จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จำนวนเท่าใดในการจ่ายไฟให้กับบ้าน?

เนื่องจากความสนใจทั่วโลกเกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนยังคงเพิ่มขึ้น ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จึงกลายเป็นทางเลือกหลักสำหรับครัวเรือนที่แสวงหาความเป็นอิสระด้านพลังงาน การประหยัดต้นทุน และความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม

การกำหนดจำนวนแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่เหมาะสมจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์ความต้องการพลังงาน ส่วนประกอบของระบบ และสถานการณ์การใช้งานอย่างเป็นระบบ บทความนี้จะแจกแจงปัจจัยที่มีอิทธิพลที่สำคัญและวิธีการคำนวณเพื่อช่วยคุณตอบคำถามหลัก: บ้านของคุณต้องการแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จำนวนเท่าใด

ทำไมต้องติดตั้งแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับความต้องการไฟฟ้าในครัวเรือนของคุณ?

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทำหน้าที่เป็น "แหล่งกักเก็บพลังงาน" ของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่อยู่อาศัย พวกเขาไม่เพียงแต่กล่าวถึงธรรมชาติของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่ต่อเนื่องเท่านั้น แต่ยังปลดล็อกคุณค่าเชิงปฏิบัติหลายประการ:

ความเป็นอิสระด้านพลังงาน: ลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าและรับประกันการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องในระหว่างที่ไฟฟ้าดับหรือโครงข่ายไฟฟ้าขัดข้อง

ประหยัดต้นทุน: เก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่ผลิตในระหว่างวันไว้ใช้ในเวลากลางคืน หลีกเลี่ยง-อัตราค่าไฟฟ้าในช่วงเวลาสูงสุด และเพิ่มการใช้พลังงาน-ที่ผลิตเองให้เกิดประโยชน์สูงสุด

การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและการลดการปล่อยก๊าซ: ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่สะอาด และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับพลังงานกริด

การสำรองข้อมูลฉุกเฉิน: ให้พลังงานที่เชื่อถือได้สำหรับโหลดที่สำคัญ เช่น ตู้เย็น อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอุปกรณ์สื่อสารในกรณีฉุกเฉิน

การโกนขนสูงสุดและการเติมหุบเขา: การใช้ประโยชน์จากเวลา-ของ-การใช้กลไกการกำหนดราคาไฟฟ้าเพื่อกักเก็บพลังงานในช่วง-ช่วงราคาสูงสุด (ราคาต่ำ-) และใช้ในช่วงช่วงราคาสูงสุด (ราคาสูง-) ซึ่งช่วยลด-ค่าไฟฟ้าในระยะยาว

จะคำนวณการใช้ไฟฟ้าประจำวันในบ้านของคุณเพื่อกำหนดความต้องการแบตเตอรี่ได้อย่างไร

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในแต่ละวันเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับการคำนวณความต้องการแบตเตอรี่ ซึ่งสะท้อนถึงปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ธนาคารแบตเตอรี่ต้องจัดเก็บโดยตรง

วิธีการคำนวณ: แสดงรายการอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดและบันทึกกำลังไฟพิกัดและชั่วโมงการใช้งานรายวัน หน่วยของกำลังไฟพิกัดคือวัตต์ (W) คำนวณการใช้พลังงานทั้งหมดรายวันโดยใช้สูตร: ปริมาณการใช้ไฟฟ้ารายวัน (kWh)=Σ (พลังงานของอุปกรณ์ (kW) × ชั่วโมงการใช้งานรายวัน (h))

ตัวอย่าง: ตู้เย็น 150W ใช้งานได้ 24 ชั่วโมง + 5 ไฟ LED (ตัวละ 10W) ​​ใช้งานได้ 5 ชั่วโมง + เราเตอร์ 10W ใช้งานได้ 24 ชั่วโมง กระบวนการคำนวณคือ 0.15kW × 24h + 0.05kW × 5h + 0.01kW × 24h ส่งผลให้ได้ 4.09kWh ต่อวัน

หมายเหตุ: แยกความแตกต่างระหว่างโหลดวิกฤติและโหลดที่ไม่สำคัญ- โหลดที่สำคัญหมายถึงอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานในช่วงที่ไฟฟ้าดับ สำรองส่วนต่าง 10%-20% เพื่อรับมือกับความต้องการพลังงานที่ไม่คาดคิดและการสูญเสียระบบ

