Aurinkopaneelin ja akun suhde: Koko PV ja paristot oikea

Luotettavan järjestelmän kannalta käytännöllinen aurinkopaneelin ja akun välinen suhde on mitoittaa aurinkopaneeli niin, että se pystyy lataamaan akkupankin kohtuullisessa ajassa ilman jatkuvaa alilatausta.

Vahva lähtökohta päivittäisille pyöräilyjärjestelmille on: Lyijyhappo: 1,5–3,0 W aurinkoenergiaa / 1 Ah (12 V:lla) , ja LiFePO4 (litium): 2,0–5,0 W aurinkoenergiaa / 1 Ah (12 V:lla) . Jos järjestelmäsi on 24 V, tuplaa PV wattia samalla Ah-arvolla (koska akkupankin energia kaksinkertaistuu korkeammalla jännitteellä).

Käytä alueen alhaista päätä, kun aurinkotunnit ovat tasaiset ja kuormasi ovat kevyitä tai kausiluonteisia.
Käytä huippua, kun tarvitset nopeampaa palautumista pilvisten päivien jälkeen, käytä raskaampia päivittäisiä kuormia tai haluat välttää osittaisen latauksen käytön.
Vahvista suhde todellisilla rajoitteillasi: voiko taulukko korvata päivittäisen energiankulutuksesi ja silti palauttaa akun täyteen säännöllisesti?

Mitä aurinkopaneelin ja akun välinen suhde oikeastaan tarkoittaa

Useimmissa pienissä off-grid- ja varajärjestelmissä "aurinkopaneelin ja akun välinen suhde" tarkoittaa suhdetta seuraavien välillä: (1) PV-ryhmän teho (wattia) ja (2) akkupankin kapasiteetti , tyypillisesti Ah järjestelmäjännitteellä (12V/24V/48V). Suhde on tärkeä, koska se määrittää realistisen latausasteen ja sen, kuinka usein akku saavuttaa täyden latauksen.

Kaksi tapaa ilmaista suhde (käytä sitä, mikä on selkeämpi)

W per Ah tietyllä järjestelmäjännitteellä (yleinen 12V/24V RV ja pienille hyteille).
Latausnopeus (C-nopeus) : latausvirta jaettuna akulla Ah (enemmän "sähkötekniikka oikein").

Pikasilta niiden välillä (likimääräinen): PV-latausvirta 12 V:n pankkiin on suunnilleen PV wattia ÷ 14 V (latausjännite). Esimerkki: 280W PV 12 V pankkiin on noin 20A (280 ÷ 14 ≈ 20). On a 200 Ah akku, eli a 0,10 C latausnopeus (20 ÷ 200 = 0,10).

Suositellut suhteet akun kemian ja käyttötapauksen mukaan

"Oikea" aurinkopaneelin ja akun välinen suhde on enimmäkseen kahden vikatilan välttäminen: liian vähän PV:tä (krooninen alilataus) ja liikaa PV:tä (tarpeettomat kustannukset tai ohjaimen rajoitukset). Kemia muuttaa sitä, kuinka herkkä olet alilataukselle ja kuinka nopeasti akku vastaanottaa energiaa.

Käytännölliset aurinkopaneelin ja akun suhdealueet yleisiin skenaarioihin (PV wattia akkua kohti Ah).
Skenaario	Lyijyhappo (12V): W/Ah	LiFePO4 (12V): W/Ah	Tyypillinen tavoite
Kevyt/kausiluonteinen kuormitus, tasainen aurinko	0,8–1,5	1,2–2,0	Hidas palautuminen on hyväksyttävää
Päivittäinen pyöräily (RV, mökki, aita)	1,5–3,0	2,0–5,0	Lataa täyteen säännöllisesti
Nopea palautuminen (pilviset alueet, suurempi kuorma)	3,0–4,5	5,0–8,0	Palauta lataus nopeasti

Huomautuksia, jotka estävät huonot kokopäätökset: Lyijyhappoakut mieluummin saavuttavat täyden latauksen (mukaan lukien imeytymisaika). Jos aurinkosähkö on alimitoitettu, ne elävät usein osittaisessa latauksessa, mikä kiihdyttää sulfatoitumista ja kapasiteetin menetystä. LiFePO4 kestää yleensä osittaista latausta, mutta saatat silti haluta korkeamman suhteen palautuaksesi nopeasti raskaan käytön jälkeen.

Askel askeleelta menetelmä, joka saa suhteen "pudota" oikein

Yksin suhde voi johtaa harhaan, jos et sido sitä päivittäiseen energiankäyttöön ja auringonvaloon. Käytä tätä työnkulkua PV:n ja akun kapasiteetin kokoamiseen loogisesti ja varmista sitten, että suhde on terveellä alueella.

