روش محاسبه پکیج برق خورشیدی مجزا از شبکه

روش محاسبه پکیج برق خورشیدی مجزا از شبکه

همانطور که اطلاع دارید پکیج های برق خورشیدی را می توان به دو دسته کلی متصل به شبکه ( on-grid ) و مجزا از شبکه ( off-grid ) تقسیم بندی نمود. در این مقاله قصد داریم به برسی روش محاسبه پکیج برق مجزا از شبکه یا همان پکیج برق خورشیدی off-grid بپردازیم و روش محاسبه پکیج برق خورشیدی متصل به شبکه را به مقالات بعدی موکول نماییم، پس در ادامه با ویکی سولار همراه باشید.

هر پکیج برق خورشیدی مجزا از شبکه از چهار قسمت اصلی به نام های پنل خورشیدی، باتری خورشیدی، اینورتر خورشیدی و شارژ کنترلر خورشیدی تشکیل شده است. همچنین استراکچر پنل خورشیدی را نیز که به عنوان پایه پنل خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد می توان به عنوان عضو پنجم یک پکیج خورشیدی مجزا از شبکه معرفی نمود اما هدف این مقاله محاسبه مقادیر لازم چهار المان اصلی می باشد.برای شروع بهتر است تا آشنایی اندکی با وظیفه هر کدام از این چهار المان داشته باشیم تا بتوانیم محاسبات را با دقت و کیفیت بهتری پیش ببریم.

در هر پکیج خورشیدی چه متصل به شبکه و چه مجزا از شبکه، وظیفه پنل های خورشیدی دریافت نور و تبدیل انرژی موجود در نور خورشید به انرژی الکتریکی می باشد که می توان پنل ها را بر اساس قدرت تولید انرژی الکتریکی و ساختار از یکدیگر متمایز نمود. به طور معمول پنل ها در ساعات آغازین صبح شروع به تولید انرژی الکتریکی می نمایند و این فرایند تا غروب آفتاب ادامه خواهد داشت. پس از غروب آفتاب و در ساعات تاریکی پنل دیگر قادر به تولید انرژی الکتریکی نبوده و اینجاست که نیاز به یک منبع انرژی برای تامین انرژی الکتریکی احساس می گردد. اینجاست که باتری به عنوان منبع انرژی ذخیره شده الکتریکی وظیفه تامین انرژی تجهیزات الکتریکی را بر عهده دارد و بدون شک این انرژی ذخیره شده را در طول روز از پنل ها بدست آورده است به این صورت که در طول روز بخش اعظمی از انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل ها به واسطه شارژ کنترلر در باتری ها ذخیره می شود تا در ساعات تاریکی مشکلی در تامین انرژی وجود نداشته باشد.

باتری ها شرایط خاصی برای شارژ شدن و تخلیه شدن دارند و در صورتی که به درستی از آن ها استفاده نشود، مشکلات بسیاری برای آن ها به وجود می آید و ممکن است بعد از مدتی دیگر قابل استفاده نباشند. برای همین بهتر است یک المان خارجی وظیفه کنترل شارژ و تخلیه آن ها را بر عهده داشته باشد و نام این المان شارژ کنترلر خورشیدی است. شارژ کنترلر باتری ها را توسط پنل با آهنگ مشخصی شارژ کرده و همچنین تخلیه باتری ها را محدود می نماید به طوری که با کاهش یا افزایش بیش از حد ولتاژ باتری می تواند فرایند شارژ یا دشارژ را محدود یا قطع نمایند.

اما قطعه مهم دیگری نیز در یک پکیج برق خورشیدی مجزا از شبکه وجود دارد و آن قطعه اینورتر خورشیدی یا مبدل ولتاژ خورشیدی نام دارد. به طور معمول ولتاژ خروجی یک باتری نمی تواند بیش از 12 یا 24 ولت باشد. همچنین با سری کردن باتری ها این ولتاژ حداکثر به 120 ولت می رسد و همچنان مقدار آن از ولتاژ برق شهر یعنی 220 ولت کمتر است. از طرفی نوع ولتاژ برق شهر متناوب بوده و از لحاظ شکل موج کاملا با ولتاژ خروجی باتری متفاوت است. برای تبدیل ولتاژ باتری خورشیدی به ولتاژ برق شهر و تامین انرژی مورد نیاز تجهیزات الکتریکی، از وسیله ای به نام اینورتر استفاده می شود. اینورتر علاوه بر افزایش ولتاژ باتری، نوع آن را نیز مانند ولتاژ برق شهر می کند و در نتیجه برق تولید شده از یک پکیج برق خورشیدی قابل استفاده در واحد های مسکونی یا صنعتی می گردد.


