तुमच्या स्वतःच्या लहान ऑफ-ग्रिड सिस्टमसाठी योग्य कॉन्फिगरेशन कसे मोजायचे?

सार्वजनिक ग्रिडवरील अवलंबित्वातून मुक्त होण्यासाठी तुम्ही कधी डोंगरावरील केबिन, मासेमारी बोट किंवा आरव्हीमध्ये स्वतःची सौर ऊर्जा प्रणाली वापरण्याचा विचार केला आहे का?

खरं तर, हे फक्त अभियंते साध्य करू शकत नाहीत. जोपर्यंत तुम्ही काही प्रमुख पायऱ्या आणि सूत्रांमध्ये प्रभुत्व मिळवता, तोपर्यंत तुम्ही तुमच्या स्वतःच्या लहान ऑफ-ग्रिड फोटोव्होल्टेइक सिस्टमसाठी योग्य कॉन्फिगरेशनची गणना करू शकता.

ऑफ-ग्रिड सौर प्रणाली म्हणजे एक स्वतंत्र प्रणाली जी सार्वजनिक ग्रिडवर अवलंबून नाही, त्याऐवजी विजेच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी पूर्णपणे फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती आणि बॅटरी स्टोरेजवर अवलंबून असते. दुर्गम पर्वतीय प्रदेश, बेटे, खेडूत प्रदेश, आरव्ही, मासेमारी नौका आणि अस्थिर ग्रिड पॉवर असलेल्या इतर ठिकाणी वापरण्यासाठी हे आदर्श आहे.

खाली, आम्ही तुम्हाला आवश्यक कॉन्फिगरेशनची गणना करण्यासाठी चार चरणांचे मार्गदर्शन करू.

पायरी १: फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूलची शक्ती निश्चित करा

फोटोव्होल्टेइक पॅनल्स (सौर पॅनल्स) ची शक्ती तुमची प्रणाली किती वीज निर्माण करू शकते हे ठरवते.

मुख्य गणना पद्धत अशी आहे: प्रथम दैनंदिन विजेची मागणी निश्चित करा, नंतर फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सची एकूण शक्ती निश्चित करण्यासाठी स्थानिक हवामान परिस्थिती (विशेषतः सूर्यप्रकाशाचा कालावधी) सह एकत्रित करा.

सुत्र:

मॉड्यूल पॉवर = (दैनिक वीज मागणी × सतत ढगाळ दिवस अधिशेष घटक) ÷ (स्थानिक सरासरी सूर्यप्रकाश तास × प्रणाली कार्यक्षमता)

* दैनंदिन वीज वापर: सर्व उपकरणांच्या रेटेड पॉवरचा गुणाकार त्यांच्या वापराच्या वेळेने करून हे मोजता येते.

उदाहरणार्थ, एलईडी दिवे १० वॅट × ५ तास = ५० वॅट तास, रेफ्रिजरेटर ६० वॅट × २४ तास = १४४० वॅट तास.

* सतत ढगाळ दिवसांचा अधिशेष घटक: सलग ढगाळ दिवसांमध्ये अपुरी वीज निर्मितीसाठी, हा घटक सामान्यतः १.१ आणि १.३ दरम्यान सेट केला जातो.

* स्थानिक सरासरी दैनिक सूर्यप्रकाशाचे तास: हे स्थानिक हवामानशास्त्रीय डेटावरून मिळू शकते. उदाहरणार्थ, बीजिंगमध्ये दररोज सरासरी ४ तास सूर्यप्रकाश असतो, तर हैनानमध्ये ५ तासांपेक्षा जास्त सूर्यप्रकाश असू शकतो.

* सिस्टम कार्यक्षमता: यामध्ये केबल नुकसान, कंट्रोलर कार्यक्षमता, इन्व्हर्टर नुकसान इत्यादींचा समावेश आहे आणि सामान्यतः ०.७५ आणि ०.८ दरम्यान सेट केले जाते.

उदाहरणार्थ:

तुमचा दैनंदिन वीज वापर ३,००० Wh आहे असे गृहीत धरले तर, स्थानिक सरासरी दैनिक सूर्यप्रकाशाचे तास ४.५ तास आहेत, सिस्टम कार्यक्षमता ०.७८ आहे आणि सतत पावसाळी दिवसांचा गुणांक १.२ आहे:

मॉड्यूल पॉवर = (३,००० × १.२) ÷ (४.५ × ०.७८) ≈ १,०२६ वॅट्स

याचा अर्थ तुम्हाला अंदाजे १ किलोवॅट क्षमतेचे फोटोव्होल्टेइक पॅनेल बसवावे लागतील, जसे की चार २५० वॅट मॉड्यूल.

