Υπόδειγμα μελέτης αυτόνομου Φ/Β

[mr - duff]

ξεκιναω μια προσπαθεια για ενα υποδειγμα μελετης για ενα αυτονομο φ/β

οποια διορθωση για να συμπληρωθει ευπροσδεκτη

 

 

ΕΙΔΟΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ

Pk(kw)

ΧΡΟΝΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Τα(h)

ΗΜΕΡΗΣΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ Εκ(κwh/ημερα)

Ηλεκτρική καφετιέρα 1.2*3h=3.6

Στεγνωτήριο ρούχων 2.5*1h=2.5

Πλυντήριο πιάτων    2.5*1h=2.5

Πιστολάκι μαλλιών 2*0.3h=0.6

Ηλεκτρικό σίδερο 1.8*0.3h=0.54

Φούρνος μικροκυμάτων 1.1*0.3h=0.33

Ηλεκτρονικός υπολογιστής 0.2*5h=1

Στερεοφωνικό 0.4*5h=2

Τοστιέρα 1.4*1h=1.4

Ηλεκτρική σκούπα 1.8*1h=1.8

14.9kw    16.27kwh/day  ταυτοχρονα φορτια 5 KW

 

 

Γωνία κλίσης φ/β

Από τον αλγόριθμο

• Ββελτ=0.764*φ+2.14=0.764*41+2.14=33,464˚ = 33 ˚

                _{Φ  γεωγραφικό πλάτος του τόπου εγκατάστασης}

• ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

ISXYS AIXMHS φβ συστοιχίας

P_pΣ== =13.46 ΚW_P

Hm=Εκ=75.4(kWh/m²)

PSTC=1 KW/m² (ισχύς προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στις πρότυπες συνθήκες έλεγχου  S.T.C)

m=1.2   (συντελεστής περιθωρίου ενεργειακών καταναλώσεων)

Ν=31 ημέρες

n=4 αριθμός ημερών αυτονομία

EΗΑ=75.4/31(kWh/m²)=2.4322 (kWh/m² day ) ημερησία ενεργεία προσπίπτουσας ακτινοβολίας

 

Εκ =Ημερησία ηλεκτρική ενεργεία κατανάλωσης ( kwh/day)

Σμ=συντελεστης απωλειών μεταφοράς ενεργείας της εγκαταστασης=0.92

σΑΣ  = 0.77σθ=0.77*0.968=0.74536

σθ=1-[(ΤΑ+30)-25}*0.004=0.9

 

       dec            ed   em     hd    hm                       0.6 18.5 2.42 75.4

E_d: Average daily electricity production from the given system (kWh)
E_m: Average monthly electricity production from the given system (kWh)
H_d: Average daily sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m²)
H_m: Average sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m²)

 

 

 

 

Προσδιορισμός του αντιστροφέα

Οι αντιστροφείς (inverter) που χρησιμοποιούνται σε αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι διατάξεις ηλεκτρονικών ισχύος, ελεγχόμενες με τέτοιο τρόπο, ώστε να παράγουν στην έξοδό τους σταθερή ηλεκτρική τάση με μέτρο 230 V και συχνότητα 50 Hz. Αυτή την τάση τη δημιουργούν από τη συνεχή τάση των μπαταριών στην είσοδό τους.

Αντίθετα, οι αντιστροφείς, που χρησιμοποιούνται σε διασυνδεδεμένα με το δίκτυο φωτοβολταϊκά συστήματα, ελέγχονται έτσι, ώστε να εγχέουν σε αυτό ένα συγκεκριμένο

ηλεκτρικό ρεύμα. Επομένως, επειδή πρόκειται για δύο τελείως διαφορετικούς τρόπους λει-

τουργίας, δεν δύναται να χρησιμοποιηθούν οι συνήθεις αντιστροφείς των διασυνδεδεμένων

συστημάτων σε αυτόνομα συστήματα. Λόγω της μεγαλύτερης πολυπλοκότητάς τους, οι αντι-

στροφείς των αυτόνομων συστημάτων είναι αρκετά πιο ακριβοί από τους άλλους.

Οι αντιστροφείς των αυτόνομων φωτοβολταϊκών συστημάτων μπορούν να λειτουργήσουν

και ως φορτιστές των μπαταριών με πηγή ένα βοηθητικό ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος ή τα φω-

τοβολταϊκά.

 

 

 

Ονομαστικη χωρητικοτητα ηλεκτρικου συσσωρευτη

C=(n+b)*m*EK/σγβ*σεκ*βεκ*VB=4656 Ah

Ημερησία ηλεκτρική ενεργεία κατανάλωσης

Εκ= Pλ* Τα=30*12=360 wh/day=0.36 kwh/day

Εκ =Ημερησία ηλεκτρική ενεργεία κατανάλωσης ( kwh/day)

Vb=60 V  ονομαστικη ταση ηλεκτρικου συσσωρευτη

m=1.2   (συντελεστής περιθωρίου ενεργειακών καταναλώσεων)

b=1

n=4

σεκ = 0.91 συντελεστης απολειων  μεταφορας ενεργειας στο κυκλωμα εκφορτισης

βεκ = 0.6 βαθος εκφορτισης για 4 ημερες

σγβ = 0.8 συντελεστης γηρανσης συσσωρευτη

n=4 αριθμός ημερών αυτονομία

επισης το συστημα θα ολοκληρωθει με

ΠΑΝΕΛ

http://www.solar-systems.gr/SPECIFICATIONS-POLY.htm

260Wp*60πανελ=15600wp
Voc=Vocstc(1+bvoc(θc-θstc)

Νσ=VmaX/Voc=3 πλαισια σε σειρα

και 20 αριθμος παρραλληλων κλαδων

INVERTER SUNNY ISLAND 5048

 

 

ξεκιναω μια προσπαθεια για ενα υποδειγμα μελετης για ενα αυτονομο φ/β

οποια διορθωση για να συμπληρωθει ευπροσδεκτη

Edited Οκτώβριος 29 , 2013 by miltos

[mr - duff]

ειναι καθαρα θεωρητικη προσεγγιση , απλα ελεγα να κανουμε ενα υποδειγμα κανεις δεν εχει κατι να συμπληρωσει η να προσθεσει κατι η εστω να διορθωσει ?

[genesis]

Κάποιες γρήγορες παρατηρήσεις...

- Τα φορτία και η εκτίμηση κατανάλωσης είναι ΟΚ αν και λείπει το ψυγείο, ο φωτισμός και η TV.

- Η ισχύς των Φ/Β και η χωρητικότητα των μπαταριών είναι υπερβολική για μέση ημ. κατανάλωση ~17kWh. Μάλλον υπολογίζονται για τις χειρότερες συνθήκες του έτους αλλά αυτό είναι λάθος αφού εκεί θα πρέπει να μπαίνει στον υπολογισμό και η γεννήτρια (Η/Ζ) που θα πρέπει να υπάρχει ως εφεδρεία. Με αυτή την διαστασιολόγηση το κόστος του συστήματος θα εκτοξευθεί (κυρίως λόγω των μπαταριών).

- Η τάση μπαταριών για τον SI5048 είναι 48V και όχι 60.

- Υποθέτω ότι υπολογίζεις ρυθμιστή φόρτισης MPPT (?) και όχι inverter Φ/Β αφού συνδέονται εν σειρά ανά 3.

[mr - duff]

ΕΙΔΟΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ

Pk(kw)

ΧΡΟΝΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Τα(h)

ΗΜΕΡΗΣΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ Εκ(κwh/ημερα)

Ηλεκτρική καφετιέρα 1.2*3h=3.6

Στεγνωτήριο ρούχων 2.5*1h=2.5

Πλυντήριο πιάτων    2.5*1h=2.5

Πιστολάκι μαλλιών 2*0.3h=0.6

Ηλεκτρικό σίδερο 1.8*0.3h=0.54

Φούρνος μικροκυμάτων 1.1*0.3h=0.33

Ηλεκτρονικός υπολογιστής 0.2*5h=1

Στερεοφωνικό 0.4*5h=2

Τοστιέρα 1.4*1h=1.4

Ηλεκτρική σκούπα 1.8*1h=1.8

ψυγειο 0.4*24=9.6 kwh

φωτισμος (εσωτερικος,εξωτερικος)=2kwh

 

17.5 kw    18.13 kwh/day   ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ ΦΟΡΤΙΑ 8kw

• Γωνία κλίσης φ/β

Από τον αλγόριθμο

• Ββελτ=0.764*φ+2.14=0.764*41+2.14=33,464˚ = 33 ˚

                _{Φ  γεωγραφικό πλάτος του τόπου εγκατάστασης}

• ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ
• ISXYS AIXMHS φβ συστοιχίας

P_pΣ =11.758 ΚW_P

Hm=Εκ=75.4(kWh/m²)

