Πριν από το σχεδιασμό και την αγορά ενός φωτοβολταϊκού συστήματος, θυμηθείτε τη διατήρηση της ενέργειας και το καλό σχεδιασμό κατοικίας παίζει σημαντικό ρόλο στη μείωση του μεγέθους και του κόστους ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος. Η χρήση ενεργειακά αποδοτικών συσκευών και φωτισμού, καθώς και μη ηλεκτρικών εναλλακτικών λύσεων, όπου είναι δυνατόν, μπορεί να καταστήσει ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό ή αιολικό σύστημα εκτός δικτύου, ανταγωνιστική από πλευράς κόστους λύση στο ηλεκτρικό δίκτυο. Η δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας γεννήτριας για μέρος της ημέρας μπορεί επίσης να βοηθήσει στη μείωση και αντιστάθμιση του κόστους εγκατάστασης φωτοβολταϊκών.
Ορισμένες ώρες ηλιοφάνια ανά ημέρα, ημέρες αυτονομίας και μέση κατανάλωση ενέργειας στο σπίτι θα καθορίσουν το μέγεθος και τελικά το κόστος κάθε φωτοβολταϊκού συστήματος ηλιακής ενέργειας.
Δωρεάν παραγωγή Ηλεκτρικής ενέργειας από το φως του ήλιου (φωτοβολταϊκά)

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση

Το εναλλασσόμενο ρεύμα φυσικά είναι κατάλληλο για τις πιο συνηθισμένες συσκευές 240 VAC, πλυντήρια, ηλεκτρικά εργαλεία, τηλεοράσεις μεγάλης οθόνης και κονσόλες παιχνιδιών, φούρνους μικροκυμάτων, φρυγανιέρες κ.λπ. Ασύρματα τηλέφωνα και τηλεφωνητές, ραδιόφωνα ρολογιού και συναγερμοί, φορτιστές για κινητά τηλέφωνα ή Ni-cad μπαταρίες χρειάζονται ενέργεια σε πλήρη βάση.
Όταν εγκαθιστάτε ένα μη ανανεώσιμο σύστημα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (δηλαδή ένα που δεν είναι συνδεδεμένο με το τοπικό δίκτυο κοινής ωφελείας) για το σπίτι σας, γίνετε δική σας εταιρεία παραγωγής ενέργειας, έτσι κάθε kWh (κιλοβατώρα) ενέργειας που χρησιμοποιείτε σημαίνει περισσότερη ηλιακός εξοπλισμός (και συνεπώς περισσότερα χρήματα) απαιτείται για να καλύψει τις ανάγκες σας στην κατανάλωση ενέργειας.
Η προετοιμασία για οποιοδήποτε φωτοβολταϊκό σύστημα αρχίζει με την εκτίμηση και τον υπολογισμό των ενεργειακών σας αναγκών. Το κύριο εργαλείο που χρησιμοποιείται για αυτή την εργασία είναι μια “λίστα φορτίων”. Μια λίστα φορτίων είναι απλά ένας συνδυασμός όλων των ηλεκτρικών φορτίων που θα χρησιμοποιηθούν στο ολοκληρωμένο σύστημα και περιλαμβάνει όλα τα ηλεκτρικά που θα χρησιμοποιηθούν στην οικία εκτός δικτύου, όπως: λαμπτήρες και φώτα, κονσόλες τηλεοράσεων και παιχνιδιών, φούρνοι μικροκυμάτων, φορτιστές κ.λπ. , πρέπει όλοι να συμπεριληφθούν στη λίστα σας.
Τυπικό παράδειγμα ηλιακής ενέργειας
Η ποσότητα ηλιακής ενέργειας που φτάνει στη Γη είναι τυπικά περίπου 1.000 Watts ανά τετραγωνικό μέτρο (1.0kW / m2). Αυτή η ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη θέση και την εποχή του έτους. Η καταγραφή αυτής της ηλιακής ενέργειας απαιτεί εξοπλισμό και συστήματα με σχετικά υψηλό αρχικό κόστος κεφαλαίου. Ωστόσο, καθ ‘όλη τη διάρκεια ζωής του ηλιακού εξοπλισμού, αυτά τα συστήματα μπορούν να αποδειχθούν ανταγωνιστικά από πλευράς κόστους, σε σύγκριση με τις συμβατικές τεχνολογίες καύσης ενέργειας και καυσίμων.
Το κλειδί για την επιτυχή εγκατάσταση του φωτοβολταϊκού συστήματος είναι η χρήση ποιοτικών εξαρτημάτων που έχουν μεγάλες ζωές και απαιτούν ελάχιστη συντήρηση.

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση.

