Come dimensionar na banca de baterie sołari (formula + exénpi)

Che formuła de dimensionamento deła bataria sołare te gavarìa da doparar?

El punto de partensa giusto el dipende da cossa che ła bataria ła dovarìa far. Prima de sełesionar un prodoto, varda se el progeto el xe pa un backup de interrusion, pa un funsionamento de ła rete, o pa un consumo sołare quotidian. Par un confronto pì anpio a liveło de sistema-, vardasu-rete, fora-configurasión del sistema sołare ibrido.

Formuła pa ła dimension deła bataria de riserva

Prima calcoła l’energia AC che i carichi proteti i ga da ricever:

Energia de carico richiesta (kWh)=carico critico medio (kW) × tenpo de riserva (ore)

Dopo calcoła ła capasità nominałe deła bataria:

Capacità nominałe deła bataria (kWh)=energia de cargo richiesta × margine de progetasion ÷ frasión deła bataria utiłixàbiłe ÷ eficiensa de fornimento

Formuła pa ła dimensionamento deła banca dełe baterie sołari fora dała rete

Par un sistema fora dała rete che el ga da funsionar par noti o periodi de produsion sołare debołe:

Capacità nominałe deła bataria (kWh)=cargo diario de progetasion (kWh/giorno) × giorni de autonomia × margine de progetasion ÷ frasión de bateria utiłixàbiłe ÷ eficiensa de consegna

Formuła pa el consumo sołare

Stima ła quantità de energia sołare diurna che ła pol esar immagazinà e ła quantità de carico de sera o de note che ła pol doparar. El obietivo de spostamento de energia pratico- el xe de sołito el pì ceo de sti do vałori:

Energia spostà obietivo=el pì baso de l’ecedensa sołare previsto o previsto dopo-carga del tramonto

Po’ regoła el obietivo pa ła capasità deła bataria e łe perdite de conversion. L’architetura del sistema ła xe inportante parchéConservasion dełe batarie AC-cołegae e DC-cołegaemétare perdite de conversion in ponti difarenti del percorso de l’energia.

Variàbiłi e unità deła formuła del Banco dełe Batèrie Sołari

Dopara un termine pa ogni quantità fixica. Mis-ciare ła potensa de carga co l’energia de carga xe una dełe cause pi comuni de un risultato sbalià.

Ła potensa in kW ła determina cuanto cargo el sistema el pol sopórtar in un momento. L’energia in kWh ła determina quanto tenpo ła pol sostegnèr quel cargo. Ła distinsion ła xe spiegà mejo in sta guida pakW rispeto a kWh inte ła conservasion de energia deła bataria.

Definìr cossa che ła bataria ła ga da far

Backup de emergensa a casa

Un sistema de backup domestico el ga da scominsiar co na lista de cargo proteta, no co el consumo totałe de eletricità anuałe o giornaliero deła fameja. Identificà i circuiti che ga da restar disponibiłi, ła durada de l’interusion prevista e i aparechi che pol funsionar al steso tenpo.

I panèi sołari no i dà automaticamente enerxia de riserva durante na interusion deła rete. El sistema el ga bisogno de atresature progetàe pa stacarse in modo sicuro dała rete e formar un sistema ełètrico isołà. El Dipartimento de l’Energia dei Stati Uniti el spiega sto requisito de funsionamento nel soguida sołare e rexiłiensa.

Completo-Tempo de Spegnimento-Enerxia deła Rete

Na bataria fora dała rete ła ga da covrir i periodi in cui ła generasion sołare ła xe soto el carico. El progeto de sołito el tien conto deła domanda deła note, dełe ridusión sołari stagionałi, dei periodi de nuvołose consecutivi, del consumo de standby de l’inverter, dełe pompe intermitenti, deła disponibiłità dei xeneradori e dełe opsion de load-shedding.

Ła conservasion e ła produsion sołare łe ga da esar dimensionàe insieme. Na bataria pi granda no ła migliora ła rexiłiensa se ła matrice sołare o el xenerador no i pol sostituir l’energia cavà da eła. Par altri contesti, varda come unel sistema de imagazinasion de l’energia sołare el coordina ła generasion, l’immagazinasion e i carichi.

