Technische tips

Ontwerp van een "hybride" energiesysteem op basis van batterijen

Designing

Inzicht in het ontwerpproces:

Maak een plan voordat u uw op batterijen gebaseerd hybride energiesysteem koopt en installeert. Als u het ontwerpproces van uw energiesysteem niet zorgvuldig plant, kan uw investering suboptimaal blijken en duurder uitvallen dan bedoeld!

De volgende stappen dienen te worden gevolgd bij het ontwerpen van uw hybride energiesysteem. Dit geldt zowel voor mobiele, maritieme, off-grid of andere energiesystemen inclusief zon-PV.

Volg bij het ontwerpen van een energiesysteem de ontwerpstappen. Natuurlijk moet u het precies doen. Let op: dit zijn richtlijnen voor ontwerpers om het totale proces van het samenstellen van het energiesysteem te begrijpen.

Het ontwerpen van het systeem is geen eenmalige actie. Probeer verschillende aannames uit om de resultaten te zien en vergelijk deze om tot het optimale ontwerp te komen.

The design steps are as follows:

  • Berekening van de energiebelasting en selectie van de systeemspanning
  • Voor een op zonne-energie werkend systeem is een overzicht van de zonnebronnen en de selectie van de PV-modules nodig
  • Dimensionering en selectie van de batterijen
  • Dimensionering en selectie van de omvormer (en zonne-laadregelaar wanneer fotovoltaïsche cellen in het systeem zijn opgenomen)
  • Dimensionering en selectie van de acculader
  • dimensionering en selectie van de DC of AC generator indien nodig
  • Dimensionering en selectie van de AC en DC-distributie, batterijbewaking en systeembewaking en -controle
  • Tenslotte, wanneer het systeem is ontworpen. De selectie en dimensionering van bedrading, zekeringen, schakelaars en installatiecomponenten is vereist.
  • Na installatie systeemcontrole en eerste inbedrijfstelling en eerste inspectie/inbedrijfstelling van het systeem
  • Gedurende de jaren adviseren wij u het systeem regelmatig te inspecteren en op de hoogte te zijn van het vereiste onderhoud van het systeem.

Planning considerations

  • Het energiesysteem is een relatief grote investering. Dit is een van de voornaamste redenen waarom mensen het zich vaak niet kunnen veroorloven om in één keer een perfect formaat energiesysteem aan te schaffen. Als dit het geval is, moet het systeem in fasen worden opgebouwd. Begin met minder apparaten en verhoog het energiegebruik wanneer het systeem is gegroeid of voltooid.
  • Wanneer u een energiesysteem plant, moet u er rekening mee houden dat het energieverbruik in de meeste gevallen zal toenemen. Het toevoegen van systeemcomponenten, zoals batterijen, is niet altijd mogelijk, zowel vanuit technisch oogpunt als vanuit het oogpunt van afmetingen en ruimte.
  • Het is raadzaam om een plattegrond/installatieplan te hebben waarop te zien is waar het systeem moet worden geïnstalleerd. Zo is duidelijk welke apparatuur met zijn fysieke afmetingen zal passen.
  • Houd systemen zo eenvoudig mogelijk. Hoe complexer je het systeem maakt, hoe groter de kans dat het fout gaat of erger nog dat je het niet aan de praat krijgt. Een ander probleem dat zich kan voordoen is dat de operator/eindgebruiker/booteigenaar van het systeem het systeem niet begrijpt en hierover zal klagen, zelfs in het publieke domein. Dit zal resulteren in after sales en service calls en kan het imago van de installateur of zelfs het Whisper Power merk schaden.
  • Als u systemen van verschillende merken vergelijkt, controleer dan de kwaliteit, de prestaties en de functionaliteit in plaats van alleen voor de laagste prijs te gaan.
  • Maak een realistische en zorgvuldige schatting van de belasting. Overschatting van de belasting zal de kosten van het systeem aanzienlijk verhogen. Onderschatting van de belasting leidt tot voortdurende accuproblemen en/of lange bedrijfsuren van het aggregaat. Voor (kritische) professionele toepassingen: in het ergste geval wordt het uit te voeren werk stilgelegd omdat er een tekort aan energie is.