Λίστα φορτίων – Υπολογισμός για οικιακό σύστημα φωτοβολταϊκών

Όνομα φόρτωσης Ισχύς σε βάτ Ώρες “ON” Watt-ώρες Όλοι οι λαμπτήρες, Γενικά (φθορισμού) 150 6 900 Φωτιστικά, σαλόνια (φθορισμού) 100 6 600 Φώτα, 4 κρεβάτια / 2 λουτρά (φθορισμού) 240 4 960 Φωτιστικά, Κουζίνα / Μονάδες (Φθορισμού) 80 4 320 Τηλεόραση 40 “, Καθιστικό 140 6 840 Τηλεόραση 32 “, Κρεβάτι 90 4 180 Δορυφορικά / Βίντεο / Κονσόλες 60 12 720 Υπολογιστής / Laptop / Hubs / Routers 350 4 1400 Πλυντήριο ρούχων (A-rated) 500 0.3 150 Ψυγείο / Κατάψυξη (A-rated) 75 12 900 Φρυγανιέρα 1200 0.1 120 Φούρνος μικροκυμάτων (750W) 750 0.1 75 Βραστήρας 1200 0.1 120 Ηλεκτρική σκούπα 700 0.1 70 Σίδερο 1000 0.1 100 Διάφορα (Ηλεκτρικά εργαλεία κ.λπ.) 300 1 300 ΜΕΡΙΚΟ ΣΥΝΟΛΟ 7,755 10% απώλεια 775 Συνολικά στο σπίτι 8.530 watt-ώρες kWatt-ώρες / ημέρα 8.53 kWatt-ώρες / μήνα 256 Υποθέσεις που έγιναν:
Αριθμός Κατοικιών: 4
Αριθμός υπνοδωματίων: 4
Όλα τα φώτα και οι λαμπτήρες χρησιμοποιούν ενεργειακά αποδοτικά συμπαγή φθορισμού
Κάθε συσκευή που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση και το μαγείρεμα, όπως ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες, εστίες μαγειρέματος, λέβητες κεντρικής θέρμανσης και κλιματιστικά, είναι ακριβά φορτία για να λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια και πρέπει να αποφεύγονται. Για το μαγείρεμα θα πρέπει να εξετάσετε τη χρήση εναλλακτικών λύσεων όπως το υγραέριο ή το αέριο προπανίου. Χρησιμοποιήστε ηλιακή θέρμανση νερού για θέρμανση νερού και χώρου και ψύξη με εξάτμιση καθώς και παθητικό ηλιακό σχεδιασμό στην οικιακή κατασκευή σας, αν είναι δυνατόν, αντί μονάδων κλιματισμού με συμπιεστή.
Εξετάστε τη χρήση ενεργειακά αποδοτικού φωτισμού. Αντικαταστήστε μια λυχνία πυρακτώσεως 60 watt που λειτουργεί 6 ώρες την ημέρα με μία συμπαγή λαμπτήρα φθορισμού 13 watt. Αυτό θα εξοικονομούσε περίπου 282 watt-ώρες κάθε μέρα που θα ήταν η ίδια επιπλέον ισχύς διαθέσιμη κάθε μέρα προσθέτοντας ένα ακόμη φωτοβολταϊκό πάνελ 48 watt. Η αλλαγή λαμπτήρα πάνω από το κόστος θα ήταν περίπου £ 1 έως £ 2 ήταν ως προστιθέμενο πάνελ κοστίζει
Παρατηρήστε ότι αυτές οι εξοικονομήσεις 282 watt-ωρών κερδίζονται κάθε μέρα που χρησιμοποιείται η λάμπα. Στις ηλιόλουστες μέρες, όταν ένα επιπλέον πάνελ θα έδινε το ίδιο ποσό, αλλά η νέα λάμπα εξοικονομεί επίσης 282 watt ώρες στις ηλιόλουστες μέρες όταν ένα επιπλέον πάνελ θα έκανε λίγα ή τίποτα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η διατήρηση του σχεδιασμού είναι ΠΟΛΥ σημαντική από την ίδια την πηγή ενέργειας.
Αξιολόγηση του δυναμικού ηλιακής ενέργειας στην τοποθεσία σας
Η ποσότητα ενέργειας που μπορείτε να πάρετε από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα στην εκτός δικτύου πλέγμα εξαρτάται από την τοποθεσία σας και την εποχή του έτους. Γενικά, μπορείτε να περιμένετε να λάβετε περισσότερο ηλιακό φως μεταξύ των μηνών Απριλίου μέχρι και τον Σεπτέμβριο και να έχετε μια σαφή έκθεση στον ήλιο για το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας, π.χ. από τις 9πμ έως τις 3μμ.
Η μέτρηση της αντοχής του ηλιακού φωτός που χτυπά τη γη στη θέση σας ορίζεται ως ηλιακή ηλιοφάνεια. Χρησιμοποιώντας αυτήν την τιμή, μπορείτε να καθορίσετε πόση ηλιακή ενέργεια μπορείτε να παράγετε καθ ‘όλη τη διάρκεια του έτους για τον συγκεκριμένο ιστότοπό σας. Ένας χάρτης ηλιακής ηλιοφάνειας μπορεί να βοηθήσει στο μέγεθος του ελάχιστου ηλιακού ηλεκτρικού συστήματος (φωτοβολταϊκού συστήματος) που απαιτείται κατά τη διάρκεια των περιόδων του έτους με τη συντομότερη ηλιοφάνεια για τη θέση σας.

