Cumu dimensionà una Banca di Batteria Solare (Formula + Esempii)

Quale formula di dimensione di a batteria solare duvete aduprà?

U puntu di partenza currettu dipende da ciò chì a bateria hè prevista di fà. Prima di selezziunà un pruduttu, identificate s'ellu u prugettu hè per a copia di salvezza di l'interruzione, a piena -tempu off-operazione di griglia, o l'autoconsumu solare di ogni ghjornu. Per un sistema più largu-paragone di livellu, rivisitesu-grid, off-grid, è cunfigurazioni di u sistema solare hibridu.

Formula per a dimensione di a batteria di salvezza di casa

Prima di calculà l'energia AC chì i carichi prutetti devenu riceve:

Energia di carica necessaria (kWh)=carica critica media (kW) × tempu di salvezza (ore)

Allora calcule a capacità nominale di a bateria:

Capacità nominale di a batteria (kWh)=energia di carica necessaria × margine di design ÷ frazione di batteria utilizzabile ÷ efficienza di consegna

Formula per Off-Grid Solar Battery Bank Size

Per un sistema off-di rete chì deve funziunà per notte o periodi di pruduzzione solare debule:

Capacità nominale di a bateria (kWh)=carica di designu di ogni ghjornu (kWh / ghjornu) × autonomia di ghjorni × margine di disignu ÷ frazione di bateria utilizable ÷ efficienza di consegna

Formula per l'autoconsumu solare -

Stima a quantità di energia solare di ghjornu chì pò esse almacenata è a quantità di carica di sera o di notte chì pò aduprà. U scopu di trasfurmazioni di energia pratica -di solitu hè u più chjucu di questi dui valori:

Target hà cambiatu l'energia=u più bassu di u surplus solare previstu o pianificatu dopu a-carichi di tramontu

Allora aghjustate u scopu per a capacità di a bateria utilizable è e perdite di cunversione applicabili. L'architettura di u sistema importa perchèStoccaggio di batteria AC-accoppiato e DC-postu pèrdite cunversione in punti diffirenti in u percorsu energia.

Variabili è Unità di Formula di Batteria Solare

Aduprate un termu per ogni quantità fisica. A mischjà a putenza di carica cù l'energia di carica hè una di e cause più cumuni di un risultatu incorrectu.

A putenza in kW determina a quantità di carica chì u sistema pò sustene in un mumentu. L'energia in kWh determina quantu tempu pò sustene a carica. A distinzione hè spiegata più in questa guidakW versus kWh in u almacenamentu di energia di a bateria.

Definisce ciò chì a batteria deve fà

Backup d'emergenza in casa

Un sistema di salvezza di casa deve principià cù una lista di carica protetta-, micca u cunsumu tutale di l'electricità annuale o di ogni ghjornu di a famiglia. Identificà i circuiti chì devenu esse dispunibuli, a durazione di l'interruzione prevista, è l'apparecchi chì ponu funziona à u stessu tempu.

I pannelli solari ùn furnisce micca automaticamente energia di salvezza durante una mancanza di rete. U sistema hà bisognu di l'equipaggiu cuncepitu per disconnect in modu sicuru da a reta è furmà un sistema elettricu isulanu. U Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti spiega stu requisitu operativu in u soguida solare è di resilienza.

Full-Time Off-Grid Power

Una batteria off-di rete deve copre i periodi quandu a generazione solare hè sottu à a carica. U disignu generalmente cunsidereghja a dumanda di notte, riduzioni solari stagionali, periodi nuvolosi consecutivi, cunsumu di standby di l'inverter, pompe intermittenti, dispunibilità di generatori, è opzioni di -disparu di carichi.

U almacenamentu è a generazione solare deve esse dimensionati inseme. Una batteria più grande ùn migliurà a resilienza se l'array solare o u generatore ùn pò micca rimpiazzà l'energia eliminata da ellu. Per un cuntestu supplementu, vede cumu asistema di almacenamentu di energia solare coordina a generazione, u almacenamentu è i carichi.