Vaihe 1: Arvioi päivittäinen energia (Wh/vrk)

Laske kuormat yhteen: wattia × tuntia päivässä. Esimerkki: 60 W jääkaapin keskimääräinen 10 tunnin käyttöaika on 600 Wh/päivä. Jos sinulla on invertteri, sisällytä realistinen järjestelmän tehokkuuskerroin myöhemmin (tyypillinen kokonaisuus voi olla 0,70–0,85 johdotuksen, ohjaimen, invertterin ja lämpötilan mukaan).

Vaihe 2: Kokoa akun autonomia (kWh)

Valitse autonomia (päiviä) ja sallittu purkaussyvyys (DoD). Akun käyttöenergia (Wh) ≈ päivittäinen Wh × autonomiapäivät. Akun nimellisenergian kokonaismäärä (Wh) ≈ käyttökelpoinen Wh ÷ DoD. Tyypillinen suunnittelu DoD: Lyijy-happo 0,50 , LiFePO4 0,80 (konservatiivinen, parantaa pitkäikäisyyttä).

Vaihe 3: Kokoa PV aurinkotunteista (ja häviöistä)

PV wattia ≈ päivittäin Wh ÷ (huippu aurinkotunnit × järjestelmän tehokkuus). Esimerkki: jos päivittäinen käyttö on 1 000 Wh, aurinkohuipputuntia on 4 ja hyötysuhde on 0,75, PV ≈ 1 000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W . Pyöristä seuraavaan käytännölliseen kokoon (esim. 400 W).

Vaihe 4: Muunna aurinkopaneelin akkusuhteeksi ja tarkista se

Akku Ah ≈ akun nimellinen Wh ÷ järjestelmän jännite. Sitten suhde = PV wattia ÷ akku Ah. Jos suhde on kemiallesi suositellun alueen alapuolella, lisää PV:tä (tai pienennä akun kokoa), kunnes järjestelmä saavuttaa täyden latauksen luotettavasti.

Käytännöllinen mitoitustaulukko: yleiset akkukoot PV watteihin

Alla oleva taulukko muuttaa suhdeohjeet käyttövalmiiksi numeroiksi. Valitse rivi, joka vastaa pankkiasi ja kemiaasi. 24 V:n pankeille sama Ah-luokitus edustaa kaksinkertaista energiaa verrattuna 12 V:iin, joten aurinkosähkötarpeet ovat tyypillisesti korkeammat saman latausajan saavuttamiseksi.

Esimerkki PV-tehoalueista, jotka on johdettu suositellusta aurinkopaneelin ja akun suhdeohjeesta.
Akku (paristopankki)	Lyijy-happo PV (W)	LiFePO4 PV (W)	Mitä se tarkoittaa
12V 100Ah	150-300	200-500	Pienet kuormat; 1-2 laitetta
12V 200Ah	300-600	400–1 000	Tyypillistä asuntoautojen/mökkien päivittäistä pyöräilyä
12V 400Ah	600–1 200	800–2000	Suuremmat kuormat, parempi palautuminen
24V 200Ah	600–1 200	800–2000	Sama Ah, enemmän energiaa kuin 12V

Jos auringonvalo on epäyhtenäinen (talvi, varjostus, rannikon sumu), suuntaa ylöspäin alueella. Jos akkusi on lyijyhappoa ja lopetat lataamisen säännöllisesti aikaisin, käännä jälleen ylöspäin. ylimääräinen PV auttaa sinua todella imeytymään täydellisesti olosuhteiden salliessa.

Toimivia esimerkkejä reaaliluvuilla

Alla olevat esimerkit osoittavat, kuinka aurinkopaneelin ja akun välinen suhde muuttuu tavoitteiden (autonomia vs. latausnopeus) ja kemian mukaan.

Esimerkki A: 1 000 Wh/päivä hytti, 2 päivän autonomia, lyijyhappo

Päivittäinen energia: 1000Wh/päivä .
Käyttöenergia 2 päiväksi: 1 000 × 2 = 2000Wh .
Akun nimellisenergia (50 % DoD): 2 000 ÷ 0,50 = 4000 Wh .
12 V:lla akku Ah ≈ 4 000 ÷ 12 ≈ 333Ah (pyöristä 300-400 Ah).
PV 4 huipputuntia aurinkoa, 0,75 hyötysuhde: 1 000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W (pyöristä 400–600 W:iin lyijy-hapon terveydelle).