Μηνιαίο μέσο όρο μέσου όρου της ηλιακής ακτινοβολίας που προκαλείται από την ηλιακή ακτινοβολία στην περιοχή Tarragona, Ισπανία (kWh / m2 / ημέρα) Παραπομπή: http://eosweb.larc.nasa.gov
Αφού βρήκαμε την ηλιακή ηλιοφάνεια για μια συγκεκριμένη τοποθεσία, πρέπει να διαιρέσουμε την εκτιμώμενη ημερήσια κατανάλωση ενέργειας (κιλοβατώρες) παραπάνω από τη χειρότερη περίπτωση της ηλιακής ηλιοφάνειας από το γράφημα και να την πολλαπλασιάσουμε με συντελεστή αναποτελεσματικότητας συστήματος 1,3 (30%) για ένα σύστημα ηλιακής ενέργειας που είναι off-grid.
Η εκτιμώμενη ημερήσια χρήση ήταν 8,5 kWatt-ώρες την ημέρα.
Συνολική ισχύς των ηλιακών πάνελ = [(Καθημερινά κιλοβατώρες) / (ηλιακή ηλιοφάνεια)] x Παράγοντας ανεπάρκειας
Jan Φεβρουάριος Marc Απρ Ενδέχεται Ιούνιος Ιούλιος Αυγ Σεπ Οκτ Νοέμβριος Δεκ 4.0 2.75 1.98 1.58 1.42 1.38 1.46 1.68 1.98 2.64 3.71 4.63 Ο χειρότερος μήνας που απαιτεί την πιο ηλιακή ενέργεια είναι ο Δεκέμβριος στα 4,63 kWatts. Στη συνέχεια χρειαζόμαστε ένα σύστημα 4.63kWp (ή 4.630 Watt) προκειμένου να παράγουμε κατά μέσο όρο 8.5kWh ανά ημέρα για την τοποθεσία μας με μέσο όρο 5.39 ώρες ηλιακής ηλιοφάνειας.
Τώρα που γνωρίζουμε τη συνολική ισχύ της συστοιχίας ηλιακών ηλεκτρικών πινάκων, μπορούμε να επιλέξουμε τους συγκεκριμένους ηλιακούς συλλέκτες που θα αποτελέσουν αυτή τη συνολική ισχύ. Σημειώστε ότι αυτή η ισχύς είναι για 100% εκτός δικτύου. Αν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα ή είναι συνδεδεμένο με το σπίτι, αυτή η τιμή μπορεί να μειωθεί για να δώσει ένα ποσοστό της ηλιακής ενέργειας που απαιτείται για την τροφοδοσία του σπιτιού με ηλεκτρικό ρεύμα. Για παράδειγμα, το ηλιακό 25%, 50% ή 80% κ.λπ.
Επιλέγοντας τα απαιτούμενα ηλιακά πάνελ
Έχουμε ήδη μια ακριβή ιδέα της ηλιακής ηλιοφάνειας για μια συγκεκριμένη τοποθεσία. Έχουμε κάνει την έρευνα καταλόγου φορτίων, ώστε να γνωρίζουμε πόση ηλεκτρική ενέργεια απαιτούμε σε μια μέση μέρα. Το μόνο που απομένει είναι να προσδιοριστεί ο τύπος και ο αριθμός των φωτοβολταϊκών πλαισίων (PV) που θα παράγουν την απαιτούμενη ισχύ των 4,6 kWatts.
Καταναλώνουμε κατά μέσο όρο 4.630 Watt-ώρες ενέργειας καθημερινά. Στη συνέχεια διαιρώντας την κατανάλωση ρεύματος από τη μέση παραγωγή ενός μόνο πίνακα, θα μας δώσετε τον αριθμό των απαιτούμενων πλαισίων.

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση

Απαιτούνται βολτ 4630W Panels Req. Πίνακας Ισχύος 120W 40 140W 34 200W 24 240W 20 Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο, το μέγεθος, το σχήμα και την τάση. Στις περισσότερες περιπτώσεις το μέγεθος ενός φωτοβολταϊκού πλαισίου αναφέρεται στην ονομαστική ισχύ εξόδου του πίνακα ή στο δυναμικό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν επίσης να έχουν διαφορετικές τιμές τάσης ανάλογα με το μέγεθός τους. Αυτοί με 12 έως 48 βολτ χρησιμοποιούνται γενικά για εφαρμογές εκτός δικτύου. Η μέγιστη ισχύς (P) που παραδίδεται από ένα πάνελ δίνεται ως τάση (V) x ρεύμα (I).
Οι επιμέρους ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να συνδυαστούν σε μεγαλύτερες συστοιχίες, συνδέοντάς τις σε σταθερό συνδυασμό για να επιτευχθεί η απαιτούμενη τάση ή ονομαστική ένταση ρεύματος. Οι παρακάτω πίνακες δείχνουν πιθανούς συνδυασμούς συστοιχιών για τον αριθμό των πλαισίων που απαιτούνται για την παροχή του ελάχιστου 4.630 watts.
AKT-120-M Ηλιακός πίνακας
Ισχύς σε βάτ: 120W Μέγεθος: 1182x808mm Voc: 21.6V Isc 7.54Α Ποσότητα: 40 Βάρος: 10 Kg Vmp: 17.5V Διαβολάκι 6.86Α
Συνδυασμός πινάκων Τάση (V) Τρέχουσα (A) Ισχύς (P) Περιοχή (m2) Βάρος (Kg) 1 x 40 17.5 274.4 4802 38.2 400 2 x 20 35.0 137.2 4802 38.2 400 4 x 10 70,0 68.6 4802 38.2 400 5 x 8 87.5 54.9 4802 38.2 400 8 x 5 140,0 34.3 4802 38.2 400 10 x 4 175,0 27.4 4802 38.2 400 20 x 2 350,0 13.7 4802 38.2 400 40 x 1 700.0 6.9 4802 38.2 400 Δεδομένα συστοιχίας 120W:
Ποσότητα: 40 Τιμή Πάνελ:
Περιοχή πίνακα: 38,2 m2 Array Τιμή:
Βάρος Array: 400 Kg Κόστος ανά Wp:

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση

Συνδυασμός πινάκων Τάση (V) Τρέχουσα (A) Ισχύς (P) Περιοχή (m2) Βάρος (Kg) 1 x 34 17.5 272,7 4772 40.3 482,8 2 x 37 35.0 136.3 4772 40.3 482,8 17 x 2 297,5 16.0 4772 40.3 482,8 34 x 1 595.0 8.02 4772 40.3 482,8 140W Δεδομένα πίνακα:
Ποσότητα: 34 Τιμή Πάνελ:
Πίνακας Περιοχή: 40,3 m2 Array
Βάρος Array: 482,8 Kg Κόστος ανά Wp

