يوم الطاقة الشمسية الممطرة مع بطارية مدعومة 15 كيلو وات في الساعة

مقدمة في الأداء الشمسي في ظروف الأمطار

في الفلبين ، حيث تحظى الطاقة بالطاقة الشمسية بشعبية متزايدة بسبب أشعة الشمس الوفيرة ، والطقس الممطر ، وخاصة خلال موسم الرياح الموسمية (يونيو إلى نوفمبر)-تواجه تحديات أنظمة الطاقة الشمسية. إعداد نموذجي مع ستة لوحات ضوئية 550W ، وعاكس 5 كيلوواط ، وبطارية ليثيوم 15 كيلووات في الساعةتم تصميمه لتشغيل الأسر الصغيرة إلى المتوسطة. ومع ذلك ، فإن الأيام الغائمة والممطرة تقلل من الإنتاج الشمسي ، مما يؤثر على شحن البطارية واستخدام الطاقة اليومي. تبحث هذه المقالة في كيفية أداء مثل هذا النظام في الفلبين أثناء الطقس الممطر ، وتأثيره على دورات تفريغ الرسوم ، والآثار المترتبة على الحياة اليومية ، استنادًا إلى البيانات الإقليمية وخبرات المستخدم.

نظرة عامة على النظام والأداء الأساسي

يتكون النظام:

• ستة لوحات شمسية 550W: إجمالي السعة 3.3KW ، إنتاج 13-16 kwh يوميًا مع 4-5 ساعات من أشعة الشمس الذروة ، بافتراض كفاءة 22 ٪.
• 5KW العاكس الهجين: يحول DC إلى AC ويدير شحن البطارية ، مع الحد الأقصى لإدخال تيار ~ 11-13 A لكل MPPT.
• بطارية ليثيوم 15 كيلووات في الساعة: عادةً LIFEPO4 ، مع عمق 90 ٪ من التفريغ (DOD) ، 6 ، 000-8 ، {4}} دورات ، و {5}} سنوات العمر.

في الظروف المثالية (سماء صافية ، 5 ساعات من ضوء الشمس) ، تولد الألواح طاقة كافية لشحن البطارية 15 كيلو واط ساعة وأحمال النهار (على سبيل المثال ، 2-3 كيلو وات ساعة للأجهزة). ومع ذلك ، فإن الطقس الممطر يقلل من الإشعاع الشمسي ، مما يؤثر على أداء النظام.

توليد الطاقة الشمسية في الأيام الممطرة في الفلبين

تتلقى الفلبين 5. 68-6. 08 كيلو واط/م²/يوم من التشعيع الشمسي ، ولكن الظروف الغائمة والممطرة تقلل من مؤشر الوضوح أدناه ، مما يشير إلى انخفاض ضوء الشمس بسبب الغطاء السحابي أو الضباب أو المطر. في أيام الأمطار الغزيرة ، قد ينخفض ​​الناتج الشمسي إلى 20-40 ٪ من المستويات المثلى ، اعتمادًا على كثافة السحابة ومدة هطول الأمطار.

• الإخراج المقدر: مع ستة لوحات 550W (3.3 كيلو وات) ، يوم ممطر مع 2-3 ساعات من أشعة الشمس المنتشرة (200-400 w/m²) تنتج 3-6 kwh يوميًا. على سبيل المثال ، لاحظت دراسة في Cebu أن نظام 2KW يولد حوالي 30 ٪ من ناتجه في يوم واضح أثناء المطر.
• الاختلافات الإقليمية: Metro Manila والمناطق الساحلية مثل Cavite Experize Rains Rains Rains ، مما يقلل من الإنتاج أكثر من المناطق الأكثر جفافًا مثل Cebu أو Davao. أبلغ أحد المستخدمين في مانيلا عن نظامه الذي يبلغ 3 كيلو وات في أيام الأمطار ، مقارنة بـ 12 كيلو واط ساعة في أيام واضحة.