Suhteen tarkistus (käytettäessä 400 Ah pankkia ja 600 W PV): 600 ÷ 400 = 1,5 W/Ah . Tämä on lyijyhapon päivittäisen pyöräilyohjeen alaosa; se toimii parhaiten hyvän auringon ja huolellisen kuormanhallinnan kanssa. Jos pilviset päivät ovat yleisiä, siirry kohtaan 800-1000W parantaa merkittävästi palautumista.

Esimerkki B: matkailuauto, jossa on 12 V 200 Ah LiFePO4, haluaa nopeaa palautumista

Akkupankki: 12V 200Ah (nimellisenergia ≈ 2 400 Wh).
Käytettävissä 80 % DoD ≈ 1 920 Wh .
Valitse PV arvolla 3,5 W/Ah nopeaa palautumista varten: 200 × 3,5 = 700W .

~700 W ja 4 huippuaurinkotuntia 0,75 teholla, päivittäinen energiansato voi olla noin 700 × 4 × 0,75 ≈ 2100Wh/päivä . Se riittää korvaamaan raskaan käyttöpäivän ja silti täydentämään, mitä "nopea palautuminen" käytännössä tarkoittaa.

Yleisiä rajoituksia, jotka voivat ohittaa suhteen

Vaikka aurinkopaneelin ja akun välinen suhde on "täydellinen", laitteistorajat voivat pakottaa sinut säätämään PV-kokoa, järjestelmän jännitettä tai latausohjaimen valintaa.

Latausohjaimen virtaraja (yleisin pullonkaula)

Säätimen lähtövirran on kestettävä huippulatausvirta. Karkeasti ottaen: suurin latausvirta ≈ PV wattia ÷ akun latausjännite. Esimerkki: 1000W 12 V pankkiin voi tarkoittaa ~1 000 ÷ 14 ≈ 71A . Jos sinulla on 60 A ohjain, tarvitset joko suuremman ohjaimen, useita ohjaimia tai suuremman järjestelmäjännitteen.

Invertterin koko ei aseta PV-kokoa, mutta se asettaa akun jännityksen

Suuri invertteri voi vetää suuria virtoja pienestä akusta, mikä aiheuttaa jännitteen laskua ja pienentää käyttökapasiteettia. Jos huippukuormasi ovat korkeat (mikroaaltouuni, vedenkeitin, työkalut), saatat tarvita enemmän akkukapasiteettia, korkeampaa järjestelmäjännitettä (24V/48V) tai molempia. Sen jälkeen PV-ryhmää tulisi tarkastella uudelleen, jotta suhde pysyy terveenä latausta varten.

Sää ja vuodenaikojen aurinkotunnit (suhteesi on selviydyttävä pahimmasta kuukaudesta)

Kesällä toimiva suhde voi epäonnistua talvella, jos huipputunnit laskevat merkittävästi. Jos tarvitset ympärivuotista luotettavuutta, kokoa PV alimman aurinkokauden mukaan ja käsittele suhdealueita miniminä, ei keskiarvoina.

Merkitsee, että suhde on väärä ja kuinka korjata se

Paras varmistus on käyttötiedot: lataustilan trendit, täyteen kulumisaika ja kuinka usein akku saavuttaa absorption/kelluvuuden (tai litiumia vastaavan täyden latauksen käyttäytymisen).

Liian vähän PV akulle

Lyijyhappo saavuttaa harvoin täyden latauksen; jännite leijuu absorptiotavoitteiden alapuolella.
Näet usean päivän ajautumisen alaspäin latauksessa jopa "normaalissa" auringonpaisteessa.
Generaattorista (tai maasähköstä) tulee yleinen kainalosauva.

Korjaus: lisää PV wattia, vähennä päivittäistä kuormitusta tai pienennä akun kokoa palauttaaksesi suhdealueen. Lyijyhapon osalta aseta etusijalle täyden latauksen saavuttaminen säännöllisesti. se tarkoittaa usein siirtymistä pois ~1,0 W/Ah kohti 2,0–3,0 W/Ah (12V pohjalta).

Liian paljon PV:tä ohjaimelle tai johdotukselle (tai budjetille)

Latausohjain leikkaa ulostulon nimellisvirrallaan pitkiä aikoja.
Et voi käsitellä virtaa turvallisesti olemassa olevilla kaapelikooilla ja sulakkeilla.

Korjaus: siirry korkeampaan järjestelmäjännitteeseen (24 V/48 V), käytä suurempaa ohjainta tai jaa ryhmä useiden ohjaimien kesken. "Liian paljon PV" on yleensä laitteiston kokoongelma eikä itse akun sähköongelma.

Jaa: