Διαστασιολόγηση αυτόνομων συστημάτων

[raftopoua]

Παιδιά συμφωνείτε γενικά με την χρήση ασφαλειών megafuse και midifuse ή προτιμάτε φυσίγγια?

 

Βασικά ρωτάω για την γραμμή των μπαταριών.

Τι ασφάλειες χρησιμοποιήτε?

Μπορώ να βάλω κάτι τέτοιο?

http://www.shop-e.gr/pals/ΠΡΟΪΟΝΤΑ/ασφαλειεσ-πινακεσ/ασφαλειεσ-μπαταριων-anl-80v-dc

[mpets82]

Το θέμα θέλει λίγο ψάξιμο γιατί μπορεί να βάλετε ασφάλειες για "ασφάλεια" και αυτές να προκαλέσουν χειρότερα προβλήματα (φωτιά-έκρηξη).

 

Υπολογίστε το ρεύμα βραχυκύκλωσης της συστοιχίας μπαταριών με τον απλό τύπο Isc=Vb/Ri (αν δεν ξέρετε την Ri της μπαταρίας - με ακροδέκτες και καλώδια - προσεγγιστικά Isc=k*C όπου C η χωρητικότητα της συστοιχίας και k σταθερά από 10 έως 20!!) και ελέγξτε αν αντέχει η συγκεκριμένη μπαταρία.

 

Για παράδειγμα αν έχετε μία μπαταρία στα 200Ah πρέπει να αναμένετε ρεύματα βραχυκύκλωσης 2-4kA. Αν η μπαταρία είναι 1500Ah (όπως συχνά συμβαίνει σε ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό) τότε θα πρέπει η ασφάλεια σειράς να αντέχει ίσως ακόμη και 30kA!!

 

Υπάρχουν ασφάλειες ΝΗ1 Gg (Βοx) οι οποίες είναι για DC και αντέχουν ρεύματα αρκετά πάνω από 100kA (βέβαια είναι πολύ ακριβές- πάνω από 100€ η μία αλλά αν μιλάμε για μεγάλη συστοιχία είναι αναπόφευκτο κόστος). 

 

Ιδιαίτερη προσοχή στις ασφάλειες NH1-AC οι οποίες μπορεί να γράφουν 120kA πχ αλλά είναι για AC! Το νούμερο αυτό για DC μπορεί να είναι ακόμη και 5 φορές μικρότερο!!

[LeftLane]

Ετοιμαζω ενα αυτονομο για εναν πελατη μου και εχω 2-3 πραγματακια ως απορια.

 

α) Ενα παλιο ψυγειο μικρο, το οποιο δεν ξερει ποσα watt ειναι, το εχω υπολογισει 100w το πολύ και ισχυσ εκκινησης Χ3 ενω ο προμηθευτης μου επιμενει οτι ειδικα τα παλια ψυγεια τραβανε πολυ περισσοτερο κοντα στα 10πλασια της ονομαστικης τους !   Το καλυτερο θα ηταν να το μετρησω αλλα δεν εχει ρευμα η εγκατασταση...

β) Η ημερησια ζητηση ειναι 2,65 kWh. Bασιζόμενος στο βιβλιο του Περδιου "Φωτοβολταικες Εγκαταστασεις", απο τον υπολογισμο στην σελ.131 βγαζω για αυτονομια 1 ημερας (1 ημερα συννεφια)  για μπαταριες 24volt συνολικα 633Ah , το οποιο συμφωνα με αλλη βιβλιογραφια , ειναι πολυ μεγαλο, σχεδον 2πλασιο! Ο Περδιος βαζει συνετλεστες γηρανσης, απωλειων κτλ οι οποιοι ανεβαζουν το συστημα και το παραπανω αποτελεσμα θα εβγαινε μεγαλυτερο αν δεν τους βελτιωνα (π.χ. συντ. γηρανσης 0,9 αντι 0,8 κτλ). Το θεμα ειναι αν οντως στην πραξη εχουν εφαρμογη οι παραπανω παραμετροι οι οποιοι ανεβαζουν πολυ την απαιτουμενη χωρητικοτητα των μπαταριων...

γ) Τα φ/β πλαισια μου βγαινουν 880 watt, το οποιο αποτελεσμα ειναι και παλι μεγαλο συμφωνα με αλλη βιβλιογραφια κατα την οποια απαιτουνται τα  μισα! (Περδιος σελ.108) Ο Περδιος π.χ. καθοριζει 0,67 τον συντελεστη απωλειων συτοιχειας των πλαισιων + συντ. ασφαλειας + απωλ. μεταφορας ενεργειας 

 

Θα εκτιμουσα ιδιαιτερα αποψεις συναδελφων και ακομη καλυτερα οσων εχουν στην κατοχη τους το βιβλιο που αναφερω...

[genesis]

Μεγάλο θέμα και πολλοί οι παράγοντες που πρέπει να λάβει υπόψη ο σχεδιαστής. Το βιβλίο που αναφέρεις δεν το έχω διαβάσει.

