راهنمای طراحی سیستم خورشیدی

راهنمای کامل انتخاب سیستم خورشیدی مناسب

آموزش مرحله‌به‌مرحله محاسبه مصرف، انتخاب پنل، اینورتر، باتری، شارژکنترلر، کابل و تجهیزات حفاظتی برای طراحی یک سیستم خورشیدی مطمئن

زمان مطالعه: ۱۸ دقیقه نویسنده: فوتوسان راهنمای جامع
پاسخ سریع

انتخاب درست سیستم خورشیدی از محاسبه مصرف واقعی شروع می‌شود. ابتدا نوع سیستم را مشخص کنید، سپس انرژی روزانه، توان هم‌زمان، ظرفیت پنل، توان اینورتر، ظرفیت باتری و تجهیزات حفاظتی را به‌صورت هماهنگ محاسبه کنید.

بزرگ‌تر انتخاب‌کردن همه تجهیزات همیشه به معنی طراحی بهتر نیست؛ همان‌طور که انتخاب ظرفیت کمتر از نیاز نیز باعث ناپایداری و کاهش عمر تجهیزات می‌شود.

اجزای اصلی سیستم خورشیدی شامل پنل، اینورتر، باتری و تجهیزات حفاظتی
طراحی مناسب زمانی انجام می‌شود که همه اجزای سیستم از نظر توان، ولتاژ، جریان و ظرفیت با یکدیگر سازگار باشند.

نوع سیستم خورشیدی را مشخص کنید

پیش از هر محاسبه باید مشخص شود که پروژه به سیستم آنگرید، آفگرید یا هیبریدی نیاز دارد.

آنگرید متصل به شبکه برای کاهش هزینه برق
آفگرید مستقل از شبکه برای باغ و ویلای بدون برق
هیبریدی شبکه و باتری برای برق پشتیبان
نکته مهم

اینورتر آنگرید معمولی هنگام قطع برق خاموش می‌شود. برای برق اضطراری باید از سیستم هیبریدی یا آفگرید استفاده شود.

مصرف برق روزانه را محاسبه کنید

مصرف روزانه هر وسیله تعداد × توان × ساعات استفاده
وسیله تعداد توان زمان استفاده انرژی روزانه
لامپ LED ۶ ۱۰ وات ۵ ساعت ۳۰۰ Wh
تلویزیون ۱ ۱۲۰ وات ۴ ساعت ۴۸۰ Wh
یخچال ۱ ۱۵۰ وات ۸ ساعت معادل ۱۲۰۰ Wh
لپ‌تاپ ۲ ۶۰ وات ۴ ساعت ۴۸۰ Wh
پمپ آب ۱ ۷۵۰ وات ۱ ساعت ۷۵۰ Wh
مودم و تجهیزات سبک ۱ مجموعه ۳۰ وات ۱۲ ساعت ۳۶۰ Wh
نتیجه نمونه مجموع مصرف روزانه: ۳٫۵۷ کیلووات‌ساعت

برای جبران تلفات کابل، اینورتر، باتری و کنترلر باید حاشیه اطمینان نیز در نظر گرفته شود.

ظرفیت پنل خورشیدی را محاسبه کنید

توان آرایه خورشیدی مصرف روزانه ÷ (ساعات آفتاب مؤثر × ضریب عملکرد)

برای مصرف ۳٫۵۷ کیلووات‌ساعت، ۵ ساعت آفتاب مؤثر و ضریب عملکرد ۰٫۷۵:

۳۵۷۰ ÷ (۵ × ۰٫۷۵) = ۹۵۲ وات
۹۵۲ × ۱٫۲۵ = ۱۱۹۰ وات
پیشنهاد عملی حدود ۱٫۲ تا ۱٫۵ کیلووات پنل خورشیدی

با پنل ۵۵۰ وات، سه پنل ظرفیت نصب‌شده ۱۶۵۰ وات ایجاد می‌کنند.

ولتاژ مدار باز استرینگ در سردترین دمای محل نباید از حداکثر ولتاژ DC اینورتر بیشتر شود.

توان اینورتر را چگونه انتخاب کنیم؟

توان پیشنهادی اینورتر توان هم‌زمان بارها × ضریب اطمینان

اگر مجموع بارهای هم‌زمان ۱۲۳۰ وات باشد و ضریب اطمینان ۱٫۵ در نظر گرفته شود:

۱۲۳۰ × ۱٫۵ = ۱۸۴۵ وات
انتخاب مناسب اینورتر سینوسی خالص ۳ کیلووات

وجود پمپ و یخچال باعث می‌شود توان لحظه‌ای یا Surge نیز در انتخاب دستگاه لحاظ شود.

