Yenilenebilir enerjiye küresel ilgi artmaya devam ederken, güneş pili depolama sistemleri enerji bağımsızlığı, maliyet tasarrufu ve çevresel sorumluluk peşinde koşan haneler için ana tercih haline geldi.
Doğru sayıda güneş pilinin belirlenmesi, enerji ihtiyaçlarının, sistem bileşenlerinin ve kullanım senaryolarının sistematik bir analizini gerektirir. Bu makale, temel soruyu yanıtlamanıza yardımcı olmak için temel etkileyici faktörleri ve hesaplama yöntemlerini açıklamaktadır: Evinizin gerçekte kaç tane güneş piline ihtiyacı var?
Evin Elektrik İhtiyaçları İçin Neden Güneş Pilleri Takmalısınız?
Güneş pilleri, konut fotovoltaik sistemlerinin "enerji deposu" görevi görür. Bunlar yalnızca güneş enerjisi üretiminin aralıklı doğasını ele almakla kalmıyor, aynı zamanda birçok pratik değerin de kilidini açıyor:
Enerji bağımsızlığı: Elektrik şebekesine olan bağımlılığı azaltın ve elektrik kesintileri veya şebeke arızaları sırasında sürekli güç kaynağı sağlayın.
Maliyet tasarrufu: Gündüz üretilen fazla güneş enerjisini gece kullanımı için depolayın, en yüksek-zamanlardaki elektrik fiyatlarından kaçının ve kendi-üretilen gücün kullanımını en üst düzeye çıkarın.
Çevrenin korunması ve emisyonun azaltılması: Temiz güneş enerjisinin kullanım verimliliğini artırın ve şebeke gücüyle ilişkili karbon emisyonlarını azaltın.
Acil durum yedeklemesi: Acil durumlarda buzdolapları, tıbbi ekipman ve iletişim cihazları gibi kritik yükler için güvenilir güç sağlayın.
Zirve tıraşlama ve vadi doldurma: Enerjiyi-yoğun olmayan{-düşük-fiyat dönemlerinde depolamak ve yoğun{-fiyat) dönemlerinde kullanmak için elektrik-kullanım-zaman mekanizmalarından yararlanarak uzun-vadeli elektrik masraflarını azaltır.
Pil İhtiyaçlarını Belirlemek İçin Evinizin Günlük Elektrik Kullanımı Nasıl Hesaplanır?
Günlük elektrik tüketimi, pil gereksinimlerini hesaplamak için temel veridir ve pil bankasının depolaması gereken toplam enerji miktarını doğrudan yansıtır.
Hesaplama yöntemi: Tüm elektrikli cihazları listeleyin ve nominal güçlerini ve günlük kullanım saatlerini kaydedin. Nominal gücün birimi watt'tır (W). Şu formülü kullanarak toplam günlük güç tüketimini hesaplayın: Günlük elektrik tüketimi (kWh)=Σ (Cihaz gücü (kW) × Günlük kullanım saati (saat)).
Örnek: 24 saat boyunca çalışan 150W'lık bir buzdolabı + 5 LED ışıklar (her biri 10W) 5 saat boyunca kullanılır + 24 saat boyunca çalışan 10W'lık bir yönlendirici. Hesaplama işlemi 0,15kW × 24 saat + 0.05kW × 5 saat + 0.01kW × 24 saattir ve sonuçta günde 4,09kWh elde edilir.
Notlar: Kritik yüklerle kritik olmayan yükleri-ayırt edin. Kritik yükler, elektrik kesintileri sırasında kullanılması zorunlu olan cihazları ifade eder. Beklenmeyen güç talepleri ve sistem kayıpları ile başa çıkmak için %10 - %20'lik bir marj ayırın.
Güneş Paneli Kapasitesi Gerekli Pil Sayısını Nasıl Etkiler?
Güneş paneli kapasitesi ve pil depolaması birbirine bağlıdır. Güneş panelleri şarj için enerji üretmekten sorumludur ve boyutları doğrudan pil konfigürasyonunu etkiler.
Eşleştirme ilkesi: Güneş panellerinin toplam gücü, hane halkının günlük elektrik tüketimini karşılamaya ve pilleri mevcut güneş ışığı saatlerinde tamamen şarj etmeye yeterli olmalıdır.