α) Η ισχύς του κινητήρα του ψυγείου έχει μικρή σημασία. Θα είναι κάτι ανάμεσα σε 80W και 300W για τα μεγάλα ψυγεία. Οποιοσδήποτε σοβαρός inverter της τάξης του 1kW δεν θα έχει κανένα πρόβλημα να το ξεκινήσει. Το πρόβλημα που έχουν τα παλιότερα ψυγεία είναι η μεγάλη κατανάλωση που προκύπτει από την πολύωρη λειτουργία λόγω μέτριων μονώσεων ή / και από την γενικότερη φθορά που μπορεί να έχει με την πάροδο του χρόνου. Προτείνεις να παραμείνει αλλά εφόσον προκύψει ότι έχει μεγαλύτερη κατανάλωση από την αναμενόμενη, να αντικατασταθεί από ένα νέο ενεργειακής κλάσης Α+ τουλάχιστον.

 

β) Για την χωρητικότητα των συσσωρευτών προτείνω να είναι το διπλάσιο της μέσης ημερήσιας κατανάλωσης (ΜΗΚ) +20%, κατ' ελάχιστο. Για την κατανάλωση που έχει υπολογιστεί και για 24V πρέπει να βγαίνει λιγότερο από 400Ah (C20). Μεγαλύτερη χωρητικότητα σημαίνει μεγαλύτερη αυτονομία και μεγαλύτερη αναμενόμενη διάρκεια ζωής αλλά πρέπει να σκεφθούμε το κόστος και να έχουμε επάρκεια ενέργειας από τα Φ/Β ώστε να μπορούμε να κάνουμε πλήρη φόρτιση. Προτείνω ανοιχτού τύπου με αντοχή άνω των 500 κύκλων @80 DoD για εξοχική κατοικία ή άνω των 1200 κύκλων @80% DoD για μόνιμη κατοικία. Εννοείται ότι πρέπει να γίνεται περιοδικός έλεγχος / πλήρωση με απιονισμένο νερό και φόρτιση εξισορρόπησης ανά 40 - 120 ημέρες.

 

γ) 1kWp Φ/Β αποδίδει περίπου 6kWh / ημέρα το καλοκαίρι και περίπου το 45% (2,7kWh) μία ηλιόλουστη ημέρα του Δεκέμβρη ή του Γενάρη, με ρυθμιστή MPPT. Τα αντίστοιχα με ρυθμιστή PWM είναι 4,5kWh και 2kWh περίπου. Υπάρχουν διακυμάνσεις που εξαρτώνται κυρίως από τη θερμοκρασία αέρα.

Για 2,65kWh ΜΗΚ και χρήση εξοχική κατοικίας 600 - 700Wp θα ήταν αρκετά (με ρυθμιστή MPPT). Αν πρόκειται για μόνιμη κατοικία θα έβαζα 1kWp τουλάχιστον.

 

- Θα πρότεινα inverter-charger για να υπάρχει δυνατότητα υποβοήθησης και φόρτισης των συσσωρευτών από γεννήτρια για την περίπτωση υπερκατανάλωσης ή / και παρατεταμένης συννεφιάς.

- Είναι πολύ σημαντικό να ενημερώσεις τον ιδιοκτήτη αναλυτικά για την αναμενόμενη απόδοση και τους περιορισμούς / όρια που θα έχει το σύστημα.

- Μην ξεχάσεις να συμπεριλάβεις έναν μετρητή kWh. Θα δώσει πολλές απαντήσεις και θα προλάβει παρεξηγήσεις.

[Didonis]

Έχεις σκεφτεί να κάνεις συνδυασμό τα φωτοβολταικά σου και με ανεμογεννήτριες κατακόρυφου άξονα?

 

 

Όταν θα έχεις τα σύννεφα αλλά και τη νύχτα ο άνεμος δεν σταματά (ισα ισα μερικές φορές δυναμώνει).

 

Τμήμα του κόστους για τις μπαταριές πάει σε αυτό.

Δεν θα χρειαστείς την (σχετικά) σύντομη αλλαγή από μπαταριές.

Υπάρχουν και σε μικρό μέγεθος και δεν έχουν τον κίνδυνο να απογειωθεί η προπέλα όπως στις κλασικές.

[genesis]

Μία μικρή ανεμογεννήτρια θα ήταν ενδεχομένως μία καλή προσθήκη αν το σημείο διαθέτει καλό αιολικό δυναμικό και το σύστημα χρησιμοποιείται όλο τον χρόνο (π.χ. μόνιμη κατοικία).

Επίσης, μία Α/Γ κάθετου άξονα θα ήταν καλύτερη επιλογή αν στο σημείο εγκατάστασης έχουμε πολλούς στροβιλισμούς που προκαλούνται από παρακείμενα κτίρια, δέντρα, κλπ. Σε κάθε άλλη περίπτωση μία κλασική Α/Γ οριζόντιου άξονα θα είναι αποδοτικότερη, ελαφρύτερη και μάλλον αρκετά φθηνότερη για το σύνολο της εγκατάστασής της.