PSTC=1 KW/m² (ισχύς προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στις πρότυπες συνθήκες έλεγχου  S.T.C)

m=1.2   (συντελεστής περιθωρίου ενεργειακών καταναλώσεων)

Ν=31 ημέρες

n=1 αριθμός ημερών αυτονομία

EΗΑ=75.4/31(kWh/m²)=2.4322 (kWh/m² day ) ημερησία ενεργεία προσπίπτουσας ακτινοβολίας

 

Εκ =Ημερησία ηλεκτρική ενεργεία κατανάλωσης ( kwh/day)

 

Σμ=συντελεστης απωλειών μεταφοράς ενεργείας της εγκαταστασης=0.92

σΑΣ  = 0.77σθ=0.77*0.968=0.7453 σθ=1-[(ΤΑ+30)-25}*0.004=0.9

 

dec            ed   em     hd    hm                       0.6 18.5 2.42 75.4

E_d: Average daily electricity production from the given system (kWh)
E_m: Average monthly electricity production from the given system (kWh)
H_d: Average daily sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m²)
H_m: Average sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m²)

• Ονομαστικη χωρητικοτητα ηλεκτρικου συσσωρευτη

C=(n*EK/σγβ*σεκ*βεκ*VB=1.297 Ah

Ημερησία ηλεκτρική ενεργεία κατανάλωσης

Εκ =Ημερησία ηλεκτρική ενεργεία κατανάλωσης ( kwh/day)

Vb=48 V  ονομαστικη ταση ηλεκτρικου συσσωρευτη

m=1.2   (συντελεστής περιθωρίου ενεργειακών καταναλώσεων)

b=1

n=4

σεκ = 0.91 συντελεστης απολειων  μεταφορας ενεργειας στο κυκλωμα εκφορτισης

βεκ = 0.6 βαθος εκφορτισης για 4 ημερες

σγβ = 0.8 συντελεστης γηρανσης συσσωρευτη

n=1 αριθμός ημερών αυτονομία

 

• για τις μπαταριες επιλεγεται 230ah 12V

η συστοιχια των συσσωρευτων θα περιλαμβανει 4 παραλληλους κλαδους και 4 συσσωρευτες σε σειρα ανα κλαδο (4*12V=48)

Για την μεγιαστη ταση φ/β συστοιχιας πρεπει να ισχυει VΜΣ>1.2Vβ(ονομαστικη ταση συσσωρευτη 48V)  V_ΜΣ>57.6V

• επισης το συστημα θα ολοκληρωθει με
• ΠΑΝΕΛ
• http://www.solar-systems.gr/SPECIFICATIONS-POLY.htm

240Wp*48πανελ=11.5kw
Voc=Vocstc(1+bvoc(θc-θstc)

Νσ=VmaX/Voc=3 πλαισια σε σειρα

και 16 αριθμος παρραλληλων κλαδων

• 8.03Α μέγιστη ένταση ρεύματος φωτοβολταϊκού πλαισίου
•  16 ο αριθμός των παράλληλων κλάδων της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης.
•  

Άρα, το μέγιστο ρεύμα εισόδου του ρυθμιστή φόρτισης είναι   1.5*ΙΜΣ     (ΜΕΓΙΣΤΟ ΡΕΥΜΑ ΕΙΣΟΔΟΥ ΣΤΟΝ ΕΛΕΓΚΤΗ ) = 192.7 Α

Το ρεύμα εξόδου του ελεγκτή φόρτισης πρέπει να μπορεί να δώσει το μέγιστο ρεύμα στα φορτία κατανάλωσης που λειτουργούν ταυτόχρονα. Θεωρούμε ότι η μέγιστη απαιτούμενη ηλεκτρική ισχύς για την ταυτόχρονη

λειτουργία συσκευών είναι P=8kw

. Η τάση κατανάλωσης είναι  Vk= 230V   ρευμα εξοδου P/Vk= 8000/230=34.7 Α

• ΕΠΙΛΕΓΕΤΑΙ ενδεικτικα

http://www.eshops.gr/index.php?act=viewProd&productId=11066

Ρυθμιστής φόρτισης 12/24/48V 40A

 επιλέγουμε 2 μετατροπείς  Sunny Island 5048

η/ζ εφεδρική Perkins GNRP23 γεννήτρια  16  kw

 

ευχαριστω τον genesis για τις υποδειξεις  που οδηγησαν στην βελτιωση και διορθωση λαθων

Edited Οκτώβριος 31 , 2013 by mr - duff