Η διαδικασία υπολογισμού ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος περιλαμβάνει διάφορα βήματα και παράγοντες, όπως η εκτίμηση της ηλιοφάνειας, ο αριθμός των πάνελ που απαιτούνται, η χωρητικότητα της μπαταρίας, ο κατάλληλος ρυθμιστής φόρτισης και η μέγιστη ισχύς που απαιτούν τα φορτία ώστε να υπολογίσουμε το μέγεθος του inverter.
Βήμα 1: Εκτίμηση Ενεργειακών Αναγκών
Πρώτα, πρέπει να προσδιορίσουμε τις ημερήσιες ενεργειακές μας ανάγκες. Αυτό γίνεται προσθέτοντας την κατανάλωση όλων των συσκευών που θα χρησιμοποιήσουμε. Για παράδειγμα, αν χρησιμοποιούμε έναν υπολογιστή (200W) για 4 ώρες, ένα ψυγείο (100W) για 24 ώρες, και φώτα (50W) για 6 ώρες, οι ημερήσιες ανάγκες είναι:Υπολογιστής: 200W * 4 ώρες = 800Wh
Ψυγείο: 100W * 24 ώρες = 2400Wh
Φώτα: 50W * 6 ώρες = 300Wh
Σύνολο ημερήσιας κατανάλωσης: 800 + 2400 + 300 = 3500Wh
Βήμα 2: Υπολογισμός Απαιτούμενων Πάνελ
Η ηλιοφάνεια διαφέρει ανάλογα με την τοποθεσία. Ας υποθέσουμε ότι η τοποθεσία μας έχει μέση ηλιοφάνεια 5 ώρες ανά ημέρα.
Αν χρησιμοποιούμε πάνελ με ισχύ 300W, τότε η ενέργεια που μπορεί να παράγει κάθε πάνελ ημερησίως είναι:300W * 5 ώρες = 1500Wh
Για να καλύψουμε τις ημερήσιες ανάγκες μας των 3500Wh, χρειαζόμαστε:3500Wh / 1500Wh = 2,33 πάνελ
Πρέπει να στρογγυλοποιήσουμε προς τα πάνω, άρα χρειάζονται 3 πάνελ των 300W.
Σχεδιάγραμμα υλοποίησης αυτόνομου Φωτοβολταϊκού συστήματος
Βήμα 3: Υπολογισμός Χωρητικότητας Μπαταρίας
Η χωρητικότητα της μπαταρίας πρέπει να καλύπτει τις ενεργειακές ανάγκες μας τουλάχιστον για δύο ημέρες αυτονομίας.Ημερήσιες ανάγκες: 3500Wh
Χρειάζονται: 3500Wh * 2 ημέρες = 7000Wh
Για να υπολογίσουμε την απαιτούμενη χωρητικότητα μπαταριών σε Ah (αμπερώρες), χρησιμοποιούμε την τάση του συστήματος (π.χ. 24V):7000Wh / 24V = 291.67Ah
Πρέπει να λάβουμε υπόψη μας το βάθος εκφόρτισης των μπαταριών (DoD).
Αν το DoD είναι 90%, τότε:291.67Ah / 0.9 = 324Ah
Στρογγυλοποιούμε προς τα πάνω, άρα χρειαζόμαστε περίπου 350Ah μπαταρίες.
Βήμα 4: Επιλογή Ρυθμιστή Φόρτισης
Ο ρυθμιστής φόρτισης πρέπει να είναι κατάλληλος για το ρεύμα που παράγουν τα πάνελ και για την τάση του συστήματος. Με 3 πάνελ των 300W σε σύστημα 24V, ο συνολικός ρεύμα είναι:300W / 24V = 12.5A
Για 3 πάνελ: 12.5A * 3 = 37.5A
Ο ρυθμιστής πρέπει να είναι λίγο μεγαλύτερος για ασφάλεια, π.χ., 45A.
Βήμα 5: Υπολογισμός Ισχύος για τον Αντιστροφέα (Inverter)
Η μέγιστη ισχύς του inverter πρέπει να καλύπτει τη συνολική ισχύ όλων των συσκευών που μπορεί να λειτουργούν ταυτόχρονα οπότε αθροίζουμε τις ισχύς όλων των συσκευών που ενδέχεται να λειτουργούν ταυτόχρονα:200W (υπολογιστής) + 100W (ψυγείο) + 50W (φώτα) = 350W
και προσθέτουμε ένα περιθώριο ασφαλείας για να είμαστε βέβαιοι ότι ο inverter μπορεί να χειριστεί αιχμές ισχύος ή πρόσθετα φορτία.
Συνήθως προσθέτουμε ένα 20%-30% περιθώριο. Ας υποθέσουμε 30%:350W * 1.3 = 455W
Με βάση τον υπολογισμό μας, θα χρειαστούμε έναν inverter με μέγιστη ισχύ τουλάχιστον 500W για να έχουμε επαρκή περιθώριο ασφάλειας.
Τελική ΥλοποίησηΠάνελ: 3 πάνελ των 300W
Μπαταρίες: 350Ah στους 24V
Ρυθμιστής Φόρτισης: 45A στα 24V
Inverter: 500W
Με αυτόν τον τρόπο, εξασφαλίζουμε ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα που καλύπτει τις ενεργειακές μας ανάγκες και προσφέρει δύο ημέρες αυτονομίας.