Συνδυασμός πινάκων Τάση (V) Τρέχουσα (A) Ισχύς (P) Περιοχή (m2) Βάρος (Kg) 1 x 24 55.8 86.2 4808 27.9 360 2 x 12 111.6 43.1 4808 27.9 360 3 x 8 167.4 28.7 4808 27.9 360 4 x 6 223.2 21.5 4808 27.9 360 6 x 4 334.8 14.4 4808 27.9 360 8 x 3 446.4 10.8 4808 27.9 360 12 x 2 669.6 7.2 4808 27.9 360 24 x 1 1339.2 3.6 4808 27.9 360 240W Δεδομένα πίνακα:
Ποσότητα: 20 Τιμή Πάνελ:
Array Περιοχή: 32,9 m2 Array
Βάρος Array: 420 Kg Κόστος ανά Wp

Εξετάζοντας τα πιο πάνω δεδομένα, είναι σαφές ότι η ηλιακή γεννήτρια 250 Watt 24 Volt θα είναι η επιλογή επιλογής που προσφέρει ένα καλύτερο κόστος ανά κορυφή watt (Wp) . Αυτό δίνει μια σειρά από μόνο 20 ηλιακούς συλλέκτες με κόστος (εξαιρουμένων των εξαρτημάτων κ.λπ.) ανά τετραγωνικό μέτρο με μια περιοχή συστοιχίας για τοποθέτηση στέγης 33 m2.
Επιλογή τάσης συστήματος

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση 

Ανάλογα με την ισχύ του πίνακα και τον συνδυασμό συστοιχιών, υπάρχει αριθμός διαμορφώσεων τάσης και ρεύματος που διαθέτουμε για να τροφοδοτήσουμε το σπίτι με ισχύ συνεχούς ρεύματος.
Όλα τα ηλιακά συστήματα με μπαταρίες ως εφεδρικό θα πρέπει να περιλαμβάνουν έναν ελεγκτή ηλιακής φόρτισης για να αποφευχθεί η υπερφόρτιση των μπαταριών και επίσης να αποτρέψουν τις μπαταρίες να στείλουν τη φόρτιση τους πίσω από το σύστημα στους ηλιακούς συλλέκτες κατά τη διάρκεια χαμηλής ηλιοφάνειας (δηλαδή τη νύχτα) .
Δεδομένου ότι ένας ηλιακός ελεγκτής κάνει τη δουλειά του μεταξύ της συστοιχίας ηλιακών συστοιχιών και των συσσωρευτών, έχει νόημα ότι η επιλογή και η διαστασιολόγηση επηρεάζονται από αυτά τα εξαρτήματα. Η τάση και το ρεύμα είναι οι δύο παράμετροι που χρησιμοποιούνται στον ελεγκτή μεγέθους του ηλιακού φορτίου. Ο ηλιακός ελεγκτής πρέπει να είναι σε θέση να δέχεται τη μέγιστη ισχύ που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες ενώ παράγει την κατάλληλη τάση συνεχούς ρεύματος και το ρεύμα φόρτισης στις μπαταρίες.
12 ή 24 βολτ είναι το πιο συνηθισμένο πρότυπο για ένα σπίτι εναλλακτικής ενέργειας εκτός δικτύου, κυρίως επειδή είναι ήδη συμβατικό πρότυπο. Καθώς προχωρούμε σε υψηλότερες τάσεις, απαιτούνται λιγότερα ρεύματα (αμπέρ) για την παροχή της ίδιας ποσότητας ισχύος (watt). Οι αποτελεσματικότητες τείνουν επίσης να αυξάνονται με υψηλότερες τάσεις και χαμηλότερες διαμορφώσεις ρεύματος επειδή μια συστοιχία υψηλότερης τάσης μειώνει την πτώση τάσης σε μεγάλες αποστάσεις καλωδίων.
Για τα συστήματα χαμηλής τάσης – υψηλής τάσης, τα μακρά καλώδια μεταξύ των πλαισίων ή στο εσωτερικό των κτιρίων μπορεί να είναι πολύ ακριβά στο κόστος καλωδίων όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του καλωδίου σε mm2, πρέπει να μειωθούν οι απώλειες ισχύος. Έτσι μειώνοντας το ρεύμα στο μισό χρησιμοποιώντας τη διπλάσια τάση μπορούμε να κόψουμε το κόστος καλωδίων που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των ονομαστικών ηλιακών συλλεκτών DC.
Από το τραπέζι για το πάνελ 250 watt, η χαμηλότερη τάση είναι αυτή ενός μόνο πίνακα των 24 βολτ, αλλά το ρεύμα που τροφοδοτείται είναι το υψηλότερο στα 157,8 αμπέρ καθώς οι 20 πάνελ συνδέονται παράλληλα. Αυτή η υψηλή τρέχουσα τιμή θα απαιτούσε πολύ μεγάλες και ακριβές καλωδιακές διαδρομές καθιστώντας την ακατάλληλη.
Η χαμηλότερη ονομαστική τάση των 7,9 αμπέρ θα επέτρεπε την χρήση κανονικού καλωδίου φωτισμού, αλλά η τάση που παρέχεται από τη συστοιχική σειρά είναι πολύ υψηλή στα 596 βολτ. Πολύ μεγάλο για τις μπαταρίες. Μια πολύ καλύτερη εναλλακτική λύση θα ήταν ένας συνδυασμός 2 x 10 των 20 πάνελ. Αυτό θα έδινε τάση εξόδου 48 βολτ (2 x 24) που παρέχει ρεύμα περίπου 80 αμπέρ (10 x 7,89).
2 πίνακες σε διαμόρφωση 10 γραμμών

