Μικρό αυτόνομο με ψυγείο - φωτισμό

[saloniker]

Καλησπέρα σε όλους τους φίλους. Χρειάζομαι την άποψή σας πιο πολύ για να δω πώς πρέπει να σκέφτομαι σωστά σε ανάλογες περιπτώσεις και όχι μόνο για την παρακάτω. Με αυτόνομα

δεν είχε τύχει να ασχοληθώ και δεν έχω σχετική - πρακτική - εμπειρία.

 

Σκέφτομαι να προτείνω ένα αυτόνομο σύστημα σε έναν φίλο στην Βόρεια Ελλάδα.  Θα το χρησιμοποιεί για 2 μέρες (Σαββατοκύριακο) ανά 20 ημέρες περίπου και αυτό θα ισχύει για όλο το χρόνο (χειμώνα - καλοκαίρι).  Αρχικά (σκέφτεται να προσθέσει μελλοντικά και κάποια άλλα φορτία π.χ laptop, φορτιστή για κινητό) το σύστημα θα αποτελείται:

 

1) Από έναν ψυγειοκαταψύκτη  (Ψυγείο κάτω κατάψυξης περίπου 320 lt) του πρότεινα να αγοράσει Α++

2) 3 λάμπες που θα ανάβουν μία ώρα το πρωί και 2-3 το απόγευμα. Του πρότεινα να χρησιμοποιήσει LED λαμπτήρες - 6 Watt/λαμπτήρα.

 

Έκανα την προσομοίωση του συστήματος στο PV SYST έχοντας θέσει ως input

 

1) 1 kWh/ημέρα κατανάλωση για το ψυγείο

2) 54 Wh για τις 3 λάμπες

3) 2 μέρες αυτονομίας, 0% LOL,

4) κλίση 20 μοίρες roof-mounted,

5) 5% απώλειες λόγω σκόνης και περίπου 0,5% πτώση τάσης

 

και μου προτείνει 195 Ah για συνδεσμολογία 12 Volt και συσσωρευτή 97 Ah για σε συνδεσμολογία 24 Volt ( καταλαβαίνω 2 συσσωρευτές των 97 Ah). Μου φαίνεται ή το PVSYST δεν λαμβάνει υπόψη του το γεγονός ότι πρέπει να υπερδιαστασιολογήσουμε κατά κάποια ποσοστό την χωρητικότητα για να μην έχουμε συνεχώς βαθιά εκφόρτιση? 

 

Για το πλαίσιο προτείνει 200 Wp οπότε σκέφτομαι αρχικά να του προτείνω:

 

1) 1 φΒ πλαίσιο poly 250Wp ή δύο 150 Watt με

Vmpp 18,45 Impp 8,14 Voc 22,39 Isc 8,59

 

2) 1 αντιστροφέα 800VA 12V ή 24V

3) 1 ρυθμιστή φόρτισης 12/24V με MPP Τracker, μέγιστο ρεύμα φόρτισης 30A και Max.Voc 100V

4) 1 μπαταρία AGM Deep Cycle  VRLA 12V-220Ah | 500 Cycles 75% D.O.D αν πάμε σε 12 Volt ή δύο μπαταρίες 190Ah σε σειρά αν πάμε σε 24 Volt.

 

Ρυθμιστή φόρτισης έχω επιλέξει τον συγκεκριμένο προκειμένου να μπορεί να σηκώσει  και άλλα φ/β panels μελλοντικά.

 

Α) τι είναι καλύτερο να επιλέξω για τα φ/β πλαίσια ανάμεσα στις δύο περιπτώσεις? Επειδή ο charge controller είναι MPPΤ είναι ουσιαστικά αδιάφορο?

 

Β) σχετικά με τους συσσωρευτές τι χωρητικότητα θα προτείνατε? Συνδεσμολογία 12 ή 24 Volt? Διάβασα κάπου στο forum ότι κάτω από 3kW προτιμάται συνδεσμολογία 12 Volt

και κάπου αλλού ότι αν υπάρχει ψυγείο στο σύστημα προτιμούνται τα 24 Volt.

 

Mήπως είναι καλύτερο να του προτείνω να πάρει από τώρα 2 μπαταρίες των 12 Volt/220Αh (αν και το κόστος είναι μεγαλύτερο)?

Σκεφτόμουν ότι αν πάει με έναν συσσωρευτή 12 Volt/220 Αh τον περιορίζω γιατί αν προσθέσει και άλλον συσσωρευτή στο μέλλον (ιδίων χαρακτηριστικών) o αρχικός

θα διαφέρει από τον νέο λόγω γήρανσης.

 

Πώς θα σκεφτόσασταν?

 

Υπάρχει γενικά κάποιο πρόγραμμα εμπορικό που να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την διαστασιολόγηση ολόκληρου του αυτόνομου συστήματος και την ενεργειακή προσομοίωση του?

Το pvsyst πιστεύω είναι αρκετά περιορισμένο στα stand alone συστήματα.

 

Σας ευχαριστώ εκ των προτέρων και με συγχωρείτε αν κάτι από τα παραπάνω δεν βγάζει νόημα.

 

Φιλικά Γιώργος

Edited Ιούνιος 21 , 2016 by saloniker

[genesis]

Εφόσον η χρήση θα είναι ίδια για όλο τον χρόνο και το ψυγείο θα παραμένει σε λειτουργία συνεχώς, αυτά που έχεις καταλήξει εκτιμώ ότι είναι ανεπαρκή.

