Forhold mellom solcellepanel og akkumulator: Størrelse PV og batterier høyre

Hva forholdet mellom solcellepanel og akkumulator faktisk betyr

I de fleste små off-grid og backup-systemer refererer "solpanel til akkumulator-forhold" til forholdet mellom: (1) PV array effekt (watt) og (2) batteribankkapasitet , typisk i Ah ved en systemspenning (12V/24V/48V). Forholdet er viktig fordi det setter din realistiske ladehastighet og hvor ofte akkumulatoren når full lading.

To måter å uttrykke forholdet på (bruk den som er tydeligere)

• W per Ah ved en gitt systemspenning (vanlig for 12V/24V RV og små hytter).
• Charge rate (C-rate) : ladestrøm dividert med batteri Ah (mer "elektroteknisk korrekt").

Rask bro mellom dem (omtrentlig): PV ladestrøm inn i en 12V bank er omtrent PV watt ÷ 14V (ladespenning). Eksempel: 280W av PV inn i en 12V bank er ca 20A (280 ÷ 14 ≈ 20). På en 200 Ah akkumulator, det vil si en 0,10C ladehastighet (20 ÷ 200 = 0,10).

Anbefalte forhold etter batterikjemi og bruksområde

Det "riktige" forholdet mellom solcellepanel og akkumulator handler for det meste om å unngå to feilmoduser: for lite PV (kronisk underbelastning) og for mye PV (unødvendige kostnader eller kontrollergrenser). Kjemi endrer hvor følsom du er for underlading og hvor raskt akkumulatoren kan akseptere energi.

Merknader som forhindrer dårlige størrelsesavgjørelser: Bly-syreakkumulatorer foretrekker sterkt å nå full ladning (inkludert absorpsjonstid). Hvis PV er underdimensjonert, lever de ofte i delvis ladningstilstand, noe som akselererer sulfatering og kapasitetstap. LiFePO4 er generelt mer tolerant for delvis lading, men du vil kanskje fortsatt ha et høyere forhold for å komme seg raskt etter mye bruk.

En trinn-for-trinn-metode som får forholdet til å "falle ut" riktig

Et forhold alene kan villede hvis du ikke knytter det til daglig energibruk og sollys. Bruk denne arbeidsflyten til å dimensjonere PV og akkumulatorkapasitet logisk, og bekreft deretter at forholdet lander i et sunt område.

Trinn 1: Beregn daglig energi (Wh/dag)

Legg sammen belastninger: watt × timer per dag. Eksempel: et gjennomsnitt på 60W kjøleskap for 10 timer tilsvarende driftstid er 600Wh/dag. Hvis du har en omformer, ta med en realistisk systemeffektivitetsfaktor senere (typisk generelt kan være 0,70–0,85 avhengig av kabling, kontroller, omformer og temperatur).

Trinn 2: Dimensjoner akkumulatoren for autonomi (kWh)

Velg autonomi (dager) og tillatt utladningsdybde (DoD). Brukbar batterienergi (Wh) ≈ daglig Wh × autonomi dager. Total nominell batterienergi (Wh) ≈ brukbar Wh ÷ DoD. Typisk planlegging DoD: Blysyre 0,50 , LiFePO4 0,80 (konservativ, forbedrer levetiden).

Trinn 3: Størrelse PV fra soltimer (og tap)

PV-watt ≈ daglig Wh ÷ (høyeste soltimer × systemeffektivitet). Eksempel: hvis daglig bruk er 1 000 Wh, topp soltimer er 4, og effektiviteten er 0,75, PV ≈ 1 000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W . Rund opp til neste praktiske matrisestørrelse (f.eks. 400W).

Trinn 4: Konverter til forholdet mellom solcellepanel og akkumulator og sjekk fornuften

Batteri Ah ≈ nominelt batteri Wh ÷ systemspenning. Da forhold = PV watt ÷ batteri Ah. Hvis forholdet er under det anbefalte området for kjemien din, øk PV (eller reduser akkumulatorstørrelsen) til systemet kan nå full lading på en pålitelig måte.

Praktisk dimensjoneringstabell: vanlige akkumulatorstørrelser til PV-watt

Tabellen nedenfor gjør forholdsveiledningen til tall som er klare til bruk. Velg raden som samsvarer med din bank og kjemi. For 24V-banker representerer den samme Ah-vurderingen dobbelt så mye energi kontra 12V, så PV-behovet er vanligvis høyere for å oppnå tilsvarende ladetid.

Hvis sollyset ditt er inkonsekvent (vinter, skyggelegging, kysttåke), strekk oppover innenfor rekkevidden. Hvis akkumulatoren din er bly-syre og du regelmessig slutter å lade tidlig, kan du skrå oppover igjen; den ekstra PV hjelper deg å fullføre absorpsjonen når forholdene tillater det.