Η ύπαρξη ανεμογεννήτριας δεν επηρεάζει την χωρητικότητα των συσσωρευτών γιατί, συνήθως, η απόδοσή της είναι πολύ πιο ασταθής και απρόβλεπτη σε σχέση με τα Φ/Β. Ακριβώς λόγω αυτής της αστάθειας θα λέγαμε ότι μάλλον θέλουμε μεγαλύτερη χωρητικότητα προκειμένου να μπορούμε να αποθηκεύουμε την ενέργεια που θα παράγεται τα μικρά χρονικά διαστήματα με δυνατό άνεμο ώστε να μπορούμε να τα εκμεταλλευθούμε αργότερα.

Η ύπαρξη ανεμογεννήτριας δεν ακυρώνει την ανάγκη για ύπαρξη εφεδρικής γεννήτριας. 

[LeftLane]

Oχι παιδια, δεν ειμαι και πολυ θετικος στις ανεμογεννητριες γενικως, υβριδικο ή συστημα ανεμογεννητριων μόνο. Ανεβαζουν πολυ το κόστος και δεν μπορεις να υπολογισεις ουτε κατα προσεγγιση την αποδιδομενη ενεργεια. Οχι , δεν τις θελω...

 

Οσο αφορα το θεμα με τις μπαταριες, αυτο ειναι που με "καιει" περισσοτερο...Εχω καταληξει σε μπαταριες οπου θα εχω 50% DOD ,κλειστου τυπου σιγουρα και απο πλευρας ποιοτητας/τιμης εχω καταληξει σε αυτη.

Η αυτονομια που θελω, επαναλαμβανω οτι ειναι 1 ημερα (=συννεφιας) και καταληγω με τον υπολογισμο σε 633Αh στα 24v, δηλαδη θελω κανονικα 8 τμχ απο τις παραπανω (12v--->1200Αh). Η βασικη μου ερωτηση ειναι εαν οι συντελεστες που συμπεριλαμβανω στον υπολογοσμο ειναι ρεαλιστικοι....

 

Η χρηση της κατοικιας ειναι ΜΟΝΟ καλοκαιρινη

 

επισυναπτω τον τυπο υπολογισμου

 

 

[genesis]

Ο υπολογισμός είναι σωστός απλά εκτιμώ ότι οι συντελεστές είναι λίγο υπερβολικοί. Ίσως γιατί έχουν καθοριστεί με την λογική της χρήσης καθ' όλη την διάρκεια του έτους.

Στην πράξη και εφόσον πρόκειται για καλοκαιρινή χρήση κυρίως, θα μπορούσες να επιλέξεις μικρότερη χωρητικότητα.

Γιατί όμως "κλειστού τύπου σίγουρα"?

[LeftLane]

Λοιπον συναδελφοι, τελικα μετα απο ψαξιμο κατεληξα οτι ο συντελεστης n που αναφερω παραπανω ειναι n=1 για 2 ημερες συννεφιας, δλδ n=0 για 1 ημερα συννεφιας. Genesis θα συμφωνησω εν μερει για τους συντελεστες, ειναι λιγο παραπανω απο οτι πρεπει ισως γι'αυτο τους προσαρμοσα συμφωνα με τα στοιχεια των υλικων που επιλεγω. Μπαταριες κλειστου τυπου θελω για να μην χρειαζονται συχνη συντηρηση, δεν νομιζω οτι υπερτερουν σημαντικα οι ανοιχτου τυπου εαν συμπεριλαβεις κοστος κτησης, αποδοση, συντηρτηση, διαρκεια ζωης κτλ. Εαν εχεις συγκριτικα στοιχεια μπαταριων (ανοικτου vs κλειστου τυπου) πολυ ευχαρίστως να το συζητήσουμε 

Edited Ιούνιος 2 , 2015 by LeftLane

[genesis]

Οι μπαταρίες κλειστού τύπου (AGM/VRLA) είναι κατά κανόνα 20 - 30% ακριβότερες σε σύγκριση με μπαταρίες ανοιχτού τύπου που έχουν περίπου την ίδια αντοχή σε κύκλους βαθιάς εκφόρτισης.

Το σημαντικότερο όμως είναι ότι οι μπαταρίες ανοιχτού τύπου επιδέχονται εξισωτική φόρτιση (ή φόρτιση εξισορρόπησης) η οποία είναι η μοναδική διαδικασία που δίνει την δυνατότητα να εξισωθούν προληπτικά οι διαφορές στο επίπεδο φόρτισης ανάμεσα στα στοιχεία.

Στις μπαταρίες κλειστού τύπου δεν μπορούμε να κάνουμε εξισωτική φόρτιση και αυτό είναι μειονέκτημα για την διάρκεια ζωής τους.

 

Οι μπαταρίες ανοιχτού τύπου όμως απαιτούν έλεγχο/πλήρωση με απιονισμένο νερό 2 - 3 φορές τον χρόνο, χώρο εγκατάστασης με φυσικό εξαερισμό και εξισωτική φόρτιση περιοδικά (κάθε 2 ως 6 μήνες ανάλογα την χρήση). Η αναμενόμενη διάρκεια ζωής είναι μεγαλύτερη από τις αντίστοιχες κλειστού τύπου.