Hesaplama formülü: Gerekli güneş paneli gücü (W) ≈ (Günlük elektrik tüketimi (kWh) + Günlük akü şarj kapasitesi (kWh)) ÷ (Yerel yoğun güneş ışığı saatleri (saat) × Sistem verimliliği). Sistem verimliliği 0,8 ile 0,85 arasında değişmektedir.
Pratik önemi: Yetersiz güneş paneli kapasitesi, yetersiz pil şarjına yol açacak ve enerji açığını telafi etmek için ilave piller gerektirecektir. Makul düzenleme olmaksızın aşırı kapasite, aşırı şarja ve kaynak israfına neden olabilir. Örneğin, günlük güç tüketimi 10kWh olan ve 4 saat yoğun güneş ışığı alan bir hanenin, destekleyici akü bankasını stabil bir şekilde şarj etmek için yaklaşık 4kW'lık güneş panellerine ihtiyacı vardır.
Güneş Pillerini Tam Olarak Şarj Etmek İçin Kaç Saat Güneş Işığı Gerekir?
Şarj süresigüneş pilleriüç temel faktöre bağlıdır ve bölgeye göre önemli ölçüde değişiklik gösterir:
Temel etkileyen faktörler: Güneş paneli gücü, pil kapasitesi ve yerel yoğun güneş ışığı saatleri. Daha yüksek güneş paneli gücü şarj süresini kısaltır; daha büyük pil kapasitesi daha fazla enerji girişi gerektirir; yerel yoğun güneş ışığı saatleri, güneş ışığı yoğunluğunun etkili şarj için yeterli olduğu günlük süreyi ifade eder.
Genel hesaplama: Şarj süresi (saat) ≈ Pil kapasitesi (kWh) ÷ (Güneş paneli gücü (kW) × Sistem şarj verimliliği). Sistemin şarj verimliliği 0,8 ile 0,9 arasında değişmektedir.
Bölgesel referans: Çin'deki çoğu bölge günde 3-5 saat en yüksek güneş ışığına sahipken Sincan ve Tibet gibi bölgeler 5-6 saate ulaşabilir. Güneydeki yağışlı bölgelerde sadece 2,5-3,5 saat olabilir. 4kW'lık bir güneş paneliyle eşleştirilmiş 10kWh'lik bir pil, 4 saatlik yoğun güneş ışığı gibi ideal koşullar altında yaklaşık 3-4 saatte tamamen şarj edilebilir.
Bir eve 7/24 enerji sağlamak için kaç adet güneş piline ihtiyaç vardır?
24 saatlik güç kaynağına ulaşmak için pillerin gece kullanımına yetecek kadar enerji depolaması gerekir. Hesaplamalarda gerçek güç tüketimi ve sistem verimliliği dikkate alınmalıdır:
Temel formül: Gerekli akü nominal kapasitesi (kWh) Şundan büyük veya eşittir: (Toplam günlük elektrik tüketimi (kWh) × 1 gün) ÷ (Akü deşarj derinliği × Deşarj verimliliği). Deşarj verimliliği 0,9'dur.
Pil türleri arasındaki farklar: Evlerde yaygın olarak kullanılan lityum demir fosfat piller %80-90 oranında boşalma derinliğine sahipken, jel piller yaklaşık %50 oranında boşalma derinliğine sahiptir.
Pratik örnek: Günlük enerji tüketimi 4,09 kWh olan bir hane, %90 deşarj derinliğine sahip lityum demir fosfat piller kullanıyor. Gerekli kapasite 4,09 ÷ (0,9 × 0,9) olarak hesaplanarak yaklaşık 5,05kWh elde edilir. Yedekliliği artırmak için bir adet 5 kWh pil modülü veya iki adet 3 kWh modül seçebilirsiniz.
Gece Elektrik Depolama: Gerçekten Kaç Pile İhtiyacınız Var?
Gece güç depolama, temel yüklere odaklanarak hesaplamaları 24 saatlik tam güç kaynağından daha hedefe yönelik hale getirir:
Adım 1: Gece yüklerini tanımlayın. Aydınlatma, televizyonlar, yönlendiriciler ve geceleri çalışan buzdolapları gibi gün batımından sonra kullanılan cihazlara odaklanın.