طراحی یک پکیج برق خورشیدی مجزا از شبکه

حال پس از آشنایی اولیه با تجهیزات اصلی یک پکیج برق خورشیدی مجزا از شبکه می توانیم طراحی آن ها رو شروع نماییم. اولین قدم برای شروع این کار لیست کردن وسایل الکتریکی مورد نظری می باشد که قرار است انرژی الکتریکی آن توسط پکیج برق خورشیدی تامین گردد. همچنین مهم است که ساعات کاری این وسایل را نیز در طول روز محاسبه و یادداشت نمود. برای مثال می توان ساعات کاری تلویزیون را بین 4 تا 6 ساعت در نظر گرفت.

سپس بعد از تهیه جدول مورد نظر کافی است توان تک تک این تجهیزات را از جداول توان موجود در اینترنت استخراج نمود. برای این کار می توانید از جدول توان مصرفی وسایل الکتریکی ویکی سولار استفاده نمایید. برای مشاهده این جدول می توانید از لینک جدول توان مصرفی تجهیزات الکتریکی استفاده نمایید.

با حاصل ضرب توان مصرفی یک وسیله الکتریکی در ساعات استفاده، میزان انرژی الکتریکی مورد نیاز وسیله مورد نظر محاسبه می شود. برای مثال به محاسبه انرژی الکتریکی مصرفی یک تلویزیون LED با سایز 40 اینچ می پردازیم. توان این وسیله در حدود 120 وات است که در صورت استفاده از آن به مدت 4 ساعت در روز، انرژی مصرفی معادل 480 وات ساعت محاسبه می شود. از این روش می توان انرژی مصرفی سایر تجهیزات را نیز محاسبه نمود. گفتنی است برخی از تجهیزات الکتریکی مانند یخچال به دلیل ساختار فنی خاص دارای توان مصرفی مشخصی نمی باشند، بنابر این با استفاده از همان جدول توان الکتریکی مصرفی تجهیزات الکتریکی ویکی سولار، می توان انرژی الکتریکی مصرفی تقریبی آن را در طول روز بدست آورد.

در نهایت با جمع انرژی های بدست آمده، انرژی الکتریکی مورد نیاز تمامی تجهیزات الکتریکی در طول یک روز محاسبه می شود. برای مثال ممکن میزان انرژی الکتریکی مصرفی یک واحد مسکونی معادل 12000 وات ساعت یا 12 کیلووات ساعت محاسبه شود. که از این عدد برای محاسبه تمامی تجهیزات یک پکیج برق خورشیدی استفاده می شود.

اولین المان باتری است که با تقسیم انرژی الکتریکی کل بر ولتاژ باتری، ظرفیت آن محاسبه می گردد. به عنوان مثال اگر از باتری های موجود در بازار استفاده کنیم با تقسیم 12000 وات ساعت بر 12 ولت عددی معادل 1000 بدست می آید که معادل 1000 آمپر ساعت که همان ظرفیت باتری است می شود. به دلیل اینکه باتری 1000 آمپر ساعت در بازار یافت نمی شود از 10 باتری 100 آمپر ساعت یا 5 باتری 200 آمپر ساعت استفاده می شود. لازم به ذکر است که این مقدار باتری برای یک پکیج خورشیدی 12 کیلو وات ساعت کافی نبوده و باید تلفات و پارامتر عمق دشارژ باتری را در نظر گرفت و تعداد بیشتری باتری برای پکیج در نظر گرفت. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله عمق دشارژ باتری مراجعه نمایید.

سپس با ضرب ظرفیت باتری در عددی 0.1 که نرخ شارژ مناسبی برای باتری است، میزان آمپر مورد نیاز برای شارژ باتری و در نتیجه مقدار آمپر شارژ کنترلر محاسبه می شود. برای مثال با ضرب 1000 آمپر ساعت در 0.1 ، عدد 100 آمپر محاسبه می شود که میزان آمپر مورد نیاز برای شارژ کنترلر است.

آخرین مرحله از محاسبات مربوط به پنل است که می توان از ضرب میزان جریان مورد نیاز برای شارژ کنترلر در ولتاژ پنل، توان مورد نیاز پنل را محاسبه نمود. در این مثال با ضرب 100 آمپر در ولتاژ 24 ولت، عدد 2400 وات بدست می آید. گفتنی است این توان از پنل قادر به تولید 100 آمپر جریان نبوده زیرا هیچ گاه راندمان پنل ها 100 درصد نبوده و بهتر است برای محاسبه مقدار پنل مورد نیاز، عددی را در 2400 وات ضرب نماییم.

روشی که در این مقاله برای محاسبه پکیج برق خورشیدی مجزا از شبکه ارائه شد، یکی از چندین روش محاسبه پکیج های برق خورشیدی می باشد و می توان از آن مقدار نسبتا دقیقی را محاسبه نمود. امیدوار هستیم این مقاله کمکتون کرده باشه و پیشنهاد می کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر به صفحه مقالات پکیج برق خورشیدی مراجعه نمایید

بازگشت به صفحه اصلی بازگشت به صفحه مقالات

تماس با ما