Suggerimenti tecnici

Progettare un sistema energetico "ibrido" basato sulle batterie

Designing

Comprendere il processo di progettazione:

Fai un piano prima di acquistare e installare il tuo sistema energetico ibrido a batteria. Se non pianifichi attentamente il processo di progettazione del tuo sistema energetico, il tuo investimento potrebbe rivelarsi sub-ottimale e più costoso del previsto!

I seguenti passi dovrebbero essere seguiti per progettare il vostro sistema energetico ibrido, valido sia per sistemi mobili, marini, off-grid o altri sistemi energetici, incluso il solare fotovoltaico.

Quando si progetta un sistema energetico, seguire le fasi di progettazione. Naturalmente è necessario farlo con precisione. Siate consapevoli che queste sono linee guida per i progettisti per capire il processo generale di mettere insieme il sistema energetico.

Progettare il sistema non è un colpo unico. Provate diverse ipotesi per vedere i risultati e confrontateli per arrivare al progetto ottimale.

Le fasi di progettazione sono le seguenti:

  • Calcolo del carico energetico e selezione della tensione del sistema
  • Per un sistema ad energia solare, sono necessari un'indagine delle risorse solari e la selezione dei moduli fotovoltaici
  • Dimensionamento e selezione delle batterie
  • Dimensionamento e selezione dell'inverter (e del regolatore di carica solare quando il fotovoltaico è nel sistema)
  • Sizing and Selection of the battery charger
  • Dimensionamento e selezione del generatore DC o AC quando necessario
  • Dimensionamento e selezione della distribuzione AC e DC, monitoraggio delle batterie e monitoraggio e controllo del sistema
  • Infine, quando il sistema è stato progettato. È necessaria la selezione e il dimensionamento del cablaggio, dei fusibili, degli interruttori e dei componenti di installazione.
  • Dopo l'installazione controllo dell'impianto e avvio iniziale e prima ispezione/messa in funzione del sistema
  • Durante gli anni vi consigliamo di fare un'ispezione regolare del sistema e di essere consapevoli della manutenzione richiesta per il sistema.

Considerazioni sulla pianificazione

  • Il sistema energetico è un investimento relativamente grande. Questo è un motivo principale per cui le persone spesso non possono permettersi di comprare un sistema energetico perfettamente dimensionato tutto in una volta. Se questo è il caso, pianificate il sistema da costruire in fasi. Iniziando con meno apparecchi e aumentando l'uso di energia quando il sistema è cresciuto o è completato.
  • Quando progettate un sistema energetico, tenete presente che nella maggior parte dei casi il consumo di energia crescerà. Tenete presente che l'aggiunta di componenti di sistema come le batterie non è sempre possibile, sia per gli aspetti tecnici che per i vincoli di spazio e di dimensioni.
  • È consigliabile avere una piantina/un piano di installazione che mostri dove il sistema deve essere installato. Così c'è un'immagine chiara di quali attrezzature con le loro dimensioni fisiche si adatteranno.
  • Mantenere i sistemi il più semplice possibile. Più complesso rendete il sistema, maggiore è la possibilità che vada male o peggio ancora che non riusciate a farlo funzionare. Un altro problema che può verificarsi è che l'operatore/utente finale/proprietario della barca del sistema non capisce il sistema e si lamenterà di questo anche nel dominio pubblico. Questo si tradurrà in chiamate post vendita e di servizio e potrebbe danneggiare l'immagine dell'installatore o anche il marchio Whisper Power.
  • Se state confrontando sistemi di marche diverse, controllate la qualità, le prestazioni, la funzionalità piuttosto che andare solo per il prezzo più basso.
  • Stimare i carichi in modo realistico e attento. La sovrastima del carico aumenterà i costi del sistema in modo significativo. Una sottostima del carico porterà a continui problemi alla batteria e/o a lunghe ore di funzionamento del gruppo elettrogeno. Considerando le applicazioni professionali (critiche): nel peggiore dei casi il lavoro da svolgere viene interrotto per mancanza di energia.