Autoconsumu Solar Daily -

Una batteria d'autore -consumu conserva l'energia solare in eccesso di ghjornu per u usu dopu. A capacità utile hè limitata sia da a quantità di surplus solare dispunibule per a carica sia da a quantità di dumanda di sera o di notte dispunibule per scaricamentu. Parechji ghjorni di almacenamentu pò esse sottumessi in un sistema chì pruduce solu un modestu surplus di ghjornu.

Calculate i Carichi chì avete veramente bisognu

Crea una tabella di carica prima di selezziunà una batteria. Aduprate l'energia misurata ogni volta chì hè pratica, soprattuttu per l'equipaggiu chì si accende è si spegne.

Questa tavula hè un flussu di travagliu basatu in misura{0}illustrativu, micca un prufilu universale di a famiglia. Sustituisce ogni valore cù dati di prughjettu.

Aduprate un protocolu di misurazione pratica

1. Misurate u plug-in l'apparecchi per almenu 24 à 72 ore quandu pussibule.
2. Aduprate u monitoraghju di l'inverter o i dati di l'intervallu di utilità per identificà a basa di 24 ore è a più alta dumanda sustinuta.
3. Registrate i carichi di staggione per separatamente, cumprese u riscaldamentu, u raffreddamentu, a deumidificazione è u pumping d'acqua.
4. Verificate u currente di partenza di u mutore -da a documentazione di l'equipaggiu o fate a misurazione da un prufessiunale qualificatu.
5. Aduprate un-periodu di carica altu rapprisentativu piuttostu cà un ghjornu di cunsumu cunsumu convenientu.

U DOEMetudu di valutazione di u sistema di almacenamentu di l'energia di a batteriaenfatizeghja u valore di i dati di serie di u tempu misuratu-per valutà u rendiment di almacenamentu di energia attuale. U listessu principiu migliurà l'estimazione di carica preliminare: i profili misurati sò generalmente più utili di un totale mensile.

Separate i Carichi Critici, Flessibili è Esclusi

• Carichi critichi:l'equipaggiu chì deve funziunà per tuttu u periodu di cuncepimentu.
• Carichi flessibili:equipamentu chì pò funziunà per menu ore o solu mentre a generazione solare hè dispunibule.
• Carichi esclusi:l'attrezzatura chì restarà spenta durante una interrupzione o un periodu di bassa{0}}energia.

Riscaldamentu di resistenza elettrica, aria condizionata cintrali, grandi riscaldatori d'acqua, cucina elettrica, asciugatrice di vestiti è carica EV ponu duminà i bisogni di almacenamento. L'eliminazione o a pianificazione di una carica alta-energetica pò riduce a dimensione di a batteria più di l'eliminazione di parechji picculi apparecchi elettronichi.

Sceglite l'ore di salvezza o i ghjorni d'autonomia

Ore di salvezza per una griglia-Casa cunnessa

Selezziunate un scopu basatu annantu à i mudelli di interrupzione lucali è u serviziu chì a bateria deve furnisce: una breve interruzzione, una sera, una interrupzione di notte, un ghjornu sanu, o una emergenza più longa. Decide se a carica solare serà dispunibule mentre a rete hè chjusa è se u sistema serve un pannellu di carica protetta-o tuttu u bastimentu.

Ghjorni d'Autonomia per un Sistema Off-Grid

L'autonomia hè u periodu per u quale a bateria pò serve a carica di designu senza carica abbastanza. Sceglite aduprendu e cundizioni solari staghjunali, i periodi nuvolosi previsti, l'affidabilità di u generatore, a dispunibilità di carburante, l'opzioni di sparghje -carichi, l'accessu à u situ, è e cunsequenze di a manca di energia.

Un situ remotu senza fonte di salvezza affidabile pò avè bisognu di più almacenamentu cà una prupietà cù un generatore automaticu. U nùmeru currettu di ghjorni d'autonomia hè dunque una decisione di prughjettu, micca un percentinu di l'industria fissa.

