태양광 패널 대 축전지 비율: PV 및 배터리 크기 오른쪽

안정적인 시스템을 위해 실용적인 태양광 패널 대 축전지 비율은 만성적인 과충전 없이 합리적인 기간 내에 배터리 뱅크를 재충전할 수 있도록 PV 어레이의 크기를 조정하는 것입니다.

일일 사이클링 시스템의 강력한 출발점은 다음과 같습니다. 납산: 1Ah당 태양열 1.5~3.0W(12V에서) , 그리고 LiFePO4(리튬): 1Ah당 태양열 2.0~5.0W(12V에서) . 시스템이 24V인 경우 동일한 Ah 값에 대해 PV 와트를 두 배로 늘립니다(전압이 높을수록 배터리 뱅크 에너지가 두 배로 증가하기 때문).

일조 시간이 일정하고 부하가 적거나 계절적일 때 범위의 낮은 끝을 사용하십시오.
흐린 날 이후 더 빠른 복구가 필요하거나, 매일 더 많은 부하를 실행하거나, 부분 충전 상태 작동을 피하려는 경우 고급형을 사용하십시오.
실제 제약 조건으로 비율을 검증하십시오. 어레이가 일일 에너지 사용량을 대체하고 정기적으로 어큐뮬레이터를 다시 가득 채울 수 있습니까?

태양광 패널 대 축전지 비율이 실제로 의미하는 것

대부분의 소규모 독립형 및 백업 시스템에서 "태양광 패널 대 축전지 비율"은 다음 사이의 관계를 나타냅니다. (1) PV 어레이 전력(와트) 그리고 (2) 배터리 뱅크 용량 , 일반적으로 시스템 전압(12V/24V/48V)에서 Ah 단위입니다. 비율은 현실적인 재충전 속도와 축전기가 완전 충전에 도달하는 빈도를 설정하므로 중요합니다.

비율을 표현하는 두 가지 방법(둘 중 더 명확한 방법 사용)

W 당 아 주어진 시스템 전압에서(12V/24V RV 및 소형 캐빈에 공통)
충전율(C-rate) : 충전 전류를 배터리 Ah로 나눈 값입니다("전기공학적으로 정확함"에 가깝습니다).

둘 사이의 빠른 브리지(대략): 12V 뱅크로 유입되는 PV 충전 전류는 대략 PV 와트 ¼ 14V(충전 전압)입니다. 예: 280W 12V 뱅크에 들어가는 PV의 양은 약 20A (280 ¼ 14 ≒ 20). 에 200Ah 어큐뮬레이터, 즉 0.10C 청구율(20 ¼ 200 = 0.10).

배터리 화학 및 사용 사례별 권장 비율

"올바른" 태양광 패널 대 축전지 비율은 주로 두 가지 실패 모드를 피하는 것입니다. PV가 너무 적다 (만성 과충전) 및 PV가 너무 많아 (불필요한 비용 또는 컨트롤러 제한) 화학은 과충전에 대한 민감도와 축전기가 에너지를 수용할 수 있는 속도를 변경합니다.

일반적인 시나리오에 대한 실제 태양광 패널 대 축전지 비율 범위(배터리 Ah당 PV 와트).
시나리오	납산(12V): W/Ah	LiFePO4(12V): W/Ah	일반적인 목표
빛/계절 부하, 꾸준한 태양	0.8~1.5	1.2~2.0	느린 회복은 허용됨
일일 사이클링(RV, 객실, 창고)	1.5~3.0	2.0–5.0	정기적으로 완전 충전
빠른 복구(흐린 지역, 높은 로드)	3.0–4.5	5.0~8.0	신속하게 충전 복구

잘못된 크기 결정을 방지하는 참고 사항: 납축전지는 완전 충전을 선호합니다. (흡수시간 포함) PV의 크기가 작으면 부분 충전 상태로 유지되는 경우가 많아 황화 및 용량 손실이 가속화됩니다. LiFePO4는 일반적으로 부분 충전에 더 잘 견디지만, 과도하게 사용한 후에는 빠르게 복구하기 위해 여전히 더 높은 비율을 원할 수 있습니다.