Η ονομαστική τάση σε όλο το σύστημα, στη φωτοβολταϊκή γεννήτρια, στον ηλιακό ρυθμιστή φόρτισης και στην τράπεζα μπαταρίας έχει ρυθμιστεί τώρα στα 48 βολτ (Voc = 73,8 volts max).
Το επόμενο βήμα στο μέγεθος του ελεγκτή φόρτισης περιλαμβάνει ρεύμα. Για συστήματα συνεχούς λειτουργίας, πρέπει να συμπεριληφθεί πρόσθετη προστασία. Ο βιομηχανικός συντελεστής 1,25 de-rating καθορίζεται για να αποτρέψει την καταστροφή του ελεγκτή εξαιτίας υπερβολικού ρεύματος ή ισχύος από τον ηλιακό πίνακα.
Το μέγιστο ρεύμα βραχυκυκλώματος του πάνελ Kyocera KD-240 δίδεται ως 8.55 Αμπέρ. Στη συνέχεια, το μέγιστο ρεύμα που παράγεται συμπεριλαμβανομένου του συντελεστή απο-βαθμολόγησης για μια συστοιχία 10 συμβολοσειρών δίνεται ως:
Διάταξη Isc = (10 x 8.55) x 1.25 = 106.8 Αμπέρ
Αυτή η τιμή των 106,8 αμπέρ μπορεί να είναι πολύ υψηλή για να χρησιμοποιηθεί ένας ελεγκτής απλής φόρτισης. Επομένως, η διάταξη μπορεί να χρειαστεί να χωριστεί στο μισό (2 × 5) + (2 × 5) και να συνδεθεί με δύο ξεχωριστούς ελεγκτές ενώ παράγει την απαιτούμενη τάση συστήματος στις μπαταρίες. Επομένως, κάθε ελεγκτής ηλιακού φορτίου θα πρέπει να έχει μια ελάχιστη βαθμολογία: Voc = 74 volts, Isc = 55 Amps.
Κάθε μικρότερος πίνακας αποτελείται από 10 ηλιακούς συλλέκτες ο καθένας σε συνδυασμό 2 × 5 2.400 Watt, (2.4kWp). Δύο δυνατοί βασικοί ηλιακοί ελεγκτές PWM είναι:
1. Το Tristar TS-60 έχει ονομαστική τάση συστήματος 48 βολτ σε 60 αμπέρ (μέγιστη τιμή 150V),

2. ονομαστική τάση συστήματος Xantrex C60 48 βολτ σε 60 αμπέρ (μέγιστη 125V),

Σημειώστε ότι υπάρχουν άλλοι τύποι και κατασκευαστές που θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν. Ακόμα κι αν μπορούν να ελέγξουν τη συστοιχία και η φόρτιση της μπαταρίας είναι καλύτερα 3 με 4 φορές την τιμή των δύο παραπάνω.
Μεγιστοποίηση της Τράπεζας μπαταρίας βαθέων κυκλωμάτων του Φωτοβολταϊκού Συστήματος
Δυστυχώς, ο ήλιος δεν λάμπει πάντα, ειδικά τη νύχτα, έτσι κάποια πρόσθετη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας. Κατά τη διάρκεια μιας ωραίας ηλιόλουστης ημέρας, η ηλιακή συστοιχία μπορεί να παράγει πολλή ηλεκτρική ενέργεια, οπότε θα χρειαστείτε μπαταρίες για να αποκτήσετε πρόσβαση σε αυτήν την ισχύ μετά την πτώση του ήλιου.
Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που διατίθεται κατά τη διάρκεια της ημέρας εξαρτάται από την τοποθεσία και την εποχή του χρόνου που επηρεάζει την ώρα ανατολής και ηλιοφάνειας. Γενικά κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου αυτό μπορεί να είναι τόσο χαμηλό όσο 5 ώρες ή έως και 8 ώρες κατά τη θερινή περίοδο. Κατά κανόνα χρησιμοποιείται κατά μέσο όρο περίπου 6 ώρες την ημέρα.
Παράδειγμα ηλιακής ενέργειας διαθέσιμη κατά τη διάρκεια μιας ημέρας.

