Solpanel til akkumulator-forhold: Størrelse PV og batterier højre

Hvad forholdet mellem solpanel og akkumulator faktisk betyder

I de fleste små off-grid og backup-systemer refererer "solpanel til akkumulator-forhold" til forholdet mellem: (1) PV array effekt (watt) og (2) batteribankkapacitet , typisk i Ah ved en systemspænding (12V/24V/48V). Forholdet betyder noget, fordi det sætter din realistiske opladningshastighed og hvor ofte akkumulatoren når fuld opladning.

To måder at udtrykke forholdet på (brug den der er tydeligst)

• W pr Ah ved en given systemspænding (fælles for 12V/24V RV og små kabiner).
• Opladningshastighed (C-rate) : ladestrøm divideret med batteri Ah (mere "el-teknisk korrekt").

Hurtig bro mellem dem (omtrentlig): PV-ladestrøm til en 12V-bank er omtrent PV-watt ÷ 14V (opladningsspænding). Eksempel: 280W af PV ind i en 12V bank er ca 20A (280 ÷ 14 ≈ 20). På en 200 Ah akkumulator, det er en 0,10°C opladningshastighed (20 ÷ 200 = 0,10).

Anbefalede forhold efter batterikemi og anvendelsestilfælde

Det "rigtige" forhold mellem solpanel og akkumulator handler for det meste om at undgå to fejltilstande: for lidt PV (kronisk underafgift) og for meget PV (unødvendige omkostninger eller controllergrænser). Kemi ændrer, hvor følsom du er over for underopladning, og hvor hurtigt akkumulatoren kan acceptere energi.

Bemærkninger, der forhindrer dårlige størrelsesbeslutninger: Blysyreakkumulatorer foretrækker stærkt at nå fuld opladning (inklusive absorptionstid). Hvis PV er underdimensioneret, lever de ofte i delvis opladning, hvilket accelererer sulfatering og kapacitetstab. LiFePO4 er generelt mere tolerant over for delvis opladning, men du vil måske stadig have et højere forhold for at komme sig hurtigt efter hård brug.

En trin-for-trin metode, der får forholdet til at "falde ud" korrekt

Et forhold alene kan vildlede, hvis du ikke binder det til dagligt energiforbrug og sollys. Brug denne arbejdsgang til logisk at dimensionere PV og akkumulatorkapacitet, og bekræft derefter, at forholdet lander i et sundt område.

Trin 1: Estimer daglig energi (Wh/dag)

Tilføj belastninger: watt × timer pr. dag. Eksempel: et 60W køleskab i gennemsnit for 10 timers ækvivalent driftstid er 600Wh/dag. Hvis du har en inverter, skal du inkludere en realistisk systemeffektivitetsfaktor senere (typisk samlet kan være 0,70-0,85 afhængig af ledninger, controller, inverter og temperatur).

Trin 2: Dimensjoner akkumulatoren for autonomi (kWh)

Vælg autonomi (dage) og tilladt udledningsdybde (DoD). Brugbar batterienergi (Wh) ≈ daglig Wh × autonomi dage. Samlet nominel batterienergi (Wh) ≈ anvendelig Wh ÷ DoD. Typisk planlægning DoD: Blysyre 0,50 , LiFePO4 0,80 (konservativ, forbedrer levetiden).

Trin 3: Størrelse PV fra soltimer (og tab)

PV watt ≈ dagligt Wh ÷ (peak sol timer × system effektivitet). Eksempel: hvis den daglige brug er 1.000 Wh, peak soltimer er 4, og effektiviteten er 0,75, PV ≈ 1.000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W . Rund op til den næste praktiske array-størrelse (f.eks. 400W).

Trin 4: Konverter til forholdet mellem solpanel og akkumulator, og tjek fornuften

Batteri Ah ≈ nominelt batteri Wh ÷ systemspænding. Så forhold = PV watt ÷ batteri Ah. Hvis forholdet er under det anbefalede område for din kemi, skal du øge PV (eller reducere akkumulatorstørrelsen), indtil systemet kan nå fuld opladning pålideligt.

Praktisk dimensioneringstabel: almindelige akkumulatorstørrelser til PV watt

Tabellen nedenfor gør forholdsvejledningen til brugsklare tal. Vælg den række, der matcher din bank og kemi. For 24V-banker repræsenterer den samme Ah-klassificering det dobbelte af energien i forhold til 12V, så PV-behovet er typisk højere for at opnå tilsvarende genopladningstid.

Hvis dit sollys er inkonsekvent (vinter, skygge, kystnær tåge), skal du vende opad inden for rækkevidden. Hvis din akkumulator er bly-syre, og du regelmæssigt stopper opladningen tidligt, skal du bias opad igen; den ekstra PV hjælper dig med at fuldføre absorptionen, når forholdene tillader det.