Systeemspanning

De systeemspanning is de nominale spanning waarbij accu’s, omvormers en laadregelaars werken. In de meeste gevallen is dit een 12, 24 of 48 Volt gelijkspanning. Wij bieden voor al deze batterijspanningsniveaus energiesystemen en producten aan. In gevallen waar de vermogensbehoefte hoog is, kiezen wij voor 24Volt DC, of in sommige gevallen zelfs 48Volt DC systemen, afhankelijk van de specifieke eisen en vermogensbehoefte.

Totale dagelijkse energiebehoefte van het systeem - belangrijke berekeningen

Hoeveel energie is er nodig om een systeem elke dag van stroom te voorzien?

Begin met het maken van een lijst van alle lampen en andere apparaten die van stroom moeten worden voorzien. Hoe meer apparaten u kunt krijgen met een lage energiebehoefte, hoe beter het is. De dagelijkse energiebehoefte is de hoeveelheid energie die elke dag nodig is om de belasting, zoals lampen en andere apparaten, van energie te voorzien. Dit wordt gemeten in watt-uren of ampère-uren. De som van het energieverbruik van alle afzonderlijke apparaten samen geeft het dagelijkse verbruik. Scheid de apparaten die gevoed worden door gelijkstroom (direct aangesloten op de accu /in de meeste gevallen 12 of 24 Volt soms 48 Volt) en AC apparaten die aangesloten zijn op een omvormer en/of generator of zelfs netstroom als deze beschikbaar is. Berekening van de energiebelasting en keuze van de systeemspanningEr zijn twee gangbare methoden om het energieverbruik in batterijsystemen te berekenen. De twee methoden zijn:

  • Ampère-uur
  • Watt-uur

Als u de berekening goed uitvoert, komen beide berekeningen op hetzelfde energieverbruik uit.

In de meeste gevallen worden berekeningen gemaakt met de Ampère-uur methode, die vaak wordt gebruikt in de professionele en recreatieve toepassingen in mobiele en maritieme omgevingen. Voor zonne-energie gerelateerde systemen wordt vaak de Watt-uur methode gebruikt. Dit is eenvoudiger omdat de energieproductie van zonnepanelen met MPPT laadregelaars kan worden berekend met de Watt-uur methode. Tenslotte rekenen we Watt-uur om naar Ampère-uur als we de accu toch moeten dimensioneren.

Wij geven er de voorkeur aan beide te doen wanneer de systemen groter worden. De omrekening van het een naar het ander kan gemakkelijk worden gedaan.

Bereken de dagelijkse energiebehoefte van de belasting in Watt-uur / dag.

U kunt de DC loadlist invullen waar we de apparaten invullen, het aantal apparaten dat we hebben bijvoorbeeld 10 lampen, het vermogen van de apparaten en de tijd in uren dat de apparaten gebruikt zullen worden in een periode van 24 uur. Zie hieronder een voorbeeld van een DC loadlist. In dit geval berekend in Watt uur per dag. Omrekenen naar Ah per dag gaat met de volgende formule:

Verbruik in Ah = (verbruik in Watturen/dag) / systeem DC spanning (zie tabel 1)

Voor de AC apparaten kunt u een vergelijkbare belastingslijst maken. Zie hieronder de AC belastingslijst. In dit geval sluiten we al deze apparaten aan op een omvormer (zoals de Super Inverter van WhisperPower met een vermogen van 4, 7 en 14kVA). In de praktijk kun je de belastingslijst uitbreiden en ook alle andere belastingen opnemen die op walstroom en/of generatorstroom moeten worden aangesloten, afhankelijk van de systeemopstelling. Zoals het Octo-Power plus concept met grote omvormer en de Super Charger die op netstroom (walstroom) werkt en Whisper Power Piccolo en Scalino Genverter systemen op AC of DC. (zie tabel 2)
In dit voorbeeld hebben we het volgende verbruik van de accu en een overzicht van het totale accu Ah en Wh verbruik:

De volgende stap is het kiezen van de systeemopstelling en het berekenen en kiezen van alle benodigde systeemcomponenten zoals het accutype en de accutechnologie en de systeemcapaciteit. Ook het vermogen van de omvormer en de generator moet worden berekend. Hoe nauwkeuriger en realistischer de belastingslijsten zijn, des te nauwkeuriger kunnen we het hybride energiesysteem ontwerpen.
We zullen de andere stappen in een andere tip toelichten.