التأثير على دورات تفريغ شحن البطارية

يؤثر الطقس الممطر على شحن وتفريغ بطارية الليثيوم 15 كيلو وات في الساعة:

• شحن الكفاءة: في الأيام الممطرة ، قد يشحن 3-6 kwh من الإدخال الشمسي فقط البطارية إلى سعة {1}} ٪ (3-6 kwh wwh قابلة للاستخدام). إذا كانت الأحمال النهارية تستهلك 2 كيلو وات ساعة ، فإن الشحن الصافي أقل ، مما يجبر الاعتماد على الطاقة المخزنة أو الشبكة.
• عمق التفريغ (DOD): يؤدي الشحن المحدود إلى تصريفات أعمق ، خاصة بالنسبة للأسر التي تحتوي على أحمال ليلية {0}}}. يمكن أن تقلل الدورات العميقة المتكررة (أقل من 20 ٪ من السعة) عمر البطارية بواسطة 10-15 ٪. يساعد نظام إدارة البطارية الذكي (BMS) عن طريق الحد من DOD لحماية طول العمر.
• تردد الدورة: تزيد مواسم الأمطار ركوب الدراجات اليومية ، حيث تعوض البطارية عن انخفاض المدخلات الشمسية. أشار أحد المستخدمين في بامبانجا إلى بطارية 15 كيلو واط في الساعة مرتين يوميًا خلال المطر المطول ، مقارنةً مرة واحدة في الأيام الصافية.
• آثار درجة الحرارة: درجة المناخ المداري للفلبين (23-34) ضمن النطاق الأمثل لبطاريات LIFEPO4 (25-35) ، لكن الرطوبة العالية (95 ٪ RH) في المناطق الساحلية تتطلب تصميمات مقاومة للتآكل.

التأثير على الاستخدام اليومي للأسرة

يؤثر أداء النظام في الأيام الممطرة على كيفية إدارة الأسر الطاقة:

• توافر الطاقة: بطارية 15 كيلو وات ساعة ، مشحونة بالكامل قبل المطر ، يمكنها تشغيل الأحمال الأساسية (على سبيل المثال ، الثلاجة ، الأضواء ، المعجبين) لساعات {1}} على 1-1. 2kw. ومع ذلك ، فإن الأيام الممطرة مع انخفاض الحد من المدخلات الشمسية إعادة شحن ، مما يقلل من وقت التشغيل. أبلغ مالك منزل Cebu عن نظامه الذي يدعم الأجهزة الحرجة لمدة 10 ساعات أثناء انقطاع التيار الكهربائي ولكنه يحتاج إلى نسخة احتياطية من الشبكة بعد ذلك.
• إدارة الحمل: يجب على المستخدمين إعطاء الأولوية للأجهزة ذات الطاقة المنخفضة (على سبيل المثال ، مصابيح LED ، 100W ؛ الثلاجة ، 200 واط) على الأجهزة عالية الطاقة (على سبيل المثال ، 1.5 حصان Aircon ، 1.2 كيلو وات). قام مستخدم مانيلا بتعديل الاستخدام عن طريق تشغيل Aircon ساعتين فقط يوميًا أثناء المطر ، ويمتد عمر البطارية.
• اعتماد الشبكة: أنظمة الشبكة المربوطة تكمل انخفاض الإخراج الشمسي ، لكن المستخدمين خارج الشبكة يواجهون تحديات. لاحظ أحد سكان كافيت مع إعداد خارج الشبكة التعديلات اليدوية المتكررة خلال الرياح الموسمية لتجنب استنفاد البطارية.
• قوة النسخ الاحتياطي: أثناء انقطاع التيار الكهربائي ، شائع في الفلبين أثناء الأعاصير ، توفر البطارية نسخة احتياطية موثوقة. ومع ذلك ، يجوز لأمطار طويلة (2-3}) استنفاد الاحتياطيات دون دعم الشبكة أو المولد.