ความจุแผงโซลาร์เซลล์ส่งผลต่อจำนวนแบตเตอรี่ที่ต้องการอย่างไร

ความจุของแผงโซลาร์เซลล์และการจัดเก็บแบตเตอรี่มีความสัมพันธ์กัน แผงโซลาร์เซลล์มีหน้าที่สร้างพลังงานสำหรับการชาร์จ และขนาดของแผงโซลาร์เซลล์ส่งผลโดยตรงต่อการกำหนดค่าแบตเตอรี่

หลักการจับคู่: กำลังไฟรวมของแผงโซลาร์เซลล์ต้องเพียงพอต่อการใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนในแต่ละวัน และชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มภายในเวลาที่มีแสงแดดส่องถึง

สูตรการคำนวณ: กำลังไฟแผงโซลาร์เซลล์ที่ต้องการ (W) ก็คือ (ปริมาณการใช้ไฟฟ้ารายวัน (kWh) + ปริมาณการชาร์จแบตเตอรี่รายวัน (kWh)) ÷ (ชั่วโมงที่มีแสงแดดสูงสุดในท้องถิ่น (h) × ประสิทธิภาพของระบบ) ประสิทธิภาพของระบบอยู่ระหว่าง 0.8 ถึง 0.85

ความสำคัญในทางปฏิบัติ: ความจุแผงโซลาร์เซลล์ไม่เพียงพอจะทำให้การชาร์จแบตเตอรี่ไม่เพียงพอ ต้องใช้แบตเตอรี่เพิ่มเติมเพื่อชดเชยช่องว่างพลังงาน ความจุส่วนเกินที่ไม่มีการควบคุมที่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการชาร์จไฟเกินและสิ้นเปลืองทรัพยากร ตัวอย่างเช่น ครัวเรือนที่มีการใช้พลังงาน 10kWh ต่อวันและมีแสงแดดสูงสุดเป็นเวลา 4 ชั่วโมง จำเป็นต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์ประมาณ 4kW เพื่อชาร์จแบตเตอรี่สำรองที่เสถียร

ต้องใช้แสงแดดกี่ชั่วโมงในการชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ให้เต็ม?

เวลาในการชาร์จของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักสามประการและแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญตามภูมิภาค:

ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลัก: พลังงานแผงโซลาร์เซลล์ ความจุของแบตเตอรี่ และชั่วโมงที่มีแสงแดดสูงสุดในท้องถิ่น พลังงานแผงโซลาร์เซลล์ที่สูงขึ้นทำให้เวลาในการชาร์จสั้นลง ความจุของแบตเตอรี่ที่มากขึ้นต้องใช้พลังงานป้อนเข้ามากขึ้น ชั่วโมงแสงแดดสูงสุดในท้องถิ่นหมายถึงระยะเวลารายวันเมื่อความเข้มของแสงแดดเพียงพอสำหรับการชาร์จอย่างมีประสิทธิภาพ

การคำนวณทั่วไป: เวลาในการชาร์จ (h) µ ความจุแบตเตอรี่ (kWh) ÷ (กำลังแผงโซลาร์เซลล์ (kW) × ประสิทธิภาพการชาร์จของระบบ) ประสิทธิภาพการชาร์จของระบบอยู่ระหว่าง 0.8 ถึง 0.9

ข้อมูลอ้างอิงตามภูมิภาค: พื้นที่ส่วนใหญ่ในจีนมีแสงแดดสูงสุด 3-5 ชั่วโมงต่อวัน ในขณะที่ภูมิภาคเช่นซินเจียงและทิเบตมีแสงแดดสูงสุดได้ 5-6 ชั่วโมง พื้นที่ฝนตกภาคใต้อาจมีเวลาเพียง 2.5-3.5 ชั่วโมงเท่านั้น แบตเตอรี่ขนาด 10kWh ที่จับคู่กับแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 4kW สามารถชาร์จจนเต็มได้ภายในเวลาประมาณ 3-4 ชั่วโมงภายใต้สภาวะที่เหมาะสมโดยมีแสงแดดสูงสุดเป็นเวลา 4 ชั่วโมง

ต้องใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จำนวนเท่าใดในการจ่ายไฟให้กับบ้านตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน