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση

Στη συνέχεια, για να μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη δύναμη οποιαδήποτε στιγμή, νύχτα ή μέρα, θα χρειαστούμε μπαταρίες αποθήκευσης, ειδικά μπαταρίες μεγάλου κύκλου αποθήκευσης για 100% εκτός δικτύου.
Μπαταρίες βαθιάς κυκλοφορίας
Οι μπαταρίες βαθέων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται σε ηλιακά συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας διαφέρουν από τις μπαταρίες αυτοκινήτων αυτοκινήτων. Η ηλεκτρική ενέργεια συλλαμβάνεται και αποθηκεύεται, και στη συνέχεια καταναλώνεται αργότερα, με κανονικό κυκλικό τρόπο καθ ‘όλη τη διάρκεια της ημέρας. Για παράδειγμα, σε ένα σύστημα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που βασίζεται στην μπαταρία, είτε η ηλιακή φωτοβολταϊκή εγκατάσταση είτε η ανεμογεννήτρια, η ενέργεια που παράγεται καθημερινά αποθηκεύεται σε μια τράπεζα μπαταριών, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία οικιακών φορτίων, -όλες τις ηλιόλουστες μέρες.
Αυτή η επαναλαμβανόμενη διαδικασία θέτει τις μπαταρίες σε έναν μακρύ αργό, καθημερινό κύκλο φόρτισης και εκφόρτισης, όπου οι ρηχές μπαταρίες κυκλικού αυτοκινήτου από την άλλη πλευρά με τις μικρότερες λεπτότερες πλάκες τους είναι σχεδιασμένες για γρήγορη σύντομη εκκίνηση των κινητήρων.
Οι μπαταρίες με βαθύ κύκλο είναι μόνο 2 βολτ η κάθε μία, έτσι ώστε να χρησιμοποιηθούν σε ένα σύστημα 48 βολτ, θα χρειαστούμε 24 κελιά συνδεδεμένα εν σειρά (2 × 24). Υπάρχουν πολλαπλάσια από 2 βολτ κύτταρα, δηλαδή 4V, 6V και 12V. Επίσης, αυτές οι μπαταρίες είναι μεγάλες, πολύ βαριές και δίνουν αέρια κατά τη φόρτιση, οπότε απαιτείται επιπλέον εξοπλισμός και χώρος για την αντιμετώπιση τέτοιων μεγάλων μπαταριών.
Η ποσότητα ενέργειας που καταναλώνεται ανά ημέρα στο σπίτι υπολογίστηκε σε 8.530 Watt πριν χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες στην “λίστα φορτίων”. Αυτή είναι η ελάχιστη χωρητικότητα αποθήκευσης που χρειαζόμαστε για μία ημέρα. Στη συνέχεια, θα πρέπει να καθορίσουμε τον αριθμό των ημερών εφεδρικής μπαταρίας που θέλουμε να έχουμε στη διάθεσή σας. Αυτό ονομάζεται “Αυτονομία”.
Ημέρες Αυτονομίας αντιπροσωπεύει τον αριθμό των συννεφιασμένων ημερών σε μια σειρά που μπορεί να συμβούν και για τις οποίες οι μπαταρίες θα πρέπει να τροφοδοτούν ενέργεια στο σπίτι. Ένας τυπικός αριθμός ημερών αυτονομίας είναι συνήθως 3 ημέρες. Στη συνέχεια, η συνολική ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τουλάχιστον τρεις (3) ημέρες αποθήκευσης για το σπίτι μας με 4 υπνοδωμάτια που καταναλώνει 8.530 watt-ώρες καθημερινά υπολογίζεται σε:
8.530 χ 3 = 25.600 watt-ώρες
Δεδομένου ότι η μπαταρία βαθιάς κυκλώματος είναι τύπου lead-acid, πρέπει να διαιρέσουμε αυτή την τιμή κατά 0,8 για να διατηρήσουμε ένα απόθεμα 20% στις μπαταρίες μετά από την περίοδο αποφόρτισης των 3 ημερών για να διασφαλίσουμε ότι οι μπαταρίες δεν έχουν αποφορτιστεί πλήρως στο μηδέν. Αυτό υπολογίζεται ως εξής:
25.600 ÷ 0.8 = 32.000 watt-ώρες
Αν διαιρέσουμε αυτό το ποσοστό με την τάση του συστήματος μας σε 48 VDC, φτάνουμε σε μια χωρητικότητα κυψελών μπαταρίας μολύβδου-οξέος:
32.000 ÷ 48 = 667 Amp-ώρες
ή ημερήσια κατανάλωση 222 Αμπέρ-ωρών από την μπαταρία.
Τώρα που γνωρίζουμε την χωρητικότητα Amp-hour (Ah) της τράπεζας μπαταρίας που θα μας δώσει τη χωρητικότητα αποθήκευσης που χρειαζόμαστε, μπορούμε τώρα να επιλέξουμε μια συγκεκριμένη μπαταρία βαθιάς κυκλοφορίας. Οι απαιτούμενες μπαταρίες βαθιάς κυκλοφορίας πρέπει να πληρούν τόσο τις απαιτήσεις τάσης του συστήματος όσο και την ικανότητα Ah που υπολογίζεται παραπάνω. Για το σπίτι με 4 κρεβάτια χρησιμοποιώντας σύστημα 48V, υπολογίσαμε ότι χρειαζόμασταν 667 Ah για παραγωγή 8.530 Whr ανά ημέρα με 3 ημέρες αποθήκευσης.
Κατάλληλες μπαταρίες βαθιάς αποθήκευσης κύκλου είναι οι εξής:
1.2v Solar 6 OPzV 720 που είναι μια μπαταρία 720 A / hr 2 μπαταριών (single cell),

2. Rolls Solar 5000 – 6 CS 17PS που είναι μπαταρία 6 Volt (3 κυψελών) 770 A / hr, με τιμή: £ 976

3. Exide Classic – OPzS-765 που είναι μια μπαταρία 765 A / hr 2 μπαταριών (single cell), με χρέωση: £ 418

Η 2η μπαταρία παραπάνω, η Rolls Solar 5000 – 6 CS 17PS είναι μια μπαταρία τριών κυψελών 6 volt, έτσι μόνο οκτώ απαιτείται για να δώσει τα 48 βολτ (6 × 8). Η συνολική τιμή τράπεζας μπαταρίας θα είναι ως εκ τούτου:
1. Το Rolls Solar 5000 6-CS-17PS,
Σαφώς, η μπαταρία Rolls Solar 5000 – 6 CS 17PS ονομαστικής ισχύος 6 βολτ θα ήταν η φθηνότερη επιλογή μπαταρίας. Επίσης, καθώς απαιτούνται μόνο 8 μπαταρίες, χρησιμοποιείται λιγότερος χώρος και λιγότερα καλώδια σύνδεσης, συνδέσεις και τερματικά, μειώνοντας το κόστος εγκατάστασης

Λάβετε υπόψη ότι εάν ο ελεγκτής ηλιακής φόρτισης δεν διαθέτει ενσωματωμένη μονάδα παρακολούθησης μπαταρίας, θα πρέπει να αγοράσετε και να εγκαταστήσετε μια ξεχωριστή οθόνη μπαταρίας για να εμφανίσετε την ένδειξη τάσης, ρεύματος και ένδειξης κατάστασης φόρτισης μπαταρίας.