Tensione del sistema

La tensione di sistema è la tensione nominale alla quale lavorano le batterie, gli inverter e i regolatori di carica. Nella maggior parte dei casi si tratta di una tensione di 12, 24 o 48 Volt DC. Offriamo per tutti questi livelli di tensione delle batterie sistemi e prodotti energetici. Nei casi in cui la necessità di potenza è alta, scegliamo sistemi a 24Volt DC, o in alcuni casi anche a 48Volt DC a seconda delle esigenze specifiche e delle necessità di potenza.

Fabbisogno energetico totale giornaliero del sistema - calcoli importanti

Quanta energia è necessaria per alimentare un sistema ogni giorno?

Cominciate a fare una lista di tutte le luci e degli altri apparecchi che devono essere alimentati. Più apparecchi si possono avere con un basso fabbisogno energetico, meglio è. Il fabbisogno energetico del carico giornaliero è la quantità di energia richiesta ogni giorno per fornire energia al carico come lampade e altri apparecchi. Si misura in watt-ora o in ampere-ora. La somma di tutti i consumi energetici dei singoli apparecchi dà l’uso giornaliero. Separare gli apparecchi alimentati da DC (collegati direttamente alla batteria / nella maggior parte dei casi 12 o 24 Volt a volte 48 Volt) e gli apparecchi AC che sono collegati a un inverter o a un generatore o anche alla rete elettrica quando questa è disponibile. Calcolo dell’energia di carico e selezione del sistema VoltageThere sono due metodi comuni di calcolo del consumo di energia in sistemi energetici basati su batterie. I due metodi sono:

  • Ampere-ora
  • Watt-ora

Se si fa il calcolo correttamente, entrambi i calcoli arrivano allo stesso utilizzo di energia.

Nella maggior parte dei casi i calcoli sono fatti con il metodo degli Ampere-ora che è spesso usato nelle applicazioni professionali e ricreative in ambiente mobile e marino. Per i sistemi solari spesso si usa il metodo dei Watt-ora. Questo è più facile perché la produzione di energia dei moduli solari con regolatori di carica MPPT può essere calcolata con il metodo dei Watt-ora. Infine convertiamo i Watt-ora in Ampere-ora quando dobbiamo comunque dimensionare la batteria.

Preferiamo fare entrambi quando i sistemi diventano più grandi. La conversione da uno all’altro può essere fatta facilmente.

Calcolare la domanda di energia del carico giornaliero in Watt-ore/giorno.

Si può compilare la lista di carico DC dove mettiamo gli apparecchi, la quantità di apparecchi che abbiamo per esempio 10 luci, la potenza nominale degli apparecchi e il tempo in ore che gli apparecchi saranno usati in un periodo di 24 ore. Vedi sotto un esempio di una lista di carico DC. In questo caso calcolato in Watt ore al giorno. La conversione in Ah al giorno è la seguente formula:

Utilizzo in Ah = (utilizzo in Watt ore/giorno) / Tensione DC del sistema (vedi tabella 1)

Per gli apparecchi AC si può fare una lista di carico simile. Vedi sotto la lista di carico AC. In questo caso colleghiamo tutti questi apparecchi a un inverter (come il Super Inverter di WhisperPowero da 4, 7 e 14kVA). In pratica, è possibile estendere la lista dei carichi e inserire anche tutti gli altri carichi che devono essere collegati alla corrente di terra e o al generatore, a seconda della configurazione del sistema. Come il concetto Octo-Power plus con un grande inverter e il Super Charger che funziona con la rete elettrica (da terra) e i sistemi Whisper Power Piccolo e Scalino Genverter su AC o DC. (vedi tabella 2)
In questo esempio abbiamo il seguente consumo dalla batteria e una panoramica del consumo totale di Ah e Wh della batteria:

Il passo successivo sarà quello di selezionare la configurazione del sistema e calcolare e scegliere tutti i componenti del sistema necessari come il tipo e la tecnologia della batteria e la capacità del sistema. Anche la capacità dell’inverter e del generatore deve essere calcolata. Più accurate e realistiche saranno le liste di carico, più accurata sarà la progettazione del sistema energetico ibrido.
Spiegheremo gli altri passi in un altro suggerimento.