비율이 올바르게 "떨어지는"단계별 방법

일일 에너지 사용 및 햇빛과 연결하지 않으면 비율 자체만으로 오해를 불러일으킬 수 있습니다. 이 워크플로우를 사용하여 PV 및 어큐뮬레이터 용량을 논리적으로 크기 조정한 다음 비율이 정상 범위에 있는지 확인합니다.

1단계: 일일 에너지 추정(Wh/일)

부하 합산: 하루당 와트 × 시간. 예: 10시간 등가 런타임에 대한 60W 냉장고 평균은 600Wh/일입니다. 인버터가 있는 경우 나중에 현실적인 시스템 효율성 요소를 포함하십시오(일반적으로 전체 0.70~0.85 배선, 컨트롤러, 인버터 및 온도에 따라 다름).

2단계: 자율성을 위한 어큐뮬레이터 크기 조정(kWh)

자율성(일)과 허용되는 방전 깊이(DoD)를 선택합니다. 사용 가능한 배터리 에너지(Wh) ≒ 일일 Wh × 자율주행 일수. 총 공칭 배터리 에너지(Wh) ≒ 사용 가능한 Wh ¼ DoD. 일반적인 계획 DoD: 납산 0.50 , LiFePO4 0.80 (보수적, 수명 연장).

3단계: 태양광 시간(및 손실)을 기준으로 PV 크기 조정

PV 와트 ≒ 일일 Wh ¼(일조량이 가장 많은 시간 × 시스템 효율). 예: 일일 사용량이 1,000Wh, 피크 일조 시간이 4시간, 효율이 0.75인 경우 PV ≒ 1,000 ¼ (4 × 0.75) ≒ 333W . 다음 실제 어레이 크기(예: 400W)로 반올림합니다.

4단계: 태양광 패널을 축전지 비율로 변환하고 온전한지 확인합니다.

배터리 Ah ≒ 공칭 배터리 Wh ¼ 시스템 전압. 그런 다음 비율 = PV 와트 ¼ 배터리 Ah. 비율이 화학에 대한 권장 범위보다 낮으면 시스템이 안정적으로 완전 충전에 도달할 수 있을 때까지 PV를 높이거나 축전지 크기를 줄이십시오.

실제 크기 조정 표: PV 와트에 대한 일반적인 축전지 크기

아래 표는 비율 지침을 바로 사용할 수 있는 수치로 바꿔줍니다. 귀하의 은행 및 화학과 일치하는 행을 선택하십시오. 24V 뱅크의 경우 동일한 Ah 정격은 12V에 비해 에너지의 두 배를 나타내므로 유사한 재충전 시간을 달성하려면 일반적으로 PV 요구 사항이 더 높습니다.

권장되는 태양광 패널 대 축전지 비율 지침에서 파생된 PV 전력량 범위의 예입니다.
어큐뮬레이터(배터리 뱅크)	납축 PV(W)	LiFePO4 PV(W)	그것이 의미하는 것
12V 100Ah	150~300	200~500	작은 짐; 1~2개의 장치
12V 200Ah	300~600	400~1,000	일반적인 RV/캐빈 일일 사이클링
12V 400Ah	600~1,200	800~2,000	더 높은 부하, 더 나은 복구
24V 200Ah	600~1,200	800~2,000	아, 12V보다 더 많은 에너지

햇빛이 일정하지 않은 경우(겨울, 그늘, 해안 안개) 범위 내에서 위쪽으로 치우치십시오. 축전지가 납산이고 정기적으로 충전을 일찍 중단하는 경우에는 다시 위쪽으로 바이어스하십시오. 추가 PV는 조건이 허용할 때 실제로 흡수를 완료하는 데 도움이 됩니다.

실수로 작업한 예

아래 예는 태양광 패널 대 축전지 비율이 목표(자율성 대 재충전 속도) 및 화학적 성질에 따라 어떻게 변하는지 보여줍니다.