Μετατροπέας DC σε AC εκτός δικτύου
Διαθέτουμε τώρα ένα σύστημα 8,5kWhr εκτός δικτύου, το οποίο αποτελείται από 20 ηλιακούς συλλέκτες, έναν ηλιακό ελεγκτή φορτιστή Tristar CS-60 και μια τράπεζα μπαταριών συνεχούς ρεύματος 48 volt με τη χρήση μπαταριών Rolls 6-CS-17PS, 6V. Δυστυχώς, αυτή η ρύθμιση δεν θα τροφοδοτήσει τις οικιακές τηλεοράσεις, τους υπολογιστές, το ψυγείο / καταψύκτη ή το πλυντήριο κ.λπ., καθώς αυτές οι συσκευές χρειάζονται 240 VAC για να λειτουργήσουν. Τότε πρέπει να μετατρέψουμε την τάση 48 DC σε 240 volts AC (εναλλασσόμενο ρεύμα) και για να το κάνουμε αυτό χρειαζόμαστε ένα μετατροπέα.

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση 
Όλοι οι μετατροπείς μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος (DC) σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) για τη λειτουργία των συσκευών εναλλασσόμενου ρεύματος. Το μέγεθος του μετατροπέα που απαιτείται για την τροφοδοσία του σπιτιού εκτός δικτύου έχει ως βάση τις απαιτήσεις που ονομάζονται “φορτίο αιχμής” – όλα τα φορτία εναλλασσόμενου ρεύματος που θα μπορούσαν να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα. Οι μετατροπείς εναλλασσόμενου ρεύματος είναι κατά κανόνα πιο αποδοτικοί όταν λειτουργούν στην κορυφή ή κοντά στην κορυφή τους, αλλά οι περισσότερες φορές ο μετατροπέας θα εκτελεί ένα ευρύ φάσμα φορτίων, συνήθως χωρίς την μέγιστη χωρητικότητά του.
Για το μέγεθος του απαιτούμενου μετατροπέα θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε με ακρίβεια όλα τα φορτία που θα ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα. Όπως τα φώτα, η τηλεόραση, ο υπολογιστής, το ψυγείο / καταψύκτη κλπ., Ή δώστε ένα ποσοστό μανίας, 5%, 10%, 30% κλπ. Του συνολικού ημερήσιου φορτίου.
Σημειώστε επίσης ότι ένας μόνο μετατροπέας εκτός δικτύου δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία ολόκληρου του σπιτιού. Μπορούν να εγκατασταθούν χωριστά κυκλώματα και μικρότεροι αποκλειστικοί μετατροπείς που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των ψυγείων, των καταψυκτών, των πλυντηρίων πιάτων, των αντλιών νερού ή άλλων σημαντικών ηλεκτρικών κινητήρων για παράδειγμα, αλλά εάν αυτοί οι μετατροπείς αναμένεται να λειτουργούν με επαγωγικούς κινητήρες, πρέπει να είναι κατάλληλοι για ρεύματα υπερχείλισης πολλές φορές για μικρές χρονικές περιόδους, ενώ αυτοί οι κινητήρες ξεκινούν.
Οι ανεξάρτητοι μετατροπείς εκτός δικτύου διατίθενται με τρεις βασικές κυματομορφές εξόδου ισχύος: Square Wave, Modified Square Wave και Pure Sine Wave. Οι μετατροπείς τετραγωνικών κυμάτων είναι οι φθηνότεροι αλλά μπορεί να μην επιτρέπουν τη λειτουργία τους ή ακόμη και να καταστρέφουν πολλές ηλεκτρονικές συσκευές όπως υπολογιστές, εκτυπωτές, φωτοαντιγραφικά, φθορισμού και dimmers και επίπεδες οθόνες, καθώς και να παράγουν θόρυβο φόντου στο ραδιόφωνο ή σε παλαιότερους Τηλεοράσεις. Οι τροποποιημένοι μετατροπείς τετραγωνικών κυμάτων βελτιώνονται σε αυτό.
Οι μετατροπείς ημιτονοειδούς κύματος μπορεί να έχουν υψηλότερο κόστος αγοράς, αλλά μπορούν να λειτουργούν σχεδόν οτιδήποτε μπορεί να λειτουργήσει με ισχύ κοινής ωφέλειας καθώς η έξοδος ημιτονοειδούς κύματος τους αναπαράγει ακριβώς την ημιτονοειδή κυματομορφή της παροχής ηλεκτρικού δικτύου, έτσι είναι μια καλύτερη επιλογή.
Στη συνέχεια, υποθέτοντας μια κατανάλωση ποσοστού αιχμής φορτίου 35%, θα απαιτούσαμε έναν μετατροπέα ημιτονοειδούς κύματος να βγαίνει από μια τράπεζα μπαταριών 48 βολτ που λειτουργεί σε περίπου 3.000 W, (8530W x 30%).
Οι κατάλληλοι μετατροπείς ημιτονοειδούς κύματος 48 volt, 3,000 Watt είναι:
1. Outback FX3048T που είναι 3000W, 48V Sine Wave Inverter,
2. Apollo Solar TSW4048 που είναι 3000W, 48V Sine Wave Inverter,
Το Outback FX3048T επιλέγεται αποκλειστικά με βάση την τιμή, αλλά υπάρχουν και άλλοι τύποι και κατασκευαστές που θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν.
Πλήρες φωτοβολταϊκό σύστημα εκτός δικτύου