Aduprate un Profilu di Carica Intervallu Quandu Disponibile

Dui case ponu cunsumà 10 kWh per ghjornu, ma necessitanu diverse batterie è inverter. Un pò aduprà l'energia gradualmente; l'altru pò funziunà una pompa, un micru, è un climatizzatore à u stessu tempu. I kWh di ogni ghjornu pò esse simili, mentre chì i kW di punta è u currente di surge sò assai diffirenti.

Calculà a capacità di a bateria utilizable cù DoD, efficienza è riserva

Aduprate a Capacità Usable di u Fabbricante

A prufundità di scaricamentu descrive quantu di a capacità nominale hè eliminata durante un ciculu. Per u dimensionamentu preliminariu, aduprate a gamma operativa permessa di u fabricatore di a batteria o l'energia utilizabile dichjarata invece di applicà un percentualità universale.

Se una batteria di 10 kWh hè operata nantu à un intervallu utilizzabile di 90%, furnisce 9 kWh d'energia di batteria DC utilizable prima chì altre perdite in a valle sò cunsiderate:

10 kWh × 0.90=9 kWh

Cundizioni di guaranzia, statu-di-limiti di carica, ritmu di scaricamentu, età di a bateria, temperatura, paràmetri di firmware, è a vita di u ciclu desideratu ponu tutti cambià a finestra operativa pratica.

Aduprate a Metrica di Efficienza Corretta

Per u runtime di interrupzione, u valore pertinenti hè di solitu l'efficienza uni-da l'energia di a batteria almacenata à i carichi prutetti. L'efficienza-di andata e ritorno include sia a carica sia a scaricamentu è ùn deve micca esse automaticamente sustituitu in un calculu uni-di runtime.

Verificate ancu se l'energia utilizable publicata di un pruduttu hè misurata da u latu DC o furnita da u latu AC. Se u fabricatore dichjara digià energia AC utilizable, sottrazione di e perdite di l'inverter di novu pò duppià -cuntà a stessa perdita.

I Laboratori Naziunali SandiaDOE/EPRI Manuale di Stoccaggio di Elettricitàfurnisce un cuntestu tecnicu più largu nantu à u rendiment di almacenamentu, a putenza, l'energia, l'efficienza è u disignu specificu di l'applicazioni{0}.

Applica un Margine di Disegnu Trasparente

Un margine di cuncepimentu pò copre incertezza modesta, picculi carichi futuri, riduzzione di capacità cù u tempu, è errori minori in stimi di runtime. State esplicitamente cum'è un multiplicatore, cum'è 1.10 per una indennità di 10%.

U margine ùn deve micca ammuccià i dati di carica poveri. Migliurà a stima di carica prima, dopu aghjunghje una riserva deliberata.

Verificate a temperatura è e cundizioni d'installazione

A temperatura pò influenzà a capacità utilizable, l'accettazione di carica, u putere di scaricamentu, u cumpurtamentu BMS è a vita di serviziu. Verificate a temperatura minima di carica di u produttu, a temperatura minima di scaricamentu, curve di declassamentu, integratu-in u riscaldamentu, a classificazione di l'armadiu, i requisiti di raffreddamentu o di ventilazione, è i limiti di l'installazione interna o esterna.

Ùn applicà micca un fattore di-cliu friddu à ogni bateria di lithium. A chimica, u disignu di e cellule, a gestione termale è i paràmetri di BMS sò diffirenti. Questa panoramica diintervalli di temperatura di u funziunamentu di a batteria di lithiumpò aiutà à identificà i dati di u produttu chì deve esse verificatu.

Cunvertite kWh in Ah è sceglite 12V, 24V, o 48V

L'energia di a bateria pò esse specificata in kilowatt-ora, mentri certi sistemi sò descritti in amp-ora. A relazione hè:

Energia (Wh)=tensione (V) × capacità (Ah)

Dunque:

Capacità (Ah)=energia (kWh) × 1,000 ÷ tensione nominale di u sistema

Questi valori amp-ora rapprisentanu circa a listessa energia nominale. A tensione più alta riduce a corrente necessaria per furnisce a stessa putenza, chì pò riduce a dimensione di u cunduttore è a caduta di tensione quandu u sistema hè cuncepitu currettamente.