पायरी २: ऑफ-ग्रिड इन्व्हर्टर पॉवर निश्चित करा

इन्व्हर्टर सामान्य घरगुती उपकरणांच्या वापरासाठी फोटोव्होल्टेइक पॅनेल किंवा बॅटरीमधून थेट प्रवाह (डीसी) अल्टरनेटिंग करंट (एसी) मध्ये रूपांतरित करतो.

त्याची शक्ती तुमच्या जास्तीत जास्त तात्काळ वीज मागणी पूर्ण करण्यासाठी पुरेशी असली पाहिजे, विशेषतः प्रेरक भारांच्या (मोटर-चालित उपकरणे) इनरश करंटचा विचार करता.

सुत्र:

इन्व्हर्टर पॉवर = (एकूण रेझिस्टिव्ह लोड पॉवर + एकूण प्रेरक भार पॉवर × 5) × मार्जिन फॅक्टर ÷ पॉवर फॅक्टर

* प्रतिरोधक भार: विद्युत बल्ब, इलेक्ट्रिक केटल आणि ओव्हन यांसारखी प्रतिरोधक उपकरणे.

* प्रेरक भार: मोटर्स किंवा कॉम्प्रेसर असलेली उपकरणे, जसे की रेफ्रिजरेटर, वॉटर पंप, एअर कंडिशनर इ. स्टार्टअप दरम्यान तात्काळ वीज रेट केलेल्या वीजेच्या ५-७ पट असू शकते.

* सुरक्षितता घटक: मार्जिन सुनिश्चित करण्यासाठी सामान्यतः १.२-१.५ वर सेट केले जाते.

* पॉवर फॅक्टर: सामान्यतः ०.८–०.९ वर सेट केले जाते.

उदाहरण:

गृहीत धरा की तुमच्याकडे २०० वॅटचा लाईट फिक्स्चर (रेझिस्टिव्ह लोड), १०० वॅटचा रेफ्रिजरेटर (इंडक्टिव्ह लोड), मार्जिन फॅक्टर १.३ आणि पॉवर फॅक्टर ०.८५ आहे:

इन्व्हर्टर पॉवर = (२०० + १०० × ५) × १.३ ÷ ०.८५

≈ (२०० + ५००) × १.३ ÷ ०.८५

≈ ७०० × १.३ ÷ ०.८५

≈ १६८० प

तुम्हाला किमान १.१ किलोवॅट क्षमतेचा इन्व्हर्टर लागेल आणि अधिक स्थिरतेसाठी १.५ किलोवॅट मॉडेल निवडण्याची शिफारस केली जाते.

पायरी ३: बॅटरीची क्षमता निश्चित करा

बॅटरी ही ऑफ-ग्रिड सिस्टीमची "पॉवर स्टोरेज" आहे आणि रात्री किंवा ढगाळ दिवसांमध्ये वापरली जाणारी वीज प्रामुख्याने त्यातून येते. क्षमता तुम्हाला सतत वीज पुरवठ्याची आवश्यकता असलेल्या दिवसांची संख्या आणि दैनंदिन वीज वापरावर अवलंबून असते.

सुत्र:

बॅटरी क्षमता (Ah) = (दैनिक वीज वापर × ढगाळ दिवसांमध्ये वीज पुरवठ्याचे दिवस) ÷ (डिस्चार्जची खोली × चार्ज/डिस्चार्ज कार्यक्षमता × बॅटरी पॅक व्होल्टेज)

* डिस्चार्जची खोली (DOD): लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीसाठी, 0.5-0.6 चा DOD शिफारसित आहे; लिथियम बॅटरीसाठी, 0.8-0.9 चा DOD स्वीकार्य आहे.

* चार्ज/डिस्चार्ज कार्यक्षमता: सामान्यतः ०.८५–०.९ वर सेट केली जाते.

* बॅटरी बँक व्होल्टेज: सामान्य व्होल्टेजमध्ये १२ व्ही, २४ व्ही आणि ४८ व्ही यांचा समावेश आहे; उच्च पॉवर आवश्यकतांसाठी उच्च व्होल्टेजची शिफारस केली जाते.