Adım 2: Gece güç tüketimini hesaplayın. Yalnızca geceleri kullanılan cihazların enerji tüketimini özetleyin. Örneğin 5 adet LED aydınlatmanın enerji tüketimi 0,25kWh, bir televizyonun 0,24kWh ve bir buzdolabının enerji tüketimi 0,5kWh olup, toplam gece güç tüketimi 0,99kWh olmaktadır.
Adım 3: Pil sayısını belirleyin. Yukarıda belirtilen formülü kullanarak, gece güç tüketimi 1kWh olan bir hanenin, deşarj derinliği ve verimliliği dikkate alınarak 1,3-1,5kWh lityum demir fosfat bataryaya ihtiyacı vardır. Çoğu ev, güvenilir gece güç kaynağı için 1-2 standart 5kWh modüle karşılık gelen 3-10kWh pil kapasitesine ihtiyaç duyar.
Birkaç-Günlük Elektrik Kesintileri için Pil Depolama Gereksinimlerini Tahmin Etme
Uzun süreli elektrik kesintilerine eğilimli alanlar için piller, kritik yüklerin birden fazla gün boyunca güç ihtiyaçlarını karşılamalıdır:
Temel formül: Akü kapasitesi (kWh) Şundan büyük veya eşittir: (Kritik yüklerin günlük güç tüketimi (kWh) × Beklenen kesinti günleri) ÷ (Deşarj derinliği × Deşarj verimliliği).
Anahtar parametre: "Beklenen kesinti günleri" genellikle 3 ila 5 gün arasında değişir. Sıradan alanlar için 3 gün, uzak veya afete- yatkın alanlar için ise 5 günden fazladır.
Örnek hesaplama: Kritik yükler için günlük enerji tüketimi 2kWh olan bir hane, 3 günlük elektrik kesintisine hazırlanıyor ve %80 deşarj derinliğine sahip lityum demir fosfat piller kullanıyor. Gerekli kapasite (2 × 3) ÷ (0,8 × 0,9) olarak hesaplanarak yaklaşık 8,33kWh elde edilir. Toplam kapasitesi 10kWh olan iki adet 5kWh modülün seçilmesi yeterli yedeklilik sağlayabilir.
Güneş Pili Depolama Alanı ve-Kullanım Süresi-Oranları: Bilmeniz Gerekenler
Elektriğin-kullanım-zamanı fiyatlandırma mekanizmaları, pil depolama için maliyet tasarrufu-fırsatları yaratır; temel olarak, enerjinin yoğun olmadığı dönemlerde depolanıp-yoğun dönemlerde kullanılması sağlanır:
Fiyatlandırma mekanizmasını anlayın: Şebeke gücü zirve, düz ve vadi dönemlerine ayrılır; buna karşılık gelen elektrik fiyatları sırasıyla yüksek, orta ve düşük olur. Yoğun dönemler genellikle akşam saat 17:00 ile 22:00 arasındaki ev içi güç tüketiminin en yoğun olduğu dönemlere karşılık gelir; vadi dönemleri çoğunlukla gece geç saatlerde, ertesi gün saat 23:00 ile 7:00 arasıdır.
Pil kapasitesi seçimi: Zirve-vadi arbitrajı yoluyla paradan tasarruf etmek için, pil kapasitesinin vadiden yoğun dönemlere kaydırılması planlanan elektrik miktarıyla eşleşmesi gerekir. Örneğin yoğun dönemlerde 8 kWh enerji tüketen bir hanenin, verimlilik kayıpları da dikkate alındığında yaklaşık 10 kWh'lik bir bataryaya ihtiyacı vardır.
Sistem koordinasyon gereksinimleri: Akü şarjını ve deşarjını otomatik olarak kontrol etmek için hibrit bir invertör gereklidir. Maliyet-tasarrufu etkilerini en üst düzeye çıkarmak için vadi dönemlerinde şarjı (güneş enerjisi veya şebeke kullanarak) ve yoğun dönemlerde deşarjı sağlayın.