Consumo sołare quotidiano

Na bataria a autoconsumo ła conserva l’energia sołare diurna in eces pa un uso dopo. Ła capasità utiłe ła xe limitada sia dała quantità de surplus sołare disponibiłe pa ła ricarica che dała quantità de domanda de sera o de note disponibiłe pa ła scarica. Tanti dì de conservasión i pol restar soto doparài in un sistema che el produxe soło un modesto surplus al dì.

Calcoła i carichi che te serve

Crea na tabeła de carico prima de sełesionar na bataria. Dopara energia mixurà quando che xe pratico, soratuto pa łe atresature che łe se inpissa e łe spegne.

Sta tabeła ła xe un fluso de laoro baxà sułe mixurasion, no un profiło universałe de ła fameja. Sostituì ogni vałor co dati del progeto.

Dopara un protocoło de mixurasion pratica

1. Misurar i eletrodomèstici spinai pa almanco 24-72 ore, se xe posibiłe.
2. Dopara el monitorajo de l’inverter o i dati de l’intervało de utiłità pa identificar el carico base de 24 ore e ła domanda sostegnùa pì alta.
3. Registrare i carichi stagionałi separadamente, come el riscaldamento, el rafredamento, ła desumidificasion e el pompamento de l’acua.
4. Controla ła corente de partensa del motor-dała documentasion de l’atresatura o fà misurarla a un profesionista cualificà.
5. Dopara un periodo de carico alto-pitosto che un giorno de consumo baso.

El DOEMetodo de vałutasion del sistema de imagazinasion de l’energia deła batariael sotołinea el vałor dei dati deła serie tenporałe -pa vałutàr ła prestasion reałe de l’immagazinasion de energia. El steso prinsipio el migliora ła stima preliminare del cargo: i profili mixurài i xe de sołito pì utiłi de un totałe mensiłe.

Separa i carichi critici, flesibiłi e escluxi

• Carighi critici:equipagiamento che ga da funsionar pa tuto el periodo de progetasion.
• Carighi flesibiłi:equipagiamento che pol funsionar par manco ore o soło fin che ła generasion sołare ła xe disponibiłe.
• Carichi esclusi:equipagiamento che restarà spento durante un periodo de interusion o de poca -energia.

El riscaldamento a resistensa ełètrica, l’aria condisionà centrałe, i grandi scaldabagni, ła cusina ełètrica, i asciugabini e ła ricarica dei vetri ełètrici i pol dominar i recuisiti de stocajo. Cavando o programando un carico de energia alto-el pol sbasàr ła bataria de pì che eliminar tanti picołi dispoxitivi ełetronici.

Sèłier ore de backup o giorni de autonomia

Orari de backup pa na casa conesa a ła griglia-

Selesiona un obietivo in base ai modełi de interrusion locałi e al servisio che ła bataria ła ga da fornìr: na breve interusion, na sera, na interusion de note, un giorno intiero o na emergensa pi longa. Decide se ła ricarica sołare ła sarà disponibiłe fin che ła rete ła xe in funsion e se el sistema el serve un panèło de cargo proteto o l’intiero edificio.

Giorni de autonomia pa un sistema fora dała rete

L’autonomia ła xe el periodo pa cui ła bataria ła pol servir el carico de progetasion sensa na carga sufisente. Sèłierlo doparando łe condisión sołari stagionałi, i periodi nuvołoxi previsti, l’afidabiłità del xenerador, ła disponibiłità del carburante, łe opsion de s-ciopo de cargo, l’aceso al sito e łe conseguense de ła mancansa de energia.

Un sito remoto sensa na fonte de backup afidàbiłe el pol aver bisogno de pì spasio de memoria de na proprietà co un xenerador automatico. El nùmaro coreto de dì de autonomia el xe donca na decision de projeto, no na persentuałe fissa de industria.

