parallelle Limiete na

Vir elke voorgestelde module, hersien maksimum aaneenlopende ontladingsstroom, piekontladingsstroom, toegelate piekduur, maksimum laaistroom, aanbevole omskakelaarreeks, maksimum parallelle telling, goedgekeurde bedradingsuitleg en kommunikasieversoenbaarheid.

Parallelle modules deel nie altyd stroom perfek nie. Kabellengte, terminaalweerstand, temperatuur, ladingtoestand en moduletoestand kan stroomdeling beïnvloed. Gebruik die vervaardiger se goedgekeurde rail of gelyke-bedradingsreëling.

Bereken batterymoduletelling en herlaaivermoë

Bereken die aantal batterymodules

Sodra die vereiste nominale kapasiteit bekend is:

Aantal modules=vereiste nominale kapasiteit ÷ gegradeerde kapasiteit per versoenbare module

Rond af na 'n goedgekeurde hele-module-opstelling.

As die ontwerp 14,2 kWh vereis en een versoenbare module word op 5,12 kWh gegradeer:

14.2 ÷ 5.12 = 2.77

Die kapasiteitsberekening vereis dus ten minste drie modules, wat 15,36 kWh se gegradeerde energie verskaf. Die finale keuse moet steeds die krag-, BMS-, parallel-, omskakelaar-, spanning-, kommunikasie- en installasiekontroles slaag.

Kyk hoe vinnig die battery herlaai kan word

Skat eers die energie wat na die battery teruggestuur moet word:

Herlaai energie in die battery ≈ battery-energie onttrek ÷ laaidoeltreffendheid

Skat dan 'n beste-laaityd:

Herlaaityd (ure) ≈ herlaai-energie (kWh) ÷ gemiddelde batterylaaikrag (kW)

Vir 'n sonkrag--gelaaide stelsel, moenie skikkingnaambordkrag gebruik asof dit deurlopend beskikbaar is nie. Gaan verwagte maandelikse of seisoenale produksie, dagladings, knip, skadu, temperatuur en laai-beheerderlimiete na. DieNREL PVWatts Sakrekenaarkan 'n ligging-gebaseerde skatting van fotovoltaïese energieproduksie vir hierdie siftingstap verskaf.

Vir 'n af-netwerkontwerp moet verwagte sonkragproduksie beide die dagladings en die energie dek wat nodig is om die battery te herstel na ontlading. As die battery nie kan herstel voor die volgende swak-sontydperk, sal groter berging alleen nie die betroubaarheidsprobleem oplos nie.

Solar Battery Bank Groottekaart

Die volgende grafiek gebruik een dag van outonomie, 'n 90% bruikbare batteryfraksie, 92% afleweringsdoeltreffendheid en 'n 10% ontwerpmarge. Dit is slegs 'n voorbeeld.

Die verandering van enige aanname verander die resultaat. 'n Laer bruikbare fraksie, laer doeltreffendheid, langer outonomieperiode of groter marge verhoog die vereiste nominale kapasiteit.

Werke sonkrag battery grootte voorbeelde

Voorbeeld 1: Klein af-roosterkajuit

Aanvaar:

• Daaglikse ontwerplading: 2,8 kWh
• Outonomie: 1,5 dae
• Bruikbare battery fraksie: 90%
• Afleweringsdoeltreffendheid: 92%
• Ontwerpmarge: 10%

Vereiste nominale kapasiteit=2.8 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 5,58 kWh

By 'n nominale 24V:

5,58 × 1 000 ÷ 24 ≈ 233 Ah

Die volgende stap is om 'n goedgekeurde modulekonfigurasie bo 5,58 kWh te kies en te verifieer dat die omskakelaar, batterystroomlimiete en seisoenale laaibron die kajuit se vragte kan ondersteun.

Voorbeeld 2: Noodsaaklike Tuis-rugsteun

Gestel die beskermde vragte is gemiddeld 1,2 kW en moet vir agt uur werk.

Vereiste vragenergie=1.2 kW × 8 uur=9.6 kWh

Gebruik 'n 90% bruikbare fraksie, 92% afleweringsdoeltreffendheid en 10% marge:

Vereiste nominale kapasiteit=9.6 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 12,75 kWh

Hierdie resultaat spreek energie-looptyd aan. Dit bewys nie dat die battery en omskakelaar die grootste motor kan aanskakel of die maksimum gelyktydige las kan ondersteun nie.