Arbeidseksempler med reelle tall

Eksemplene nedenfor viser hvordan forholdet mellom solcellepanel og akkumulator endres med mål (autonomi kontra ladehastighet) og kjemi.

Eksempel A: 1000Wh/dag hytte, 2 dagers autonomi, bly-syre

1. Daglig energi: 1000Wh/dag .
2. Brukbar energi i 2 dager: 1000 × 2 = 2000Wh .
3. Nominell akkumulatorenergi (50 % DoD): 2000 ÷ 0,50 = 4000Wh .
4. Ved 12V, batteri Ah ≈ 4000 ÷ 12 ≈ 333 Ah (rundt til 300–400 Ah).
5. PV for 4 høye soltimer, 0,75 effektivitet: 1000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W (rund til 400–600W for bly-syre helse).

Forholdskontroll (ved bruk av 400Ah bank og 600W PV): 600 ÷ 400 = 1,5 W/Ah . Dette er den nederste delen av daglig syklingsveiledning for blysyre; det vil fungere best med god sol og forsiktig lasthåndtering. Hvis overskyet dager er vanlig, stepping til 800–1000 W forbedrer restitusjonen vesentlig.

Eksempel B: Bobil med 12V 200Ah LiFePO4, som ønsker rask restitusjon

1. Batteribank: 12V 200Ah (nominell energi ≈ 2.400Wh).
2. Brukbar ved 80 % DoD ≈ 1.920Wh .
3. Velg PV ved 3,5 W/Ah for rask gjenoppretting: 200 × 3,5 = 700W .

Med ~700W og 4 toppsoltimer ved 0,75 effektivitet, kan daglig energiinnsamling være omtrent 700 × 4 × 0,75 ≈ 2.100Wh/dag . Det er nok til å erstatte en tung dag med bruk og fortsatt toppe, som er nøyaktig hva "rask restitusjon" betyr i praksis.

Vanlige begrensninger som kan overstyre forholdet

Selv om forholdet mellom solcellepanel og akkumulator er "perfekt", kan maskinvaregrenser tvinge deg til å justere PV-størrelse, systemspenning eller ladekontrollervalg.

Ladekontrollerens strømgrense (den vanligste flaskehalsen)

Kontrollerens utgangsstrøm må håndtere toppladestrøm. Omtrent: maks ladestrøm ≈ PV watt ÷ batteriladespenning. Eksempel: 1000W inn i en 12V-bank kan innebære ~1000 ÷ 14 ≈ 71A . Hvis du har en 60A-kontroller, trenger du enten en større kontroller, flere kontrollere eller en høyere systemspenning.

Inverterstørrelsen angir ikke PV-størrelsen, men den angir akkumulatorspenningen

En stor omformer kan trekke høye strømmer fra en liten akkumulator, noe som forårsaker spenningsfall og redusert brukbar kapasitet. Hvis toppbelastningene dine er høye (mikrobølgeovn, vannkoker, verktøy), kan det hende du trenger enten mer batterikapasitet, høyere systemspenning (24V/48V), eller begge deler. Deretter bør PV-arrayet ses på nytt slik at forholdet forblir sunt for opplading.

Vær og sesongbaserte soltimer (forholdet ditt må overleve den verste måneden)

Et forhold som fungerer om sommeren kan svikte om vinteren hvis de høyeste soltidene synker betydelig. Hvis du trenger pålitelighet året rundt, størrelse PV fra den laveste solsesongen og behandle forholdet som minimum, ikke gjennomsnitt.

Tegn på at forholdet ditt er feil og hvordan du kan korrigere det

Den beste verifiseringen er driftsdata: ladningstrender, tid til full, og hvor ofte akkumulatoren når absorpsjon/float (eller litiumekvivalent fulllading).

For lite PV for akkumulatoren

• Blysyre når sjelden full ladning; spenningen svever under absorpsjonsmålene.
• Du ser flere dagers nedadgående drift i ladetilstand selv med "normalt" solskinn.
• Generator (eller landstrøm) blir en hyppig krykke.

Fiks: Øk PV-watt, reduser daglige belastninger eller reduser akkumulatorstørrelsen for å bringe forholdet tilbake til området. For blysyre, prioriter å nå full ladning regelmessig; det betyr ofte å flytte fra ~1,0 W/Ah mot 2,0–3,0 W/Ah (12V basis).

For mye PV for kontrolleren eller ledninger (eller budsjett)

• Ladekontrolleren klipper utgangen med nominell strøm i lange perioder.
• Du kan ikke trygt håndtere strømmen med eksisterende kabelstørrelser og sikring.

Fix: flytt til en høyere systemspenning (24V/48V), bruk en større kontroller, eller del arrayet på flere kontrollere. "For mye PV" er vanligvis et problem med maskinvarestørrelse snarere enn et elektrisk problem for selve akkumulatoren.