Dopara un profilo de carico a intervało co xe disponibiłe

Do case łe pol consumàr 10 kWh al dì ma łe ga bisogno de baterie e inverter difarenti. Se pol doparar l’energia pian pian; l’altro el pol far funsionar na pompa, un forno a microonde e un condisionador de aria al steso tenpo. I kWh giornałieri i pol esar simiłi, mentre i kW de pico e ła corente de sursa i xe tant diversi.

Calcoła ła capasità deła bataria doparando el DoD, l’eficiensa e ła riserva

Dopara ła capasità utiłixàbiłe del produtor

Ła profondità de scarico ła descrive cuanto deła capasità nominałe ła vien cavà durante un ciclo. Pa ła dimension preliminare, dopara el intervało de funsionamento permeso dal produtor deła bataria o l’energia utiłixàbiłe dichiarà pitosto che doparar na persentuałe universałe.

Se na bataria da 10 kWh ła xe doparà so un intervało del 90%, ła dà 9 kWh de energia DC prima che vegna considerà altre perdite:

10 kWh × 0.90=9 kWh

Łe condisión de garansia, el stato-de-limiti de carga, ła vełocità de scarico, l’età deła bataria, ła tenperadura, łe inpostasion del firmware e ła vita del ciclo desiderada i pol tuti canbiar ła finestra de funsionamento pratica.

Dopara ła coreta metrica de eficiensa

Pa ła durada de interrusion, el vałor rełativo xe de sołito l’eficiensa unica-via da l’energia deła bataria immagaxonà ai carichi proteti. L’eficiensa de viajo e ritorno ła include sia ła ricarica che ła scariga e no ła dovarìa esar sostituìa automaticamente co un calcoło de tenpo de esecusion a un viajo.

Verifega anca se l’energia utiłixàbiłe publicà de un prodoto ła xe mixurà dała parte DC o data dała parte AC. Se el produtor el dise xà l’energia AC doparàbiłe, cavando łe perdite de l’inverter el pol dopiàr ła stesa perdita.

I Laboratori Nasionałi SandiaDOE/EPRI Electricity Storage Handbookel fornise un contesto tecnico pi anpio sułe prestasión de stocajo, potensa, energia, eficiensa e progeto specifico de l’aplicasion.

Aplica un margine de progetasion trasparente

Un margine de progetasion el pol covrir modesta incertesa, picołi carichi futuri, ridusion deła capasità nel tenpo e picołi erori nełe stime del tenpo de esecusion. Dirlo in modo ciaro come un moltiplicator, come 1,10 pa un indennità del 10%.

El margine no dovarìa scóndare dati de carico scarsi. Prima migliora la stima del carico, poi aggiunge una riserva deliberata.

Controla ła tenperadura e łe condisión de instałasion

Ła tenperadura ła pol influensar ła capasità doparabiłe, l’acetasion deła carga, ła potensa de scarico, el conportamento del BMS e ła vita de servisio. Varda ła tenperadura minima de ricarica del prodoto, ła tenperadura minima de scarico, łe curve de derating, el riscaldamento integrà, ła clasifega deła recinsion, i recuisiti de rafredamento o ventilasion e i limiti de instałasion interna o esterna.

No doparar un fator de tenpo fredo-a ogni bataria de litio. Ła chimica, el progeto dełe cełułe, ła gestion termica e łe inpostasion BMS łe xe difarenti. Sta panoramica deintervałi de tenperadura de funsionamento deła bataria de litiopol jutar a identificar i dati del prodoto che ga da esar controłai.

Canbia kWh in Ah e scegli 12V, 24V o 48V

L’energia deła bataria ła pol esar spesifegada in chiłowatt-ore, mentre serti sistemi i xe descriti in amp-ore. Ła rełasion ła xe:

Energia (Wh)=tension (V) × capasità (Ah)

Cuindi:

Capacità (Ah)=energia (kWh) × 1,000 ÷ tension nominałe del sistema

Sti vałori de amp-ore i rapresenta pì o manco ła stesa energia nominałe. Na tension pi alta ła sbasa ła corente necesaria pa dar ła stesa potensa, che ła pol sbasàr ła dimension del condutór e ła caduta de tension co el sistema el xe progetà coretamente.