Cumu selezziunà a tensione di u sistema

• 12V:cumuni in i picculi sistemi DC è modeste applicazioni mobili.
• 24V:spessu usata in sistemi mobile mediu, cabine, sistemi marini, è installazioni inverter più chjuchi.
• 48V:cumuni in i sistemi stazionarii più grande perchè a stessa putenza pò esse furnita à una corrente più bassa chè à 12V o 24V.

A tensione hè una decisione di l'architettura. A batteria, l'inverter, u controller di carica, i dispositi di prutezzione, i cunduttori, e cumunicazioni, è qualsiasi carichi di corrente diretta -devonu esse cumpatibili. Sistemi più grande ponu ancu aduprà u scopu-cuncepitubatterie d'alta -voltage per u almacenamentu di energia, chì ùn deve esse trattatu cum'è estensioni simplici di un bancu DIY 48V.

Verificate a putenza di l'inverter, u surge di partenza è i limiti BMS

Un bancu di batterie pò avè abbastanza kWh è ancu esse incapaci di inizià o operà l'equipaggiu necessariu. A capacità determina u runtime. I limiti di putenza è di corrente determinanu se u sistema pò serve a carica in tuttu.

Verificate a putenza cuntinuu

Aghjunghjite i carichi chì ponu operare simultaneamente. L'output AC continuu di l'inverter deve superà a dumanda prevista in e cundizioni di temperatura è di operazione applicabili.

Stima a corrente di a batteria-cun:

Corrente CC (A) ≈ Potenza di carica CA (W) ÷ tensione di batteria (V) ÷ efficienza inverter

Per esempiu, una carica di 4.000 W AC furnita da una batteria 48V attraversu un inverter 92% efficiente richiede circa:

4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A

U bancu di batterie, BMS, sbarre, cavi, fusibili, disconnects, è terminali sò tutti cuncepiti per u currente applicabile.

Verificate u surge di partenza di u mutore è di u compressore

Pompe di pozzu, frigoriferi, congelatori, climatizzatori, arnesi di attellu è compressori d'aria ponu piglià assai più energia durante l'avviamentu chè durante u funziunamentu normale. Verificate:

• Surge power di l'inverter
• Durata di surge permessa
• Batteria BMS piccu -limite attuale è durata
• Caduta di tensione durante l'iniziu
• Valutazioni di i cunduttori è prutezzione-dispositivi
• Sia parechje carichi ponu principià à u stessu tempu

Un numaru piccu senza una durata ùn hè micca abbastanza. Un sistema chì pò pruduce una pruduzzione assai alta per una frazzioni di seconda pò ancu fallu di inizià un mutore chì hà bisognu di una corrente elevata per parechji sicondi.

Verificate u BMS di a Batteria è i Limiti Paralleli

Per ogni modulu prupostu, rivedete a corrente massima di scarica continua, a corrente di scarica massima, a durata massima permessa, a corrente di carica massima, a gamma di inverter cunsigliata, u numeru massimu di paralleli, u layout di cablaggio appruvatu è a cumpatibilità di cumunicazioni.

I moduli paralleli ùn sparte micca sempre perfettamente l'attuale. A lunghezza di u cable, a resistenza di u terminal, a temperatura, u statu di carica è a cundizione di u modulu ponu influenzà a spartera attuale. Aduprate a sbarre appruvata da u fabricatore o l'arrangimentu di cablaggio di lunghezza uguale -.

Calculate u Conte di Moduli di Batteria è a Capacità di Ricarica

Calculate u numeru di moduli di batterie

Una volta chì a capacità nominale necessaria hè cunnisciuta:

Numero di moduli=capacità nominale necessaria ÷ capacità nominale per modulu cumpatibile

Arrotonda à una cunfigurazione completa di -modulu appruvata.