เพื่อให้สามารถจ่ายไฟได้ตลอด 24 ชั่วโมง แบตเตอรี่จะต้องเก็บพลังงานให้เพียงพอสำหรับการใช้งานในเวลากลางคืน การคำนวณควรพิจารณาถึงการใช้พลังงานจริงและประสิทธิภาพของระบบ:

สูตรพื้นฐาน: ความจุปกติของแบตเตอรี่ที่ต้องการ (kWh) มากกว่าหรือเท่ากับ (ปริมาณการใช้ไฟฟ้ารายวันทั้งหมด (kWh) × 1 วัน) ÷ (ความลึกของการปล่อยประจุแบตเตอรี่ × ประสิทธิภาพการปล่อยประจุ) ประสิทธิภาพการปล่อยคือ 0.9

ความแตกต่างระหว่างประเภทแบตเตอรี่: แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ใช้กันทั่วไปในครัวเรือนมีความลึกของการคายประจุ 80%-90% ในขณะที่แบตเตอรี่เจลมีความลึกการคายประจุประมาณ 50%

ตัวอย่างการใช้งานจริง: ครัวเรือนที่มีการใช้พลังงานรายวัน 4.09kWh ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีความลึกคายประจุ 90% ความจุที่ต้องการคำนวณเป็น 4.09 ۞ (0.9 × 0.9) ทำให้ได้ประมาณ 5.05kWh คุณสามารถเลือกโมดูลแบตเตอรี่ 5kWh หนึ่งโมดูลหรือโมดูล 3kWh สองโมดูลเพื่อเพิ่มความซ้ำซ้อน

การจัดเก็บไฟฟ้าในเวลากลางคืน: คุณต้องการแบตเตอรี่จำนวนเท่าใด?

การจัดเก็บพลังงานในเวลากลางคืนมุ่งเน้นไปที่โหลดที่จำเป็น ทำให้การคำนวณมีเป้าหมายมากกว่าการจ่ายไฟเต็ม 24 ชั่วโมง:

ขั้นตอนที่ 1: ระบุการโหลดในเวลากลางคืน มุ่งเน้นไปที่อุปกรณ์ 统计 ที่ใช้หลังพระอาทิตย์ตก เช่น ไฟ โทรทัศน์ เราเตอร์ และตู้เย็นที่ทำงานในเวลากลางคืน

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณการใช้พลังงานในเวลากลางคืน สรุปการใช้พลังงานของอุปกรณ์ที่ใช้เฉพาะในเวลากลางคืน ตัวอย่างเช่น การใช้พลังงานของไฟ LED 5 ดวงคือ 0.25kWh โทรทัศน์คือ 0.24kWh และตู้เย็นคือ 0.5kWh ส่งผลให้การใช้พลังงานในเวลากลางคืนทั้งหมดอยู่ที่ 0.99kWh

ขั้นตอนที่ 3: กำหนดจำนวนแบตเตอรี่ เมื่อใช้สูตรข้างต้น ครัวเรือนที่มีการใช้พลังงานในเวลากลางคืน 1kWh ต้องใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตขนาด 1.3-1.5kWh โดยคำนึงถึงความลึกของการปล่อยประจุและประสิทธิภาพ ครัวเรือนส่วนใหญ่ต้องการความจุของแบตเตอรี่ 3-10kWh สำหรับการจ่ายไฟในเวลากลางคืนที่เชื่อถือได้ ซึ่งสอดคล้องกับโมดูลมาตรฐาน 5kWh 1-2 ตัว

การประมาณข้อกำหนดด้านการจัดเก็บแบตเตอรี่สำหรับเหตุไฟฟ้าดับหลายวัน-

สำหรับพื้นที่ที่มีแนวโน้มที่จะเกิดไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน แบตเตอรี่จะต้องครอบคลุมความต้องการพลังงานของโหลดที่สำคัญเป็นเวลาหลายวัน:

สูตรหลัก: ความจุของแบตเตอรี่ (kWh) มากกว่าหรือเท่ากับ (การใช้พลังงานรายวันของโหลดวิกฤต (kWh) × จำนวนวันที่ไฟฟ้าดับที่คาดไว้) ÷ (ความลึกของการปล่อยประจุ × ประสิทธิภาพการปล่อยประจุ)