Bearbejdede eksempler med reelle tal

Eksemplerne nedenfor viser, hvordan forholdet mellem solpanel og akkumulator ændres med mål (autonomi vs genopladningshastighed) og kemi.

Eksempel A: 1.000Wh/dag kabine, 2 dages autonomi, bly-syre

1. Daglig energi: 1.000 Wh/dag .
2. Brugbar energi i 2 dage: 1.000 × 2 = 2.000Wh .
3. Nominel akkumulatorenergi (50 % DoD): 2.000 ÷ 0,50 = 4.000Wh .
4. Ved 12V, batteri Ah ≈ 4.000 ÷ 12 ≈ 333 Ah (rund til 300–400 Ah).
5. PV i 4 spidsbelastningstimer, 0,75 effektivitet: 1.000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W (rund til 400-600W for bly-syre sundhed).

Forholdskontrol (ved brug af 400Ah bank og 600W PV): 600 ÷ 400 = 1,5 W/Ah . Dette er den nederste del af den daglige cykelvejledning for blysyre; det vil fungere bedst med god sol og omhyggelig laststyring. Hvis overskyede dage er almindelige, træde til 800-1.000W forbedrer restitutionen væsentligt.

Eksempel B: RV med 12V 200Ah LiFePO4, der ønsker hurtig restitution

1. Batteribank: 12V 200Ah (nominel energi ≈ 2.400Wh).
2. Anvendelig ved 80 % DoD ≈ 1.920Wh .
3. Vælg PV ved 3,5 W/Ah for hurtig genopretning: 200 × 3,5 = 700W .

Med ~700W og 4 soltimer ved 0,75 effektivitet kan den daglige energihøst være omkring 700 × 4 × 0,75 ≈ 2.100Wh/dag . Det er nok til at erstatte en hård dag med brug og stadig toppe, hvilket er præcis, hvad "hurtig restitution" betyder i praksis.

Fælles begrænsninger, der kan tilsidesætte forholdet

Selvom forholdet mellem solpanel og akkumulator er "perfekt", kan hardwaregrænser tvinge dig til at justere PV-størrelse, systemspænding eller valg af ladecontroller.

Laderegulatorens strømgrænse (den mest almindelige flaskehals)

Controllerens udgangsstrøm skal klare spidsopladningsstrømmen. Groft sagt: max ladestrøm ≈ PV watt ÷ batteriladespænding. Eksempel: 1.000W ind i en 12V-bank kan betyde ~1.000 ÷ 14 ≈ 71A . Hvis du har en 60A controller, skal du enten have en større controller, flere controllere eller en højere systemspænding.

Inverterstørrelsen indstiller ikke PV-størrelsen, men den indstiller akkumulatorspændingen

En stor inverter kan trække høje strømme fra en lille akkumulator, hvilket forårsager spændingsfald og reduceret brugbar kapacitet. Hvis dine spidsbelastninger er høje (mikrobølgeovn, kedel, værktøj), har du muligvis brug for enten mere batterikapacitet, højere systemspænding (24V/48V) eller begge dele. Derefter bør PV-arrayet genbesøges, så forholdet forbliver sundt til genopladning.

Vejr og sæsonbestemte soltimer (dit forhold skal overleve den værste måned)

Et forhold, der fungerer om sommeren, kan svigte om vinteren, hvis soltimerne falder markant. Hvis du har brug for pålidelighed året rundt, skal du størrelse PV fra den laveste solsæson og behandle forholdet som minimum, ikke gennemsnit.

Tegn på, at dit forhold er forkert, og hvordan man retter det

Den bedste verifikation er driftsdata: ladningstilstandstendenser, tid til fuld, og hvor ofte akkumulatoren når absorption/float (eller den lithiumækvivalente fuldladningsadfærd).

For lidt PV til akkumulatoren

• Blysyre når sjældent fuld ladning; spændingen svæver under absorptionsmålene.
• Du ser flere dages nedadgående drift i ladetilstand selv med "normalt" solskin.
• Generator (eller landstrøm) bliver en hyppig krykke.

Fix: Øg PV-watt, reducer daglige belastninger, eller reducer akkumulatorstørrelsen for at bringe forholdet tilbage til området. For blysyre skal du prioritere at nå fuld opladning regelmæssigt; det betyder ofte at flytte fra ~1,0 W/Ah hen imod 2,0–3,0 W/Ah (12V basis).

For meget PV til controlleren eller ledninger (eller budget)

• Laderegulatoren klipper output ved sin nominelle strøm i lange perioder.
• Du kan ikke sikkert håndtere strømmen med eksisterende kabelstørrelser og sikringer.

Fix: Flyt til en højere systemspænding (24V/48V), brug en større controller, eller del arrayet på flere controllere. "For meget PV" er normalt et hardwaredimensioneringsproblem snarere end et elektrisk problem for selve akkumulatoren.