ظرفیت باتری را محاسبه کنید

ظرفیت اسمی باتری انرژی موردنیاز ÷ (عمق دشارژ × راندمان باتری × راندمان اینورتر)

برای مصرف ۳۵۷۰ وات‌ساعت، عمق دشارژ ۸۰ درصد، راندمان باتری ۹۵ درصد و راندمان اینورتر ۹۲ درصد:

۳۵۷۰ ÷ (۰٫۸ × ۰٫۹۵ × ۰٫۹۲) = ۵۱۰۵ Wh
پیشنهاد نمونه باتری لیتیومی حدود ۵ تا ۶ کیلووات‌ساعت

یک باتری ۵۱٫۲ ولت ۱۰۰ آمپرساعت حدود ۵٫۱۲ کیلووات‌ساعت ظرفیت نامی دارد.

فقط ظرفیت انرژی کافی نیست

جریان دشارژ مجاز باتری و BMS باید با جریان موردنیاز اینورتر سازگار باشد.

شارژکنترلر مناسب را انتخاب کنید

جریان تقریبی شارژ توان پنل ÷ ولتاژ باتری
۱۶۵۰ ÷ ۴۸ = ۳۴٫۴ آمپر
۳۴٫۴ × ۱٫۲۵ = ۴۳ آمپر
پیشنهاد اولیه شارژکنترلر حداقل ۵۰ آمپر برای سیستم ۴۸ ولت

محدوده ولتاژ MPPT، حداکثر ولتاژ مدار باز، جریان ورودی و توان مجاز پنل باید بررسی شوند.

ولتاژ ۱۲، ۲۴ یا ۴۸ ولت؟

ولتاژ سیستم کاربرد تقریبی مزیت
۱۲ ولت سیستم بسیار کوچک سادگی تجهیزات
۲۴ ولت سیستم کوچک تا متوسط جریان کمتر از ۱۲ ولت
۴۸ ولت سیستم متوسط و بزرگ کاهش جریان و افت ولتاژ
جریان DC توان ÷ ولتاژ

برای بار ۳۰۰۰ وات، جریان در ۱۲ ولت حدود ۲۵۰ آمپر، در ۲۴ ولت حدود ۱۲۵ آمپر و در ۴۸ ولت حدود ۶۲٫۵ آمپر است.

کابل و تجهیزات حفاظتی را فراموش نکنید

  • فیوز یا کلید DC رشته پنل
  • کلید قطع DC مناسب
  • حفاظت اضافه‌ولتاژ DC و AC
  • فیوز نزدیک باتری
  • کلید حفاظتی خروجی AC
  • سیستم ارت و هم‌بندی
  • کابل خورشیدی استاندارد
  • تابلو با درجه حفاظت مناسب
نکته ایمنی

سطح مقطع کابل باید براساس جریان، طول مسیر، دمای محیط، روش نصب و افت ولتاژ انتخاب شود.

نمونه کامل انتخاب سیستم خورشیدی

مصرف روزانه ۳٫۵۷ kWh
بار هم‌زمان ۱٫۲۳ kW
پنل پیشنهادی ۳ × ۵۵۰ W
اینورتر ۳ کیلووات
باتری حدود ۵٫۱ kWh
ولتاژ سیستم ۴۸ ولت
پیشنهاد نمونه آموزشی سیستم آفگرید ۴۸ ولت با اینورتر ۳ کیلووات، سه پنل ۵۵۰ وات و باتری ۵۱٫۲ ولت ۱۰۰ آمپرساعت

نتیجه نهایی باید با تابش محل، دمای محیط، سایه، توان استارت پمپ و محدوده MPPT بررسی شود.

چک‌لیست پیش از خرید سیستم خورشیدی

  • نوع سیستم مشخص شده باشد
  • مصرف روز و شب ثبت شده باشد
  • توان استارت موتور بررسی شده باشد
  • تابش محل مشخص باشد
  • فضای بدون سایه وجود داشته باشد
  • ولتاژ و جریان پنل با MPPT سازگار باشد
  • عمق دشارژ باتری لحاظ شده باشد
  • جریان BMS کافی باشد
  • کابل و حفاظت طراحی شده باشند
  • امکان توسعه آینده بررسی شود

سؤالات رایج درباره انتخاب سیستم خورشیدی

ابتدا نوع سیستم و سپس مصرف روزانه و توان هم‌زمان وسایل مشخص می‌شود.

خیر. توان، ولتاژ و جریان آرایه باید با اینورتر و شارژکنترلر سازگار باشد.

معمولاً بله، زیرا جریان DC و افت ولتاژ نسبت به سیستم ۱۲ یا ۲۴ ولت کمتر می‌شود.

خیر. مشخصات واقعی تجهیزات، تابش، دما، سایه و شرایط نصب باید بررسی شوند.

طراحی سیستم خورشیدی

تجهیزات مناسب پروژه خود را محاسبه کنید

فهرست مصرف‌کننده‌ها، ساعات استفاده و شرایط محل را مشخص کنید تا ظرفیت اولیه سیستم تعیین شود.

محاسبه آنلاین در سولارسنج دریافت مشاوره
اشتراک‌گذاری مقاله