उदाहरण:

तुम्ही दररोज ३०००Wh वापरता आणि ढगाळ हवामानात २ दिवस वीज हवी असेल तर ४८V लिथियम बॅटरी वापरावी (DOD=०.९, कार्यक्षमता=०.९):

बॅटरी क्षमता = (३००० × २) ÷ (०.९ × ०.९ × ४८)

≈ ६००० ÷ ३८.८८

≈ १५४ आह

तुम्हाला ४८V १५४Ah (अंदाजे ७.४kWh) बॅटरी पॅकची आवश्यकता असेल.

पायरी ४: कंट्रोलर स्पेसिफिकेशन्स निश्चित करा

फोटोव्होल्टेइक कंट्रोलर फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल्सपासून बॅटरीपर्यंत चार्जिंग प्रक्रियेचे नियमन करतो.

त्याची वैशिष्ट्ये प्रामुख्याने खालील सूत्र वापरून गणना केलेल्या कमाल इनपुट करंटवर अवलंबून असतात:

सुत्र:

कंट्रोलर इनपुट करंट = फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल्सची कमाल शक्ती ÷ बॅटरी पॅक व्होल्टेज

उदाहरणार्थ, जर तुमच्या फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सची एकूण पॉवर १००० वॅट असेल आणि बॅटरी पॅक व्होल्टेज ४८ वॅट असेल तर:

कंट्रोलर इनपुट करंट = १००० ÷ ४८ ≈ २०.८अ

म्हणून, तुम्हाला २१A पेक्षा जास्त इनपुट करंट असलेला कंट्रोलर निवडावा लागेल, सामान्यत: MPPT प्रकार (उच्च कार्यक्षमता, ढगाळ दिवसांमध्ये अधिक फायदेशीर).

व्यावहारिक टिप्स

1. फरक लक्षात ठेवा: उपकरणांचे आयुष्य आणि ऑपरेशनल स्थिरता योग्य रिडंडन्सी डिझाइनवर अवलंबून असते; पॅरामीटर्स खूप कठोरपणे निश्चित करू नका.
2. MPPT हे PWM पेक्षा श्रेष्ठ आहे: जरी MPPT नियंत्रक थोडे महाग असले तरी, ते उच्च वीज निर्मिती कार्यक्षमता देतात, विशेषतः अस्थिर प्रकाश परिस्थितीत.
3. लिथियम-आयन बॅटरींना प्राधान्य द्या: त्या कॉम्पॅक्ट, हलक्या आणि खोलवर डिस्चार्ज करण्यास सक्षम आहेत, ज्यामुळे दीर्घकालीन खर्चात बचत होते.
4. भविष्यातील विस्ताराची योजना: जर तुम्हाला भविष्यात आणखी उपकरणे जोडण्याची अपेक्षा असेल, तर फोटोव्होल्टेइक प्रणाली आणि बॅटरी दोन्हीसाठी पुरेशी इंटरफेस क्षमता सुनिश्चित करा.

लहान ऑफ-ग्रिड फोटोव्होल्टेइक सिस्टीम डिझाइन करण्याचा गाभा फक्त "काही पॅनेल आणि बॅटरी खरेदी करून" आणि ते एक दिवस ठरवण्याऐवजी प्रत्यक्ष गरजांवर आधारित कॉन्फिगरेशनची अचूक गणना करणे आहे.

या ४ सूत्रांवर प्रभुत्व मिळवा:

1. फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल पॉवर सूत्र
2. इन्व्हर्टर पॉवर सूत्र
3. बॅटरी क्षमता सूत्र
4. कंट्रोलर इनपुट करंट सूत्र

त्यानंतर तुम्ही एका लहान ऑफ-ग्रिड सिस्टमसाठी कॉन्फिगरेशनची गणना करू शकता जी पुरेशी आणि स्थिर दोन्ही आहे.

पहिल्यांदाच डिझाइन करताना, तुम्ही सूत्राच्या निकालांवर आधारित अतिरिक्त १०%-२०% मार्जिन जोडू शकता, ज्यामुळे हवामानातील बदल आणि उपकरणांच्या विस्तारास हाताळण्यात अधिक लवचिकता मिळते.