الاعتبارات الفنية لظروف الأمطار

لتحسين الأداء خلال الطقس الممطر ، فكر في:

1. كفاءة اللوحة ووضعها:

• تعمل لوحات عالية الكفاءة (على سبيل المثال ، 550 واط مع كفاءة 22 ٪) بشكل أفضل في الإضاءة المنخفضة من نماذج الحوض المنخفض (على سبيل المثال ، 280W).
• الألواح الميل في 15-20 درجة لإلقاء مياه الأمطار والحطام ، مما يؤدي إلى تحسين التقاط الضوء المنتشر. أوصت مثبت Davao بألواح التنظيف بعد مسار استعادة 5-10 ٪.

2. العاكس وتحسين MPPT:

• يجب أن يتعامل وحدة تحكم MPPT الخاصة بـ 5KW Unverter مع ظروف الإضاءة المنخفضة. قد تتجاوز لوحات 550W الحد الأقصى لـ MPPT ، مقطوع الإخراج إلى حوالي 458 واط لكل لوحة ، لكنها تتفوق على 470 واط في ضوء منتشر.
• العاكسات الهجينة مع إدارة الحمل الذكية تعطي الأولوية لشحن البطارية خلال فترات مشمسة قصيرة.

3. تصميم البطارية:

• تعتبر بطاريات LIFEPO4 ذات الحياة العالية (6 ، 000+) و 90 ٪ DOD مثالية لركوب الدراجات المتكررة.
• حاويات مقاومة للتآكل (على سبيل المثال ، مدعومة من الزنك) تحمي من الهواء المالح والرطوبة في الفلبين الساحلية.

4. مراقبة النظام:

• تساعد تطبيقات مراقبة الوقت الفعلي على تعديل الأحمال. امتدح أحد المستخدمين في مدينة كويزون تطبيق نظامه لتنبيههم إلى مدخلات الطاقة الشمسية المنخفضة ، مما يتيح تقنين الطاقة الاستباقية.

المقارنة: ممطر مقابل أيام واضحة

أبلغ أحد المستخدمين في Bacolod إلى أن نظامه الذي تبلغ مساحته 15 كيلو واط ساعة ، استوفى 90 ٪ من الاحتياجات في أيام واضحة ولكن 50 ٪ فقط خلال الأمطار الغزيرة ، مما يتطلب تخطيطًا دقيقًا.

تخفيف تحديات يوم ممطر

• إضافة لوحات: زيادة إلى 8-10 الألواح (4. 4-5.
• الإعداد الهجين: أنظمة ربط الشبكة تضمن قوة دون انقطاع ، كما يظهر في أسرة مانيلا أنقذ 60 ٪ على الفواتير على الرغم من الأمطار.
• كفاءة الطاقة: استخدام مصابيح LED وأجهزة العاكس لخفض الاستهلاك. يقوم مستخدم Cavite بتخفيض الأحمال بنسبة 20 ٪ مع أجهزة فعالة.
• مولد النسخ الاحتياطي: بالنسبة للأنظمة خارج الشبكة ، يمكن لمولد صغير (2 كيلوواط) شحن البطارية أثناء الأمطار المطولة.

خاتمة

نظام شمسي يحتوي على ستة لوحات 550 واط ، وعاكس 5 كيلو وات ، وبطارية ليثيوم 15 كيلو واط ساعة تعمل بشكل موثوق في الفلبين ولكنها تواجه ناتج مخفضة (3-6 kwh) في أيام ممطرة ، مما يؤثر على شحن البطارية والاستخدام اليومي. من خلال تحسين وضع اللوحة ، واستخدام المكونات المقاومة للتآكل ، وإدارة الأحمال ، يمكن للأسر تخفيف هذه التحديات. لأصحاب المنازل الساحليين الذين يبحثون عن حلول قوية ،طاقة مثيرةيوفر بطارية شمسية مدعومة 15 كيلو واط ساعة ، مصممة للمتانة في البيئات المالحة الرطبة ، مما يضمن تخزين طاقة موثوق على مدار السنة.