พารามิเตอร์หลัก: "วันที่คาดว่าจะหยุดทำงาน" มักจะอยู่ในช่วง 3 ถึง 5 วัน โดยจะใช้เวลา 3 วันสำหรับพื้นที่ธรรมดา และมากกว่า 5 วันสำหรับพื้นที่ห่างไกลหรือพื้นที่เสี่ยงภัย-

ตัวอย่างการคำนวณ: ครัวเรือนที่มีการใช้พลังงาน 2kWh ต่อวันสำหรับโหลดวิกฤตจะเตรียมการสำหรับไฟฟ้าดับเป็นเวลา 3 วัน และใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีความลึกของการคายประจุที่ 80% ความจุที่ต้องการคำนวณเป็น (2 × 3) ÷ (0.8 × 0.9) ทำให้ได้ประมาณ 8.33kWh การเลือกโมดูล 5kWh สองโมดูลที่มีความจุรวม 10kWh สามารถให้ความซ้ำซ้อนที่เพียงพอ

การจัดเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และเวลา-ของ-อัตราการใช้: สิ่งที่คุณต้องรู้

เวลา-ของ-กลไกการกำหนดราคาไฟฟ้าจะสร้าง-ต้นทุนในการประหยัดโอกาสในการจัดเก็บแบตเตอรี่ โดยหลักคือการกักเก็บพลังงานในช่วงนอก-ช่วงที่มีการใช้พลังงานสูงสุดและใช้ในช่วงที่มีการใช้งานสูงสุด:

ทำความเข้าใจกลไกการกำหนดราคา: กำลังไฟฟ้าของโครงข่ายแบ่งออกเป็นช่วงจุดสูงสุด ระดับราบ และช่วงหุบเขา โดยราคาไฟฟ้าที่สอดคล้องกันคือสูง ปานกลาง และต่ำตามลำดับ ช่วงเวลาสูงสุดมักจะสอดคล้องกับการใช้พลังงานในครัวเรือนช่วงเย็นในช่วงสูงสุดระหว่างเวลา 17:00 น. - 22:00 น. ช่วงหุบเขาส่วนใหญ่จะช่วงดึกตั้งแต่ 23.00 น. - 07.00 น. ของวันถัดไป

การเลือกความจุของแบตเตอรี่: เพื่อประหยัดเงินผ่านการเก็งกำไรในหุบเขา- ความจุของแบตเตอรี่จะต้องตรงกับปริมาณไฟฟ้าที่วางแผนไว้ที่จะเปลี่ยนจากช่วงหุบเขาไปยังช่วงที่มีการใช้งานสูงสุด ตัวอย่างเช่น ครัวเรือนที่มีการใช้พลังงาน 8kWh ในช่วงเร่งด่วนจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ประมาณ 10kWh โดยคำนึงถึงการสูญเสียประสิทธิภาพด้วย

ข้อกำหนดในการประสานงานของระบบ: จำเป็นต้องใช้อินเวอร์เตอร์ไฮบริดเพื่อควบคุมการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการชาร์จไฟในช่วงหุบเขา (โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์หรือโครงข่ายไฟฟ้า) และการคายประจุในช่วงที่มีการใช้งานสูงสุดเพื่อเพิ่ม{1}}ผลการประหยัดต้นทุนให้สูงสุด

กลยุทธ์ในการชดเชยการใช้พลังงานในครัวเรือนของคุณด้วยแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

เพื่อเพิ่มการชดเชยการใช้พลังงานกริดให้สูงสุด จำเป็นต้องประสานแผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ และพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้า และกำหนดกลยุทธ์เป้าหมาย:

จัดลำดับความสำคัญการบริโภคด้วยตนเอง-: ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ในระหว่างวัน และใช้ไฟฟ้าที่เก็บไว้ในเวลากลางคืนแทนการใช้พลังงานจากโครงข่าย ลดการพึ่งพาเวลาสูงสุด-และการใช้พลังงานโครงข่ายปกติ

การเปลี่ยนโหลด: ปรับเวลาการใช้งานของอุปกรณ์กำลังสูง- เช่น เครื่องซักผ้าและเครื่องทำน้ำอุ่น ให้เป็นเวลาสูงสุดในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในระหว่างวัน ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้แบตเตอรี่ในการกักเก็บไฟฟ้าสำหรับโหลดเหล่านี้

