Tính toán công suất pin lưu trữ điện mặt trời cho hộ dân không nối lưới

Tính toán công suất pin lưu trữ điện mặt trời cho hộ dân không nối lưới

Nếu bạn đang thiết kế một hệ thống điện mặt trời không hòa với lưới điện, bạn sẽ phải xem xét đến việc sử dụng ắc quy để lưu trữ năng lượng lại. Khi bạn bắt đầu tìm hiểu tâm pin và pin lưu trữ năng lượng mặt trời, bạn sẽ gặp phải một vài phép toán nhỏ. Và đây chúng tối sẽ hướng dẫn bạn thực hiện các phép tính này!

Mục tiêu chung khi thiết kế một hệ thống điện mặt trời không nối lưới là có được một công suất đủ lớn để cung cấp tất cả các nhu cầu của bạn trong một vài ngày nhiều mây, hoặc mưa, nhưng dung lượng cũng vừa đủ để có thể sạc được bằng các tấm pin năng lượng mặt trời.

Dưới đây là các bước để xác định kích thước hệ thống độc lập của bạn.

Bước 1: Tính toán nhu cầu Amp-giờ (Ah) của bạn – Lượng điện năng tiêu thụ mà bạn cần

1. Thông số của biến tần

Để xác định công suất biến tần, chúng ta phải tính tải sử dụng tối đa hoặc công suất tối đa của nhà bạn. Điều này được tính bằng cách cộng các công suất của các thiết bị tiêu thụ hoạt động cùng một lúc. Bao gồm mọi thứ từ lò vi sóng, đèn chiếu sáng, măý giặc, ti vi, … đến máy tính và các điện thoại thông minh. Tổng điện năng sẽ cho bạn biết bạn cần biến tần có công suất bao nhiêu.

Ví dụ: Một căn phòng có hai bóng đèn 60W và một máy tính để bàn 300W. Cống suất biến tần là 60 x 2 + 300 = 420W.

2. Năng lượng sử dụng hàng ngày:

Tiếp theo tính năng lượng sử dụng trong một ngày. Tìm hiểu xem mỗi thiết bị điện sẽ hoạt động bao lâu (giờ) trong một ngày. Nhân công suất của mỗi thiết bị với thời gian hoạt động của nó để nhận được năng lượng tính bằng Wh mỗi ngày. Cộng tất cả các giá trị Wh để có tổng công suất tiêu thụ cho ngôi nhà của bạn. Ước tính này có thể khá thấp nếu ta không tính đến hao tổn công suất. Để sơ bộ về giá trị thực của hệ số hao tổn, hãy nhân với 1,5. Điều này sẽ giúp giải quyết việc giảm hiệu suất khi nhiệt độ tăng.

Ví dụ: Bóng đèn mỗi ngày cần thắp sáng trong 5 giờ (h). Máy tính hoạt động 2 giờ một ngày. Ta sẽ có:

(60 x 2) x 5 + 300 x 2 = 1200 Wh,

Công suất tiêu thụ trong ngày: 1200 x 1,5 = 1800 Wh.

3. Những ngày tự chủ năng lượng

Bây giờ, hãy quyết định bạn cần lưu trữ lại năng lượng để sử dụng trong bao nhiêu ngày trong hệ thống pin lưu trữ của mình. Nói chung, bạn có thể chọn từ 2 đến 5 ngày.

4. Dung lượng hệ thống pin lưu trữ

Cuối cùng chúng ta có thể tính được dung lượng Ah (Ampe giờ) tối thiểu của pin. Lấy Wh mỗi ngày và nhân với số ngày bạn đã quyết định ở mục 3. Số này sẽ là công suất của mức xả sâu (khoảng 50%) trên pin của bạn. Do đó nhân với 2 và chuyển đổi kết quả Kwh thành Ampe giờ (Ah). Điều này được thực hiện bằng cách chia cho điện áp của pin lư trữ.

Ví dụ: Bạn muốn pin dự phòng kéo dài ba ngày mà không cần sạc lại và bạn sử dụng 1,8 kWh mỗi ngày. Ta có:

1,8 x 3 x 2 = 10,8 kWh

Đây là dung lượng chúng ta cần từ pin lưu trữ. Để chuyển đổi giá trị này thành Ah chúng ta chia cho điện áp hệ thống pin lư trữ của bạn. Các loại pin lưu trữ hiện nay thường có điện áp là 12 V, 24 V hoặc 48 V cho các dòng sản phẩm thương mại. Nếu ta chọn sử dụng 48V thì quy đổi ra Ah sẽ là:

10800/48 = 225 Ah

Bây giờ, bạn chia cho dung lượng của pin lưu trữ, bạn sẽ được số lượng pin lưu trữ bạn phải sử dụng để ghép chúng lại.

Bước 2: Không nạp quá dung lượng pin lưu trữ của bạn

Khi bạn đã định kích thước hệ thống pin lưu trữ và tổng công suất tấm pin năng lượng mặt trời. Tiếp đến là việc xác định bộ điều khiển sạc nào sẽ sử dụng, và tương đối dễ dàng. Tất cả những gì chúng ta phải làm là tính dòng điện qua bộ điều khiển sạc bằng cách sử dụng công thức:

Công suất = Điện áp x Dòng điện

Lấy điện năng do các tấm pin mặt trời tạo ra và chia cho hiệu điện thế của pin lưu trữ.