Voorbeeld 3: Van 'n gemete ladingstabel tot moduletelling

Gebruik die illustratiewe gemete vrag-tabel hierbo:

• Daaglikse kritieke-vragenergie: 3,71 kWh
• Outonomie: 1,5 dae
• Bruikbare battery fraksie: 90%
• Afleweringsdoeltreffendheid: 92%
• Ontwerpmarge: 10%

Vereiste nominale kapasiteit=3.71 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 7,39 kWh

As die goedgekeurde batterymodule op 5,12 kWh gegradeer is:

7.39 ÷ 5.12=1.44 modules

Die ontwerp benodig ten minste twee modules volgens kapasiteit, vir 10,24 kWh nominaal. Voordat jy daardie opstelling aanvaar, verifieer die twee-module aaneenlopende stroom, opstartstuwing, laaistroom, parallelle goedkeuring en omskakelaarkommunikasie.

Hoe lank sal 'n 10 kWh-battery hou?

Looptyd hang af van die bruikbare energie wat aan die vragte gelewer word, nie net die nominale gradering nie. Met 'n 10 kWh nominale battery, 'n 90% bruikbare fraksie en 92% afleweringsdoeltreffendheid:

Bruikbare WS-energie ≈ 10 × 0.90 × 0.92=8.28 kWh

Hierdie waardes aanvaar 'n bestendige gemiddelde las en sluit nie bykomende temperatuurverlaging, veroudering, BMS-reserwe of toerusting-spesifieke beperkings in nie.

LiFePO4 vs. Lood-Suurbatterybankgrootte

Batterychemie beïnvloed hoe nominale kapasiteit, ontladingtempo, laaivereistes, instandhouding en installasietoestande vertaal in bruikbare stelselwerkverrigting. Vir 'n groter vergelyking, hersien hierdieverskillende batterytipes vir energieberging.

Vir lood-suurbatterye, gebruik die vervaardiger se ontladingskurwes en gegradeerde-uurkapasiteit. 'n Eenvoudige Ah-omskakeling by nominale spanning kan die beskikbare energie oorskat wanneer die ontladingsstroom hoog is.

Algemene sonkragbattery grootte foute

• Vermenigvuldig met tyd twee keer:as vragenergie reeds in kWh is, moet dit nie weer met rugsteunure vermenigvuldig nie.
• Verwar kW met kWh:gestoorde energie en aflewerbare krag is afsonderlike spesifikasies.
• Gebruik totale huishoudelike verbruik vir noodsaaklike rugsteun:grootte van beskermde vragte wanneer die ontwerp nie 'n hele-huisrugsteun is nie.
• Gebruik naambord watt as gemiddelde verbruik:fietsrytoerusting gebruik dikwels minder energie as wat die maksimum insette daarvan voorstel.
• Ignoreer bystandverbruik:'n 40 W aaneenlopende vrag verbruik 0,96 kWh per dag.
• Gebruik heen-en-weer-doeltreffendheid in 'n een-berekening sonder om na te gaan:pas die doeltreffendheidwaarde by die energiepad wat bereken word.
• Ignoreer motor-begin oplewing:voldoende kWh waarborg nie suksesvolle pomp of kompressor aanskakel nie.
• Ontwerp vir jaarlikse-gemiddelde sontoestande:af-netwerkbetroubaarheid word gewoonlik deur die minste gunstige seisoen beheer.
• Gestel batterye kan altyd later bygevoeg word:uitbreiding kan beperk word deur ouderdom, toestand van lading, firmware, kommunikasie, omskakelaarlimiete of vervaardigerbeleid.
• Ignoreer herlaaityd:'n battery wat nie kan herstel voor die volgende ontladingsperiode nie, is nie 'n veerkragtige ontwerp nie.

Veiligheid, omvang en redaksionele metodologie

Hierdie artikel verskaf 'n voorlopige berekeningsraamwerk vir die vergelyking van batterykapasiteitvereistes. Dit is nie 'n elektriese ontwerptekening, installasiehandleiding, kode-nakomingsoorsig of plaasvervanger vir produk-spesifieke ingenieurswese nie.

Die berekeningsmetode skei laskrag, vragenergie, nominale kapasiteit, bruikbare kapasiteit, afleweringsdoeltreffendheid en ontwerpmarge sodat elke aanname nagegaan kan word. Uitgewerkte voorbeelde openbaar hul aannames en moet nie as universele produkaanbevelings hanteer word nie.

Finale toerustingkeuse en installasie moet hersien word deur 'n gekwalifiseerde professionele persoon wat vertroud is met die toepaslike plaaslike elektriese, gebou- en brandvereistes. In die Verenigde State verduidelik UL ditUL 9540 evalueer energiebergingstelsels en -toerusting as geïntegreerde stelsels, insluitend batterye, kragomskakeling, kontroles, beskerming en kommunikasie.

Gereelde vrae