Come sełesionar ła tension del sistema

• 12V:comune in piccoli sistemi DC e modeste aplicazioni mobili.
• 24V:speso doparà in sistemi mobiłi medi, cabine, sistemi marini e instałasion de inverter pì picołi.
• 48V:comune in sistemi stasionari pi grandi parché ła stesa potensa ła pol esar data co na corente pi basa che a 12V o 24V.

Ła tension ła xe na decision de architetura. Ła bataria, l’inverter, el controło de carga, i dispoxitivi de protesion, i condutori, łe comunicasión e tuti i carichi de corente direta i ga da esar conpatìbiłi. I sistemi pi grandi i pol anca doparar el scopo-progetàbaterie a alta-tension pa ła conservasion de energia, che no dovarìa esar tratae come senplisi estension de na banca fai-da-te da 48V.

Controla ła potensa de l’inverter, ła sołusion de partensa e i limiti del BMS

Na banca de baterie ła pol vér bastansa kWh e no esar bona de far partir o doparar l’equipagiamento richiesto. Ła capasità ła determina el tenpo de esecusion. I limiti de potensa e corente i determina se el sistema el pol servir el carico.

Controla ła potensa continua

Xonta i carichi che pol funsionar contemporaneamente. L’uscita AC continua de l’inverter ła ga da superar ła domanda prevista soto ła tenperadura e łe condisión de funsionamento.

Stima ła corente laterałe deła bataria co:

Corente DC (A) ≈ potensa de carga AC (W) ÷ tension deła bataria (V) ÷ eficiensa de l’inverter

Par exénpio, un cargo AC de 4000 W fornìo da na bataria da 48V co un inverter al 92% el ga bisogno de:

4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A

El banco de baterie, el BMS, i busbar, i cavi, i fusibiłi, i disconeti e i morseti i ga da esar tuti progetài pa ła corente aplicabiłe.

Controla ła sołusion de partensa del motor e del conpresor

Pompe de pozzi, frigoriferi, congelatori, condisionatori, atresi de laboratorio e conpresori d’aria i pol ciapàr pì enerxia durante l’avvio che durante el funsionamento normałe. Controlo:

• Inverter de potensa
• Durada de ondada permesa
• Limite de corente e durada del pico del BMS deła bataria
• Caduta de tension durante l'avvio
• Condutori e protesion-valutasión del dispoxitivo
• Se diversi carichi i pol scominsiar al steso tenpo

Un nùmaro de pico sensa durada no l’è sufisente. Un sistema che pol produxer na output alta pa na frasion de secondo el pol no riusir a far partir un motor che ga bisogno de na corente alta pa diversi secóndi.

Controla el BMS deła bataria e i limiti parałełi

Pa ogni moduło proposto, varda ła masima corente de scarico continuo, ła corente de scarico de pico, ła durada de pico permesa, ła corente de carga masima, el intervało de inverter racomandà, el massimo numero de parałełi, el layout dei cavi aprovà e ła conpatibiłità dełe comunicasión.

I modułi parałełi no i condivide senpre ła corente in modo perfeto. Ła longhesa del cavo, ła resistensa del morso, ła tenperadura, el stato de carga e ła condision del moduło i pol influensar ła condivixion deła corente. Dopara ła barra de bus aprovà dal produtor o ła dispoxision de cablaji de ła stesa longhesa-.

Calcoła el numero de modułi de bataria e ła capacità de ricarica

Calcoła el numero de modułi de bataria

Na volta che ła capasità nominałe richiesta ła xe conosùa:

Nùmaro de modułi=capasità nominałe richiesta ÷ capasità nominałe par moduło conpatìbiłe

Arrotonda fin a na configurasion del moduło intiero- aprovà.

Se el progeto el ga bisogno de 14,2 kWh e un moduło conpatìbiłe el ga 5,12 kWh:

14.2 ÷ 5.12 = 2.77

El calcoło deła capasità el ga bisogno de almanco tre modułi, che i fornise 15,36 kWh de energia nominałe. Ła selesion finałe ła ga da pasare i controłi de potensa, BMS, parałeło, inverter, tension, comunicasión e instałasion.

