คู่มือการคำนวณขนาดแผงโซลาร์เซลล์สำหรับแบตเตอรี่ Lifepo4 24V

ในขณะที่การตระหนักรู้ด้านสิ่งแวดล้อมเติบโตขึ้นและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีพลังงานทดแทน ระบบไฟฟ้านอกกริดกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นสำหรับการใช้งานทั้งสำหรับที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ หัวใจสำคัญของระบบเหล่านี้อยู่ที่การผสมผสานที่สำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) และแผงโซลาร์เซลล์ อย่างไรก็ตาม ยังคงมีคำถามสำคัญข้อหนึ่งอยู่: จำเป็นต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์จำนวนเท่าใดในการชาร์จแบตเตอรี่ 24V 200Ah LiFePO4 อย่างมีประสิทธิภาพ

ก่อนที่จะจัดการกับข้อกำหนดของแผงโซลาร์เซลล์ จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าเหตุใดแบตเตอรี่ LiFePO4 จึงกลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการใช้งานนอกเครือข่าย เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบดั้งเดิม เทคโนโลยี LiFePO4 มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ:

• อายุการใช้งานยาวนานขึ้น:โดยทั่วไปอายุการใช้งานของวงจรจะนานกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดประมาณ 3-5 เท่า
• ความหนาแน่นของพลังงานที่เหนือกว่า:ความจุในการจัดเก็บข้อมูลมากขึ้นในขนาดทางกายภาพที่เล็กลง
• น้ำหนักที่ลดลง:เบากว่าระบบกรดตะกั่วที่เทียบเท่ากันประมาณ 50-70%
• ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น:มีเสถียรภาพทางความร้อนมากขึ้นและอัตราการคายประจุเองลดลง
• ความอดทนต่ออุณหภูมิที่กว้างขึ้น:รักษาสมรรถนะในสภาพอากาศที่กว้างขึ้น
• ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม:ไม่มีโลหะหนักที่เป็นพิษ

แบตเตอรี่ LiFePO4 24V 200Ah เก็บพลังงานที่ใช้งานได้ 4.8kWh (24V × 200Ah = 4800Wh) ซึ่งเพียงพอต่อการจ่ายไฟให้กับแสงสว่าง เครื่องทำความเย็น เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก และเครื่องมือไฟฟ้าเป็นระยะเวลานาน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ชีวิตแบบไร้พลังงานหรือความต้องการพลังงานไฟฟ้าจากระยะไกล

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เป็นแกนหลักในการสร้างพลังงานของระบบนอกกริด โดยเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ผ่านปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ประสิทธิภาพของแผงขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญหลายประการ:

• การแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์:ความเข้มของแสงแดดโดยตรงส่งผลกระทบอย่างมากต่อเอาต์พุต
• ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ:ประสิทธิภาพจะลดลงเมื่ออุณหภูมิแผงเพิ่มขึ้น
• การแรเงา:แม้แต่การแรเงาบางส่วนก็สามารถลดการผลิตได้อย่างมาก
• ปฐมนิเทศ:มุมเอียงที่เหมาะสมที่สุดจะทำให้ได้รับแสงแดดมากที่สุด
• ประสิทธิภาพของแผง:โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 15-22% สำหรับโมดูลเชิงพาณิชย์

การกำหนดจำนวนแผงโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสมนั้นเกี่ยวข้องกับการพิจารณาที่สำคัญ 5 ประการ:

1. ความจุของแบตเตอรี่:ความจุ 24V × 200Ah = 4800Wh (4.8kWh)
2. การใช้พลังงานรายวัน:คำนวณวัตต์-ชั่วโมงรวมที่จำเป็นสำหรับโหลดที่เชื่อมต่อทั้งหมด
3. ข้อมูลจำเพาะของแผง:อัตราวัตต์และประสิทธิภาพการแปลง (โดยทั่วไป 15-20%)
4. ชั่วโมงที่มีแสงแดดสูงสุด:ความพร้อมของแสงแดดรายวันขึ้นอยู่กับสถานที่ (3-8 ชั่วโมง)
5. การสูญเสียระบบ:พิจารณาการสูญเสียพลังงาน 10-20% ระหว่างการชาร์จและการแปลง

จำนวนแผง = (ปริมาณการใช้รายวัน + การสูญเสียของระบบ) ÷ (กำลังไฟแผง × ชั่วโมงพระอาทิตย์สูงสุด × ประสิทธิภาพ)

สภาพโลกแห่งความเป็นจริงจำเป็นต้องมีความจุเพิ่มเติม:

• การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศสามารถลดผลผลิตได้ 30-50%
• ความแตกต่างของแสงแดดตามฤดูกาลส่งผลต่อการผลิต
• การเสื่อมสภาพของแผง (โดยทั่วไปจะสูญเสียประสิทธิภาพต่อปี 0.5-1%)
• ปัญหาการแรเงาหรือความสกปรกที่อาจเกิดขึ้น

ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมแนะนำให้ขยายแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ขึ้น 20-50% เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ ในตัวอย่างของเรา สิ่งนี้แนะนำให้ติดตั้งแผง 20-24 แผง แทนที่จะติดตั้ง 16 แผงที่คำนวณได้

โซลูชันนอกกริดที่สมบูรณ์ต้องการ:

1. ตัวควบคุมการชาร์จ:ตัวควบคุม MPPT เพิ่มการเก็บเกี่ยวพลังงานสูงสุด (ประสิทธิภาพ 93-97%) เมื่อเทียบกับทางเลือก PWM (ประสิทธิภาพ 70-85%)
2. การติดตั้งที่เหมาะสม:การวางแนวหันหน้าไปทางทิศใต้ (ซีกโลกเหนือ) ที่มุมเอียงที่เหมาะสมกับละติจูด
3. การซ่อมบำรุง:การทำความสะอาดเป็นประจำเพื่อรักษาประสิทธิภาพสูงสุด

การออกแบบระบบชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับแบตเตอรี่ LiFePO4 24V 200Ah จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์ความต้องการพลังงาน ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ และส่วนประกอบของระบบอย่างรอบคอบ แม้ว่าการคำนวณจะเป็นจุดเริ่มต้น แต่การนำไปปฏิบัติจริงยังต้องการความสามารถเพิ่มเติมเพื่อพิจารณาตัวแปรในโลกแห่งความเป็นจริง การให้คำปรึกษาอย่างมืออาชีพช่วยให้มั่นใจได้ว่าการออกแบบระบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพลังงานนอกโครงข่ายที่เชื่อถือได้