Ev Enerjisi Kullanımınızı Güneş Pilleriyle Dengeleme Stratejileri
Şebeke güç tüketimini en üst düzeye çıkarmak için güneş panelleri, piller ve elektrik kullanım alışkanlıklarını koordine etmek ve hedeflenen stratejileri formüle etmek gerekir:
Kendi-tüketimi önceliklendirin: Gündüzleri pilleri şarj etmek için fazla güneş enerjisini kullanın ve geceleri şebeke gücü yerine depolanan elektriği kullanın, böylece yoğun-saatlere ve normal şebeke gücüne bağımlılığı azaltır.
Yük kaydırma: Çamaşır makineleri ve su ısıtıcıları gibi yüksek-güç tüketen cihazların kullanım süresini, gün içinde güneş enerjisi üretiminin en yoğun olduğu döneme ayarlayın, böylece bu yükler için elektrik depolamak üzere pillere olan ihtiyaç azalır.
Pil döngüsünü optimize edin: Lityum demir fosfat piller dışında sık sık derin deşarjlardan kaçının. Hem pil ömrünü uzatmak hem de kritik ihtiyaçlar için enerji depolama tedariki sağlamak için güç seviyesini %20 ile %80 arasında tutun.
Sistem izleme: Güç üretimini, depolamayı ve tüketim verilerini izlemek, elektrik kullanım modellerini ve sistem ayarlarını ayarlamak ve dengeleme verimliliğini artırmak için akıllı izleme araçlarını kullanın.
Aşırı Güneş Enerjisi Pil Performansını Neden Etkileyebilir?
Makul bir yönetim olmadan aşırı güneş enerjisi üretimi pillere zarar verebilir ve sistem verimliliğini azaltabilir:
Aşırı şarj riski: Güneş panellerinin ürettiği güç, akü depolama kapasitesini aştığında, şebeke bağlantısı olmadığında veya yük tüketimi olmadığında, akü aşırı şarj edilerek hücrelere zarar verebilir ve ömrünü kısaltabilir.
Sistem verimsizliği: Kullanılmayan fazla enerji ya israf edilir ki bu, şebekeden bağımsız sistemlerde daha yaygındır ya da baypas mekanizmaları yoluyla ele alınması gerekir, bu da enerji kayıplarını artırır.
Isı birikimi: Sürekli aşırı şarj veya yüksek şarj akımları aşırı ısı üretir, pil malzemelerinin bozulmasına ve güvenlik tehlikelerine neden olur.
Preventive measures: Install a Maximum Power Point Tracking (MPPT) solar charge controller with a conversion efficiency of >Şarj akımını düzenlemek için %95. Üretim fazlası olduğunda fazla enerjiyi yüksek-güçlü cihazlara yönlendirmek için şebeke-bağlantısı işlevine sahip bir invertör kullanın veya bir yük yönetim sistemi yapılandırın.
Çözüm
Bir eve güç sağlamak için gereken güneş pillerinin sayısı sabit bir değer değildir. Günlük elektrik tüketimine, güneş paneli kapasitesine, yerel güneş ışığı koşullarına, kullanım hedeflerine ve pil teknolojisine bağlıdır.
Kullanım hedefleri arasında acil durum güç kaynağı, en yüksek-vadi arbitrajı ve-şebeke dışı yaşam yer alır. Temel adımlar şunlardır: gerçek enerji ihtiyaçlarını hesaplamak, temel yükleri netleştirmek, sistem verimliliğini ve pil özelliklerini dikkate almak ve güneş ışığı süresi ve elektrik fiyatlandırma politikaları gibi bölgesel koşullarla birlikte kapsamlı bir şekilde karar vermek.
24 saatlik güç kaynağı ve 1-3 günlük acil durum yedeklemesi isteyen çoğu kentsel hane için, 3-8kW güneş paneli sistemiyle eşleştirilmiş 1-3 standart 5kWh modüle karşılık gelen 5-15kWh lityum demir fosfat pil bankası yeterlidir.
Şebekeden bağımsız haneler veya yüksek güç tüketimi olan evler, genellikle 20kWh'nin üzerinde daha büyük kapasiteye ihtiyaç duyar. Performansı, maliyeti ve güvenilirliği dengelemek amacıyla yerinde değerlendirmeler ve özelleştirilmiş yapılandırmalar için-profesyonel kurulumculara danışmanız önerilir.