Verifega quanto vełocemente ła bataria ła pol esar ricaricada

Prima stimà l’energia che ga da esar tornà ała bataria:

Ricarica l’energia neła bataria ≈ l’energia deła bataria ritirà ÷ eficiensa de ricarica

Dopo stima el tenpo de ricarica del best-caso:

Tenpo de ricarica (ore) ≈ energia de ricarica (kWh) ÷ potensa media de ricarica deła bataria (kW)

Pa un sistema sołare-cargà, no doparar l’alimentasion deła targheta come se ła fuse disponibiłe senpre. Controla ła produsion mensiłe o stagionałe prevista, i carichi diurni, el ritajo, l’onbra, ła tenperadura e i limiti de carga del controłor. ElCalcolatrice NREL PVWattsel pol fornìr na stima deła produsion de energia fotovoltaica baxà sul posto-pa sto paso de screening.

Pa un progeto fora dała rete, ła produsion sołare prevista ła ga da covrir sia i carichi diurni che l’energia necesaria pa restaurar ła bataria dopo ła scarica. Se ła bataria no ła pol recuperarse prima del prossimo periodo sołare scarso-, aumentar el spasio da soło no risolvarà el problema de l’afidabiłità.

Grafico de dimensionamento del banco de baterie sołari

El grafico dopo el dopara un giorno de autonomia, na frasión de bataria doparabiłe del 90%, na eficiensa de consegna del 92% e un margine de progetasion del 10%. È solo un esempio.

Canbiando qualsiasi ipotesi canbia el risultato. Na frasión utiłixàbiłe pì basa, na eficiensa pì basa, un periodo de autonomia pì longo o un margine pì grando i aumenta ła capasità nominałe richiesta.

Exénpi de dimensionamento dełe batèrie sołari

Exénpio 1: picoła cabina sensa grèła

Metar che:

• Carico progeto giornaliero: 2,8 kWh
• Autonomia: 1,5 dì
• Frasión de bataria: 90%
• Eficiensa deła consegna: 92%
• Margine de design: 10%

Capacità nominałe richiesta=2.8 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 5,58 kWh

A un 24V nominałe:

5,58 × 1,000 ÷ 24 ≈ 233 Ah

El paso dopo xe queło de sełesionar na configurasion de moduło aprovà sora i 5,58 kWh e verificar che l’inverter, i limiti de corente deła bataria e ła fonte de ricarica stagionałe i posa suportar i carichi deła cabina.

Exénpio 2: Backup de casa esensiałe

Supón che i carichi proteti i sia in media 1,2 kW e i ga da funsionar par oto ore.

Energia de carga richiesta=1.2 kW × 8 ore=9.6 kWh

Doparando na frasión utiłixàbiłe del 90%, na eficiensa de consegna del 92% e un margine del 10%:

Capacità nominałe richiesta=9.6 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 12,75 kWh

Sto risultà el parla del tenpo de esecusion de l’energia. Non dimostra che la batteria e l'inverter possono far partire il motore più grande o sopportare il massimo carico contemporaneo.

Exénpio 3: da na tabeła de cargo mixurà al numero de modułi

Doparando ła tabeła de carico mixurà sora:

• Energia de cargo critico giornaliero: 3,71 kWh
• Autonomia: 1,5 dì
• Frasión de bataria: 90%
• Eficiensa deła consegna: 92%
• Margine de design: 10%

Capacità nominałe richiesta=3.71 × 1,5 × 1,10 ÷ 0,90 ÷ 0,92 ≈ 7,39 kWh

Se el moduło de bataria aprovà el ga 5,12 kWh:

7,39 ÷ 5.12=1.44 modułi

El progeto el ga bisogno de almanco do modułi par capasità, pa 10,24 kWh nominałi. Prima de acetar sta configurasion, verifica ła corente continua dei do-modułi, ła corente de avvio, ła corente de ricarica, l’aprovasion parałeła e łe comunicasión co l’inverter.