예 A: 1,000Wh/일 객실, 2일 자율성, 납산

일일 에너지: 1,000Wh/일 .
2일 동안 사용 가능한 에너지: 1,000 × 2 = 2,000Wh .
공칭 축전지 에너지(50% DoD): 2,000 ¼ 0.50 = 4,000Wh .
12V에서 배터리 Ah ≒ 4,000 ¼ 12 ≒ 333Ah (300~400Ah로 반올림).
태양 피크 시간 4시간 동안의 PV, 0.75 효율: 1,000 ¼ (4 × 0.75) ≒ 333W (납산 상태의 경우 400~600W로 반올림)

비율 확인(400Ah 뱅크 및 600W PV 사용): 600 ¼ 400 = 1.5W/아 . 이는 납산에 대한 일일 사이클링 지침의 최하위입니다. 햇빛이 잘 들고 부하를 신중하게 관리하면 가장 잘 작동합니다. 흐린 날이 잦다면 800~1,000W 회복을 실질적으로 향상시킵니다.

예 B: 빠른 복구를 원하는 12V 200Ah LiFePO4 탑재 RV

배터리 뱅크: 12V 200Ah (공칭 에너지 ≒ 2,400Wh).
80% DoD에서 사용 가능 ≒ 1,920Wh .
빠른 복구를 위해 3.5W/Ah의 PV를 선택하십시오: 200 × 3.5 = 700W .

~700W 및 0.75 효율에서 4개의 피크 일광 시간을 사용하면 일일 에너지 수확량은 약 700 × 4 × 0.75 ≒가 될 수 있습니다. 2,100Wh/일 . 이는 하루 종일 사용하는 것을 대체하기에 충분하며, 실제로는 "빠른 회복"이 의미하는 바입니다.

비율을 재정의할 수 있는 일반적인 제약 조건

태양광 패널 대 축전지 비율이 "완벽"하더라도 하드웨어 제한으로 인해 PV 크기, 시스템 전압 또는 충전 컨트롤러 선택을 조정해야 할 수 있습니다.

충전 컨트롤러 전류 제한(가장 일반적인 병목 현상)

컨트롤러 출력 전류는 피크 충전 전류를 처리해야 합니다. 대략: 최대 충전 전류 ≒ PV 와트 ∅ 배터리 충전 전압. 예: 1,000W 12V 뱅크에 들어가는 것은 ~1,000 ¼ 14 ≒를 의미할 수 있습니다. 71A . 60A 컨트롤러가 있는 경우 더 큰 컨트롤러, 여러 컨트롤러 또는 더 높은 시스템 전압이 필요합니다.

인버터 크기는 PV 크기를 설정하지 않지만 어큐뮬레이터 스트레스를 설정합니다.

대형 인버터는 소형 축전지에서 높은 전류를 끌어와 전압 강하 및 사용 가능한 용량 감소를 일으킬 수 있습니다. 피크 부하가 높은 경우(전자레인지, 주전자, 도구) 더 많은 배터리 용량이나 더 높은 시스템 전압(24V/48V) 또는 두 가지 모두가 필요할 수 있습니다. 그런 다음 PV 어레이를 재검토하여 비율이 재충전에 적합한 상태로 유지되도록 해야 합니다.

날씨 및 계절별 일조 시간(비율은 최악의 달에도 살아남아야 함)

여름에 작동하는 비율은 최대 태양 시간이 크게 떨어지면 겨울에 실패할 수 있습니다. 연중 내내 신뢰성이 필요한 경우 태양이 가장 낮은 계절의 PV 크기를 조정하고 비율 범위를 평균이 아닌 최소로 처리하십시오.

비율이 잘못되었다는 신호와 이를 수정하는 방법

가장 좋은 검증은 작동 데이터입니다. 즉, 충전 상태 추세, 완전 충전 시간, 축전기가 흡수/부동(또는 리튬 등가 완전 충전 동작)에 도달하는 빈도입니다.

어큐뮬레이터에 비해 PV가 너무 적음

납산은 완전 충전에 거의 도달하지 않습니다. 전압은 흡수 목표 아래로 맴돌고 있습니다.
"정상적인" 햇빛이 있는 경우에도 충전 상태에서 며칠 동안 하향 드리프트를 볼 수 있습니다.
발전기(또는 해안 전력)는 자주 버팀목이 됩니다.

수정 사항: PV 와트를 늘리고 일일 부하를 줄이거나 축전지 크기를 줄여 비율을 범위 내로 되돌립니다. 납산의 경우 정기적으로 완전 충전에 우선순위를 두십시오. 이는 종종 다음에서 이사하는 것을 의미합니다. ~1.0W/Ah 향해 2.0~3.0W/Ah (12V 기준).