Se u disignu richiede 14,2 kWh è un modulu cumpatibile hè valutatu à 5,12 kWh:

14.2 ÷ 5.12 = 2.77

Per quessa, u calculu di a capacità richiede almenu trè moduli, chì furnisce 15,36 kWh di energia nominale. A selezzione finale deve sempre passà a putenza, BMS, parallele, inverter, voltage, cumunicazioni è cuntrolli di stallazione.

Verificate quantu rapidamente a batteria pò esse ricaricata

Prima stimate l'energia chì deve esse tornata à a bateria:

Ricaricate l'energia in a batteria ≈ energia di a batteria ritirata ÷ efficienza di carica

Allora stima u megliu-tempu di carica di casu:

Tempu di ricarica (ore) ≈ energia di ricarica (kWh) ÷ putenza media di carica di a batteria (kW)

Per un sistema di carica solare-, ùn aduprate micca a putenza di a targa di array cum'è s'ellu era dispunibule continuamente. Verificate a pruduzzione mensuale o staghjunale prevista, carichi di ghjornu, ritagli, ombreggiatura, temperatura è limiti di cuntrollu di carica-. UCalculatrice NREL PVWattspò furnisce una stima di locu-basata di a produzzione di energia fotovoltaica per stu passu di screening.

Per un disignu off-di rete, a produzzione solare prevista deve copre sia i carichi di ghjornu sia l'energia necessaria per restaurà a batteria dopu a scaricamentu. Se a bateria ùn pò micca ricuperà prima di u prossimu -periodu solare poveru, l'aumentu di u almacenamentu solu ùn risolverà micca u prublema di affidabilità.

Carta di dimensioni di u Bancu di Batterie Solare

U graficu seguente usa un ghjornu d'autonomia, una frazione di bateria utilizable di 90%, efficienza di consegna di 92%, è un margine di cuncepimentu di 10%. Hè solu un esempiu.

Cambia ogni ipotesi cambia u risultatu. Una frazione utilizable più bassa, una efficienza più bassa, un periodu d'autonomia più longu, o un margine più grande aumenta a capacità nominale necessaria.

Esempi di dimensionamentu di batteria solare travagliatu

Esempiu 1: Small Off-Grid Cabin

Assumi:

• Carica di u disignu di ogni ghjornu: 2,8 kWh
• Autonomia: 1,5 ghjorni
• Frazione di bateria utilizable: 90%
• Efficienza di consegna: 92%
• Margine di disignu: 10%

Capacità nominale necessaria=2.8 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 5,58 kWh

À 24 V nominali:

5,58 × 1.000 ÷ 24 ≈ 233 Ah

U prossimu passu hè di selezziunà una cunfigurazione di modulu appruvata sopra 5.58 kWh è verificate chì l'inverter, i limiti di a corrente di a batteria è a fonte di carica staggione ponu sustene i carichi di a cabina.

Esempiu 2: Backup Essential Home

Assumite i carichi prutetti in media di 1,2 kW è deve esse operatu per ottu ore.

Energia di carica necessaria=1.2 kW × 8 ore=9.6 kWh

Utilizendu una frazione utilizable di 90%, efficienza di consegna di 92%, è margine di 10%:

Capacità nominale necessaria=9.6 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 12,75 kWh

Stu risultatu indirizza l'energia runtime. Ùn prova micca chì a bateria è l'inverter ponu inizià u mutore più grande o sustene a carica massima simultanea.

Esempiu 3: Da una Tavola di Carica misurata à u Conte di Moduli

Utilizendu a tabella illustrativa di carica misurata sopra:

• Energia di carica critica-di ghjornu: 3,71 kWh
• Autonomia: 1,5 ghjorni
• Frazione di bateria utilizable: 90%
• Efficienza di consegna: 92%
• Margine di disignu: 10%

Capacità nominale necessaria=3.71 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 7,39 kWh

Se u modulu di batteria appruvatu hè valutatu à 5,12 kWh:

7.39 ÷ 5.12=1.44 moduli

U disignu hà bisognu di almenu dui moduli per capacità, per 10,24 kWh nominali. Prima di accettà quella cunfigurazione, verificate u currente cuntinuu di dui-moduli, u surge di startup, a corrente di carica, l'appruvazioni parallele è e cumunicazioni inverter.