Η μέση κατανάλωση θα φτάσει περίπου τις 2kWh / ημέρα τις ημέρες χρήσης μαζί με laptop / TV.

Ακόμη όμως και τις ημέρες απουσίας, με δεδομένο ότι το ψυγείο θα παραμένει ενεργό, δύσκολα θα πέφτει η κατανάλωση κάτω από την 1kWh / ημέρα.

 

Σε ότι αφορά στους συσσωρευτές έχω καταλήξει ότι η χρήσιμη χωρητικότητα των συσσωρευτών θα πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσια της ημερήσιας κατανάλωσης.

Θεωρώντας ότι δεν θέλουμε εκφόρτιση κάτω από 80% DoD και ότι η καθημερινή φόρτιση δεν ξεπερνά το 90% SoC, η χρήσιμη χωρητικότητα είναι περίπου το 70% της ονομαστικής.

Άρα αν λάβουμε υπόψη κατανάλωση 2kWh / ημέρα θα θέλαμε συσσωρευτές με συνολική ονομαστική χωρητικότητα της τάξης των 5,6kWh.

Για 24βολτη συστοιχία θα θέλαμε περίπου 230 - 240Ah (c20).

Οι 2 μπαταρίες των 12V / 220Ah που σκέφτεσαι να του προτείνεις είναι καλή επιλογή ως χωρητικότητα.

 

Το σύστημα έχει συνολικές απώλειες (μπαταρίες, inverter, καλωδιώσεις) που ξεπερνούν το 20% και με υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος μπορεί να φτάσουν ακόμη και το 30%.

Άρα, για να καταναλώνεις 2kWh / ημέρα πρέπει να παράγεις τουλάχιστον 2,6kWh από τα Φ/Β για να είναι επαρκής.

Για την καλοκαιρινή περίοδο και με ρυθμιστή φόρτισης τύπου MPPT χρειάζονται περίπου 450Wp για να παράγεις αυτήν την ποσότητα ενέργειας.

Αν υποθέσουμε ότι η χρήση θα ήταν από ~Απρίλιο μέχρι ~Οκτώβριο θα επαρκούσαν 2 Φ/Β πάνελ των 250Wp για να καλύψεις την κατανάλωση.

Όμως, κατά την διάρκεια του χειμώνα και ειδικά το διάστημα τέλη Νοέμβρη - τέλη Ιανουαρίου, η παραγωγή είναι πολύ μικρότερη και οι πολυήμερες συννεφιές δεδομένες.

Η μόνη αξιόπιστη λύση για αυτήν την περίοδο είναι η ύπαρξη εφεδρικής (μικρής ενδεχομένως) γεννήτριας σε συνδυασμό με inverter-charger και όχι "σκέτο" inverter για εύκολη και αξιόπιστη επαναφόρτιση των συσσωρευτών..

Διαφορετικά, θα πρέπει να διπλασιαστεί (τουλάχιστον) η ισχύς των Φ/Β για να υπάρχει σχετική κάλυψη της κατανάλωσης και χωρίς φυσικά να μπορεί να εγγυηθεί κανείς πλήρη κάλυψη.

 

Εφόσον θα έχεις ρυθμιστή τύπου MPPT προτείνω Φ/Β με 60 κυψέλες σε σειρά (Vmp ~30V) της τάξης των 250Wp και άνω καθώς είναι η συντριπτική πλειοψηφία των πανέλων που παράγονται και δεν θα έχεις πρόβλημα να βρεις παρόμοια στο μέλλον σε ενδεχόμενη επέκταση.

 

Η τάση του συστήματος μας συμφέρει να είναι υψηλή για τεχνικούς λόγους (μικρότερα ρεύματα, μικρότερες διατομές αγωγών, μικρότερες θερμοκρασίες και απώλειες, υψηλότερος βαθμός απόδοσης στον inverter, περισσότερη ισχύς Φ/Β στον ρυθμιστή φόρτισης), αλλά για πρακτικούς και οικονομικούς λόγους σε συστήματα μικρής ισχύος μένουμε συχνά στα 12V.

Νομίζω ότι στην περίπτωσή σου είναι προτιμότερα τα 24V μιας και υπάρχει προοπτική επέκτασης.

 

Για τις μπαταρίες (τεράστιο θέμα) θα πω απλά ότι οι ανοιχτού τύπου μπαταρίες είναι προτιμότερες από τις κλειστού τύπου και ας χρειάζονται φροντίδα, συντήρηση και χώρο με εξαερισμό.

 

Ένας σοβαρός, επώνυμος inverter, με Μ/Σ χαμηλής συχνότητας στην έξοδό του με ονομαστική ισχύ 800-1000VA, δεν θα έχει κανένα πρόβλημα να ξεκινήσει το ψυγείο που αναφέρεις.

 

Τέλος, όσο και αν φαίνεται δύσκολο, ο χρήστης του συστήματος θα πρέπει να λάβει γνώση σε έναν βαθμό για τον τρόπο λειτουργίας του συστήματος και τους περιορισμούς που θα έχει ανάλογα με το την εγκατεστημένη ισχύ / χωρητικότητα και σε συνδυασμό με τις εκάστοτε καιρικές συνθήκες.

Έτσι θα μάθει ευκολότερα να διαχειρίζεται την ενέργεια με ορθό τρόπο και θα αποφύγεις πολλές παρεξηγήσεις.

Για τον ίδιο λόγο μην ξεχάσεις να τοποθετήσεις έναν μετρητή kWh για να έχει ο χρήστης άμεση εποπτεία της κατανάλωσης.