Ví dụ: Một hệ thống năng lượng mặt trời đang tạo ra 1kW và sạc vào một bộ pin 24V. Vậy dòng điện qua bộ điều khiển khi đó là

1000/24 = 41,67 Amps

Bây giờ ta xét tới một hệ số an toàn. Nhân giá trị bạn vừa tìm được với 1,25 để dự phòng cho đầu ra công suất thay đổi:

41,67 x 1,25 = 52,09 Amps

Trong ví dụ của chúng tôi, ta sẽ cần ít nhất một bộ điều khiển sạc 52A. Bộ điều khiển sạc Flex Max 60 MPPT phù hợp với thông số kỹ thuật này.

Bước 3: Kết nối pin lưu trữ lại với nhau

Trước khi mua pin lưu trữ, bạn cần phải tìm loại pin có điện áp, và số lượng mà bạn cần. Hệ thống dây điện sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định con số này. Mục đích là tìm một cấu hình phù hợp với các mục tiêu về dòng điện và điện áp bạn đã tính. Có hai phương pháp đấu dây: song song và nối tiếp. Trong một cấu hình nối tiếp, điện áp pin tăng lên trong khi cấu hình song song thì dòng điện sẽ tăng lên.

Kết nối nối tiếp và song song được kết hợp cùng nhau để tạo ra điện áp và Ah mà bạn cần. Chỉ cần nhớ:

Nối tiếp → điện áp tăng, dòng điện không

Nối song song → dòng điện tăng, điện áp không

Phần trên, chúng ta đã tính toán bạn đã cần số lượng pin lưu trữ bằng cách chia dung lượng Ah của hệ thống cho mức Ah của pin. Điều này thực sự phụ thuộc vào cách bạn kết nối hệ thống của mình với nhau. Cũng nên nhớ rằng nếu pin lưu trữ đã qua sử dụng được kết nối song song với pin mới, nó sẽ làm giảm tuổi thọ của pin mới và dẫn tới làm giảm tuổi thọ của toàn hệ thống. Lý tưởng nhất là bạn chỉ nên sử dụng một dòng pin, nối tiếp nhau cho hệ thống lưu trữ của mình. Thật không may, điều này không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được do các yêu cầu về điện áp và Ah.

Hoàn tất

Bạn hãy thực hiện tất cả các bước như trêm để tính công suất hệ thống pin lưu trữ cho hệ thống năng lượng mặt trời độc lập của mình. Nếu bạn đang tìm kiếm thêm nhiều thông tin về năng lượng tái tạo, công nghệ các tấm pin, bộ pin lưu trữ, bộ điều khiển sạc … năng lượng mặt trời, vui lòng truy cập www.lithaco.vn

Sưu tầm và biên tập bởi NTH – Lithaco

Bài Viết Liên Quan

Ý nghĩa các tiêu chuẩn chống nước

Ý nghĩa các tiêu chuẩn chống nước Trong thời đại công nghệ hiện đại, các thiết bị điện tử không chỉ cần đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất mà còn phải đảm bảo khả năng hoạt động bền vững trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Một trong những yêu cầu quan […]

Khí nhà kính là gì?

Khí nhà kính là gì? Mục Lục Giới thiệuCác loại khí nhà kính chínhHiệu ứng nhà kính là gì?Tác động của khí nhà kínhGiải pháp giảm phát thải khí nhà kínhKết luận Giới thiệu Khí nhà kính (KNK) là một nhóm các loại khí trong khí quyển có khả năng giữ nhiệt, làm ấm bề […]

Phân tích các thị trường điện mặt trời trên thế giới và cơ hội đầu tư

Phân tích các thị trường điện mặt trời trên thế giới và cơ hội đầu tư Điện mặt trời đang trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo phát triển nhanh nhất trên thế giới. Khi các quốc gia đẩy mạnh chiến lược giảm phát thải carbon và tìm kiếm các giải pháp […]

Các công nghệ lưu trữ năng lượng hiện nay: Pin lithium-ion và những lựa chọn khác

Các công nghệ lưu trữ năng lượng hiện nay: Pin lithium-ion và những lựa chọn khác Trong bối cảnh năng lượng tái tạo ngày càng phổ biến, đặc biệt là điện mặt trời, công nghệ lưu trữ năng lượng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn cung cấp ổn định và tối […]

Biến đổi khí hậu và vai trò của năng lượng tái tạo

Biến đổi khí hậu và vai trò của năng lượng tái tạo Biến đổi khí hậu đang là một trong những thách thức lớn nhất của thế giới hiện đại. Từ những trận lụt, cháy rừng, đến băng tan và nhiệt độ toàn cầu gia tăng, các hậu quả của biến đổi khí hậu đang […]

Một số từ tiếng Anh thông dụng trong lĩnh vực điện mặt trời

Một số từ tiếng Anh thông dụng trong lĩnh vực điện mặt trời Trong lĩnh vực năng lượng mặt trời, việc hiểu và sử dụng đúng các thuật ngữ tiếng Anh là rất quan trọng, đặc biệt khi nghiên cứu tài liệu quốc tế hoặc trao đổi với đối tác nước ngoài. Dưới đây là […]

Trạm sạc xe điện: Giải pháp cho tương lai giao thông bền vững

Trạm sạc xe điện: Giải pháp cho tương lai giao thông bền vững Trong bối cảnh nhu cầu về các phương tiện giao thông thân thiện với môi trường ngày càng tăng, xe điện đang dần trở thành xu hướng tất yếu trên toàn cầu. Để đáp ứng cho sự phát triển này, các trạm […]

Duy trì hiệu suất điện mặt trời với dịch vụ bảo trì chuyên nghiệp

Duy trì hiệu suất điện mặt trời với dịch vụ bảo trì chuyên nghiệp Hệ thống điện mặt trời là một giải pháp năng lượng bền vững, giúp tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, để hệ thống hoạt động hiệu quả và bền bỉ, việc bảo trì định kỳ là […]