Quantu durà una batteria di 10 kWh?

U runtime dipende da l'energia utilizable furnita à i carichi, micca solu da a valutazione nominale. Cù una batteria nominale di 10 kWh, una frazione utilizable di 90%, è efficienza di consegna di 92%:

Energia AC utilizable ≈ 10 × 0,90 × 0.92=8.28 kWh

Questi valori assumenu una carica media stabile è ùn includenu micca una diminuzione di temperatura addiziale, invechjamentu, riserva BMS, o limitazioni specifiche di l'equipaggiu-.

LiFePO4 vs. Piombo-Dimensioni di u Bancu di Batterie Acid

A chimica di a batteria influenza cumu a capacità nominale, a tarifa di scaricamentu, i requisiti di carica, u mantenimentu è e cundizioni di installazione si traducenu in u rendiment di u sistema utilizable. Per un paragone più largu, rivedete questidiversi tipi di batterie per u almacenamentu di energia.

Per e batterie di piombo-acidu, utilizate e curve di scaricamentu di u fabricatore è a capacità nominale di -ora. Una simplicità di cunversione Ah à a tensione nominale pò overstate l'energia dispunibule quandu a corrente di scaricamentu hè alta.

Errori cumuni di dimensione di a batteria solare

• Multiplicà duie volte per u tempu:se l'energia di carica hè digià in kWh, ùn multiplicate micca per ore di salvezza di novu.
• Confusione kW cù kWh:L'energia almacenata è a putenza furnita sò specificazioni separate.
• Utilizà u cunsumu tutale di a famiglia per a copia di salvezza essenziale:dimensione da carichi prutetti quandu u disignu ùn hè micca tutale di salvezza di casa -.
• Utilizà i watt di a targhetta cum'è u cunsumu mediu:L'equipaggiu di ciclismu spessu usa menu energia ch'è u so input massimu suggerisce.
• Ignora u cunsumu in standby:una carica continua di 40 W cunsuma 0,96 kWh per ghjornu.
• Aduprendu l'efficienza di -turnu in un calculu uni-sensu senza verificà:currisponde u valore di efficienza à u percorsu di l'energia chì hè calculatu.
• Ignora l'aumentu di partenza di u mutore-:kWh suffissu ùn guarantisci micca u successu di l'avviamentu di pompa o compressore.
• Cuncepimentu per e cundizioni solari medie-annuali:off{0}}l'affidabilità di a rete hè di solitu cuntrullata da a stagione menu favurevule.
• Assumindu chì e batterie ponu sempre esse aghjuntu dopu:espansione pò esse ristretta da età, statu di carica, firmware, cumunicazioni, limiti inverter, o pulitica fabricatore.
• Ignora u tempu di ricarica:una bateria chì ùn pò micca ricuperà prima di u prossimu periodu di scaricamentu ùn hè micca un disignu resistente.

Sicurezza, Scopu, è Metodologia Editoriale

Questu articulu furnisce un quadru di calculu preliminariu per paragunà i requisiti di capacità di a batteria. Ùn hè micca un disegnu di cuncepimentu elettricu, manuale di installazione, codice -revisione di conformità, o sustitutu per l'ingegneria specifica di u produttu-.

U metudu di calculu separa a putenza di carica, l'energia di carica, a capacità nominale, a capacità utilizable, l'efficienza di consegna è u margine di cuncepimentu in modu chì ogni ipotesi pò esse verificata. L'esempii travagliati divulganu e so supposizioni è ùn deve esse trattatu cum'è raccomandazioni universali di produttu.

A selezzione finale di l'equipaggiu è a stallazione deve esse rivista da un prufessiunale qualificatu familiarizatu cù i requisiti elettrici, di custruzzione è di incendi lucale applicabili. In i Stati Uniti, UL spiega chìUL 9540 valuta i sistemi di almacenamentu di energia è l'equipaggiu cum'è sistemi integrati, cumprese batterie, cunversione di energia, cuntrolli, prutezzione è cumunicazioni.

FAQ