Quanto durarà na bataria da 10 kWh?

El tenpo de esecusion el dipende da l’energia doparàbiłe data ai carichi, no soło dała vałutasion nominałe. Co na bataria nominałe de 10 kWh, na frasión utiłixàbiłe del 90% e na eficiensa de consegna del 92%:

Energia AC utiłixàbiłe ≈ 10 × 0,90 × 0.92=8.28 kWh

Sti vałori i asume un cargo medio costante e no i include ła tenperadura adisionałe, l’inveciamento, ła riserva BMS o limitasion specifiche de l’equipagiamento.

LiFePO4 vs. Piombo-Dimensionamento deła Banca deła Bateria Acida

Ła chimica deła bataria ła ga efeto su come ła capasità nominałe, el taso de scarico, i recuisiti de ricarica, ła manutension e łe condisión de instałasion i se traduxe nełe prestasión del sistema utiłixàbiłi. Par un confronto pi grando, varda questidifarenti tipi de baterie pa ła conservasion de energia.

Pa łe batèrie a piombo-acide, dopara łe curve de scarico del produtor e ła capasità nominałe-ora. Na sénplise conversion de Ah a tension nominałe ła pol soravalutar l’energia disponibiłe co ła corente de scarico ła xe alta.

Comuni erori de dimensionamento dełe batarie sołari

• Moltiplicando par el tenpo do volte:se l’energia de carico ła xe xa in kWh, no moltiplicarla da novo pa ore de riserva.
• Confonder kW co kWh:l’energia immagazinà e ła potensa che se pol fornìr łe xe spesifegasión separae.
• Doparar el consumo totałe deła fameja pa ła riserva esensiałe:dimensione da carichi protetti quando il progetto non è intero-backup domestico.
• Doparando i watt come consumo medio:l’equipagiamento da ciclismo speso el dopara manco energia de queło che el so input massimo el sugerise.
• Ignorando el consumo in standby:un cargo continuo da 40 W el consuma 0,96 kWh al dì.
• Doparar l’eficiensa de andata e ritorno in un calcoło a senso unico sensa controłar:corispóndar el vałor de eficiensa al percorso de energia che vien calcołà.
• Ignorando l'ondata de partensa del motor-:un kWh sufisente no el garantise un bon avio deła pompa o del conpresor.
• Progetasion pa łe condisión sołari medie anuałi:ła afidabiłità fora -ła xe de sołito controłada dała stajon manco favorevołe.
• Se łe batèrie łe posa esar senpre zontà dopo:l’espansion ła pol esar limità da l’età, el stato de carica, el firmware, łe comunicasión, i limiti de l’inverter o ła połitica del produtor.
• Ignorando el tenpo de ricarica:na bataria che no ła pol recuperarse prima del prossimo periodo de scarica no ła xe un progeto rexiłiente.

Sicuresa, scopo e metodołogia editoriałe

Sto articoło el fornise un sistema de càlcoło preliminare pa confrontar i recuisiti deła capasità deła bataria. No l’è un disegno de progetasion ełetrica, un manuałe de instałasion, un revision deła conformità del codice-, o un sostituto de l’inzegneria specifica del prodoto-.

El metodo de calcoło el separa potensa de cargo, energia de cargo, capasità nominałe, capasità utiłixàbiłe, eficiensa deła consegna e margine de progetasion in modo che ogni ipotesi ła posa esar controłada. I exénpi lavorài i mostra łe so ipotesi e no i ga da esar tratai come racomandasion de prodoti universałi.

Ła selesion e l’instalasion finałe de l’atresatura ła ga da esar rivixità da un profesionista cualificà che conose i recuisiti locałi ełètrici, edifici e antincendio. Nei Stati Uniti, UL spiega cheUL 9540 el vałuta i sistemi e łe atresature de stocajo de energia come sistemi integrài, conprexe łe baterie, ła conversion de enerxia, i controłi, ła protesion e łe comunicasión.

FAQ