Είδος Περιγραφή Ποσότητα Εκτιμώμενη

% PV Panels 250 Watt 20 42% Ηλιακός ελεγκτής φόρτισης Tristar TS-60 2 2% Μπαταρία μπαταριών 48VDC Rolls Solar 6 CS 17PS 8 39% Εναλλάκτης κυματοειδούς κύματος Outback FX3048T 1 5% Εγκατάσταση και Υλικό DC καλώδια, πίνακες, στερέωσης 1off 12% Σύνολο: Εκτιμώμενη τιμή συνιστωσών
Γεννήτρια αντιγράφων ασφαλείας
Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα εκτός δικτύου μπορεί να διαστασιολογηθεί για να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας ή με θαμπές νεφώσεις όταν ο ήλιος δεν λάμπει. Αλλά το μέγεθος ενός συστήματος για να καλύψει ένα σενάριο χειρότερης περίπτωσης, όπως αρκετές συννεφιασμένες ημέρες κατά τη διάρκεια του χειμώνα, μπορεί να οδηγήσει σε ένα πολύ μεγάλο, ακριβό σύστημα το οποίο σπάνια θα συνηθίσει στην πλήρη του ικανότητα.
Για να εξοικονομήσουμε ένα κόστος εγκατάστασης φωτοβολταϊκών θα μπορούσαμε να διαχωρίσουμε το σύστημα μετρίως, να τροφοδοτήσουμε τα φώτα και άλλο βασικό εξοπλισμό που χρησιμοποιείται καθημερινά αλλά να συμπεριλάβουμε στο σχεδιασμό του συστήματος μια γεννήτρια κινητήρων εσωτερικής καύσης για να παράσχουμε την πρόσθετη εφεδρική ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την τροφοδοσία μεγαλύτερων ηλεκτρικών φορτίων πλυντήρια ρούχων, στεγνωτήρια, θερμαντήρες, αντλίες νερού κ.λπ. ή κατά τη διάρκεια των περιόδων αιχμής της ηλεκτρικής ζήτησης.
Εκτός από τη βενζίνη και το πετρέλαιο ντίζελ, οι γεννήτριες τύπου κινητήρα καύσης μπορούν να τροφοδοτούνται με βιοντίζελ, αιθανόλη, βιοαέριο ή άλλα τέτοια φυτικά έλαια για να εξοικονομούν κόστος. Αυτές οι γεννήτριες μπορούν να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος για να τροφοδοτούν το σπίτι απευθείας μέσω του πίνακα διανομής εναλλασσόμενου ρεύματος ή για να παράγουν ισχύ συνεχούς ρεύματος που αποθηκεύεται σε μπαταρίες με τον ίδιο τρόπο όπως τα πάνελ φωτοβολταϊκού συστήματος. Όπως και οι περισσότεροι κινητήρες εσωτερικής καύσης, οι εφεδρικές γεννήτριες τείνουν να είναι δυνατοί, καπνιστοί και απαιτούν δεξαμενή αποθήκευσης καυσίμων, οπότε απαιτείται επιπλέον χώρος μακριά από τον κύριο χώρο διαβίωσης και για τακτική συντήρηση.
Η γεννήτρια επιτρέπει στην φωτοβολταϊκή πηγή να έχει μικρότερο μέγεθος για μέση ημερήσια κατανάλωση και όχι για υψηλότερη κατανάλωση αιχμής. Ένα από τα βασικά προβλήματα με αυτή τη ρύθμιση εκτός δικτύου είναι ότι εάν τα φωτοβολταϊκά πάνελ, ο ηλιακός έλεγχος φορτίου ή ο μετατροπέας έπεσαν σε σφάλμα ή το σύστημα έπρεπε να απενεργοποιηθεί για οποιοδήποτε λόγο, το σπίτι θα ήταν χωρίς ηλεκτρισμό κατά τη διάρκεια αυτής περίοδος. Στη συνέχεια, οποιαδήποτε γεννήτρια εφεδρικών αντιγράφων πρέπει να είναι σε θέση να τροφοδοτεί όλες τις απαιτήσεις κατοικίας συν ένα πρόσθετο ποσό για τα ρεύματα κύματος εκκίνησης του κινητήρα.
Στο εξωτερικό μας σπίτι με 4 κρεβάτια παραπάνω, υπολογίσαμε ότι η κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος θα ήταν περίπου 8.530 Watt ή 8.5 kW. Η γεννήτρια πρέπει να έχει τέτοιο μέγεθος ώστε να χειρίζεται αυτό το συνεχές φορτίο kW και το φορτίο εκκίνησης της χειρότερης περίπτωσης. Υποθέτοντας επιπλέον πλεόνασμα 10% και στρογγυλοποίηση προς το πλησιέστερο κιλοβάτ, θα χρειαζόταν μια μονοφασική γεννήτρια 10 kw (10kW) για να τροφοδοτήσει το σπίτι 100%.
Οι κατάλληλες γεννήτριες ντίζελ που προσδιορίζονται είναι:
Θα υπάρξει πρόσθετο κόστος εγκατάστασης και κόστος καλωδίωσης για τη σύνδεση της γεννήτριας με τον πίνακα διανομής του πίνακα ή του μετατροπέα.

Φωτοβολταϊκό σύστημα και πώς να το υπολογίσετε στην δική σας περίπτωση