เพิ่มประสิทธิภาพการหมุนเวียนของแบตเตอรี่: หลีกเลี่ยงการปล่อยประจุลึกบ่อยครั้ง ยกเว้นแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต รักษาระดับพลังงานระหว่าง 20% ถึง 80% เพื่อยืดอายุแบตเตอรี่และรับประกันว่ามีแหล่งกักเก็บพลังงานสำหรับความต้องการที่สำคัญ

การตรวจสอบระบบ: ใช้เครื่องมือตรวจสอบอัจฉริยะเพื่อติดตามข้อมูลการผลิต การจัดเก็บ และการใช้ไฟฟ้า ปรับรูปแบบการใช้ไฟฟ้าและการตั้งค่าระบบ และปรับปรุงประสิทธิภาพออฟเซ็ต

เหตุใดพลังงานแสงอาทิตย์ที่มากเกินไปจึงส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

หากไม่มีการจัดการที่เหมาะสม การสร้างพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายและลดประสิทธิภาพของระบบได้:

ความเสี่ยงในการชาร์จมากเกินไป: เมื่อพลังงานที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์เกินความจุของแบตเตอรี่ และไม่มีการเชื่อมต่อกริดหรือการใช้โหลด แบตเตอรี่อาจถูกชาร์จมากเกินไป สร้างความเสียหายให้กับเซลล์และทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

ความไร้ประสิทธิภาพของระบบ: พลังงานส่วนเกินที่ไม่ได้ใช้อาจสูญเปล่า ซึ่งเป็นเรื่องปกติในระบบนอกเครือข่าย- หรือจำเป็นต้องได้รับการจัดการผ่านกลไกบายพาส ซึ่งจะทำให้สูญเสียพลังงานมากขึ้น

การสะสมความร้อน: การชาร์จไฟเกินอย่างต่อเนื่องหรือกระแสไฟชาร์จสูงทำให้เกิดความร้อนส่วนเกิน วัสดุแบตเตอรี่เสื่อมคุณภาพ และก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย

Preventive measures: Install a Maximum Power Point Tracking (MPPT) solar charge controller with a conversion efficiency of >95% เพื่อควบคุมกระแสการชาร์จ ใช้อินเวอร์เตอร์ที่มีฟังก์ชันการเชื่อมต่อกริด-หรือกำหนดค่าระบบการจัดการโหลดเพื่อเปลี่ยนเส้นทางพลังงานส่วนเกินไปยังอุปกรณ์ที่มีกำลังสูง-เมื่อมีกระแสไฟฟ้าเกิน

บทสรุป

จำนวนแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ต้องใช้ในการจ่ายไฟให้กับบ้านไม่ใช่ค่าคงที่ ขึ้นอยู่กับปริมาณการใช้ไฟฟ้ารายวัน ความจุแผงโซลาร์เซลล์ สภาพแสงแดดในท้องถิ่น เป้าหมายการใช้งาน และเทคโนโลยีแบตเตอรี่

เป้าหมายการใช้งานประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟฉุกเฉิน การเก็งกำไรสูงสุด-ในหุบเขา และ-การใช้ชีวิตนอกโครงข่าย ขั้นตอนสำคัญคือ: คำนวณความต้องการพลังงานที่แท้จริง ชี้แจงโหลดที่จำเป็น พิจารณาประสิทธิภาพของระบบและคุณลักษณะของแบตเตอรี่ และตัดสินอย่างครอบคลุมร่วมกับเงื่อนไขในภูมิภาค เช่น ระยะเวลาของแสงแดดและนโยบายการกำหนดราคาไฟฟ้า

สำหรับครัวเรือนในเมืองส่วนใหญ่ที่ต้องการจ่ายไฟตลอด 24 ชั่วโมงและสำรองฉุกเฉิน 1-3 วัน แบตเตอรีลิเธียมเหล็กฟอสเฟตขนาด 5-15kWh ก็เพียงพอแล้ว ซึ่งสอดคล้องกับโมดูลมาตรฐาน 5kWh มาตรฐาน 1-3 ตัว ที่จับคู่กับระบบแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 3-8kW

ครัวเรือนนอกระบบ-หรือครัวเรือนที่มีการใช้พลังงานสูงต้องการความจุที่มากขึ้น ซึ่งปกติจะสูงกว่า 20kWh ขอแนะนำให้ปรึกษาผู้ติดตั้งมืออาชีพสำหรับ-การประเมินไซต์และการกำหนดค่าที่กำหนดเองเพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ต้นทุน และความน่าเชื่อถือ