hubungan panel solar dan bateri | Panduan Pakar Quenenglighting

Memahami Hubungan Simbiotik: Panel Suria dan Bateri dalam Pencahayaan Suria

Menavigasi kerumitan perolehan lampu solar memerlukan pemahaman yang mendalam tentang cara panel solar dan bateri berfungsi secara harmoni. Artikel komprehensif ini menjawab soalan utama untuk profesional dan pembeli, meliputi saiz sistem, pemilihan jenis bateri, pengoptimuman jangka hayat dan peranan penting pengawal cas. Lengkapkan diri anda dengan pengetahuan untuk mereka bentuk dan membeli penyelesaian pencahayaan solar yang cekap dan cekap yang disesuaikan dengan keperluan projek anda dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan keberkesanan kos.

Bagaimanakah Panel Suria dan Bateri Bekerja Bersama dalam Sistem Pencahayaan Suria?

Dalam sistem pencahayaan suria, panel solar, bateri, dan pengawal cas membentuk sistem yang saling berkaitan yang direka untuk menangkap tenaga, penyimpanan dan penggunaan. Panel solar (modul fotovoltaik) bertanggungjawab untuk menukar cahaya matahari kepada arus terus (DC) elektrik. Elektrik ini kemudiannya mengalir ke pengawal cas, yang bertindak sebagai 'otak' sistem, mengawal voltan dan arus untuk mengecas bateri dengan selamat dan cekap. Bateri berfungsi sebagai unit simpanan tenaga, mengumpul tenaga elektrik yang dijana oleh panel solar pada siang hari. Apabila cahaya matahari tidak tersedia, seperti pada waktu malam atau semasa cuaca mendung, tenaga yang tersimpan dalam bateri menghidupkan lekapan lampu LED. Kitaran berterusan ini memastikan pencahayaan yang boleh dipercayai tanpa bergantung pada grid.

Saiz Sistem Anda: Bagaimana Memadankan Panel Suria dan Bateri untuk Prestasi Optimum?

Saiz yang betul adalah penting untuk jangka hayat dan kebolehpercayaan sistem lampu suria. Ia melibatkan pemadanan kapasiti penjanaan kuasa panel solar dengan kapasiti storan bateri untuk memenuhi penggunaan tenaga yang diperlukan bagi lekapan lampu. Langkah-langkah utama termasuk:

1. Tentukan Penggunaan Beban:Kira jumlah Watt-jam (Wh) yang diperlukan oleh lekapan lampu setiap malam (cth, watt LED × jam operasi).
2. Kenal pasti Waktu Puncak Matahari (PSH):Cari purata waktu matahari puncak harian untuk lokasi geografi khusus anda. Data ini penting kerana ia mewakili jam keamatan matahari penuh yang setara.
3. Kira Kapasiti Bateri:Berdasarkan penggunaan beban dan hari autonomi yang dikehendaki (berapa hari sistem boleh berjalan tanpa matahari), kira kapasiti bateri yang diperlukan dalam Ampere-hours (Ah) atau Watt-hours (Wh). Pertimbangkan Depth of Discharge (DoD) bateri – untuk asid plumbum, biasanya 50%; untuk LiFePO4, 80-100%. Pengiraan biasa ialah:Kapasiti Bateri (Wj) = (Beban Harian (Wj) × Hari Autonomi) / DoD Maks.
4. Kira Saiz Panel Suria:Panel mesti menjana tenaga yang mencukupi untuk mengisi semula bateri setiap hari dan menampung kerugian. Formula biasa ialah:Watt Panel (Wp) = (Beban Harian (Wh) × Faktor Kehilangan Sistem) / PSH. Selalunya disyorkan untuk membesarkan sedikit panel (sebanyak 15-30%) untuk mengambil kira hari mendung, degradasi panel dan kesan suhu.

Contohnya, lampu jalan yang memerlukan 50Wj setiap malam di kawasan dengan 4 PSH dan memerlukan 3 hari autonomi dengan bateri LiFePO4 (80% DoD) memerlukan bateri lebih kurang (50 Wj/hari * 3 hari) / 0.8 = 187.5 Wh. Memfaktorkan kerugian sistem (sekitar 20-30%), panel 50Wp mungkin mencukupi: (50 Wj/hari * 1.25 faktor kerugian) / 4 PSH ≈ 15.6 Wp, tetapi biasanya panel 50Wp hingga 80Wp dipilih untuk memastikan pengecasan yang konsisten dan mengambil kira variasi bermusim.

Jenis Bateri manakah yang Terbaik? Panduan Perolehan Lampu Suria

Pilihan bateri memberi kesan ketara kepada prestasi, kos dan jangka hayat sistem pencahayaan solar. Dua jenis yang dominan ialah Asid Plumbum dan Litium-ion, dengan Litium Besi Fosfat (LiFePO4) merupakan kimia litium yang paling lazim dalam pencahayaan suria kerana keselamatan dan kestabilannya:

• Bateri Asid Plumbum (GEL, AGM, Banjir):Ini secara tradisinya lebih berpatutan di muka. Walau bagaimanapun, ia mempunyai hayat kitaran yang lebih pendek (300-1000 kitaran pada 50% DoD), ketumpatan tenaga yang lebih rendah, lebih berat, dan sensitif kepada luahan dalam dan turun naik suhu. Bateri asid plumbum yang dibanjiri juga memerlukan penyelenggaraan yang kerap (menambah air). Kecekapan mereka biasanya 70-85%.
• Bateri Lithium Iron Phosphate (LiFePO4):Walaupun mempunyai kos pendahuluan yang lebih tinggi, bateri LiFePO4 menawarkan kelebihan jangka panjang yang ketara. Mereka mempunyai hayat kitaran yang lebih lama (2,000-6,000 kitaran pada 80-100% DoD), ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, berat yang lebih ringan, keupayaan pengecasan yang lebih pantas, kestabilan terma yang sangat baik, dan hampir bebas penyelenggaraan. Kecekapan mereka adalah lebih tinggi pada 90-99%. Untuk projek pencahayaan suria moden, terutamanya di mana kebolehpercayaan jangka panjang dan jumlah kos pemilikan (TCO) yang lebih rendah adalah keutamaan, LiFePO4 ialah pilihan pilihan.

Memaksimumkan Umur Panjang: Faktor yang Mempengaruhi Jangka Hayat Bateri Panel Suria

Jangka hayat bateri solar bukan semata-mata ditentukan oleh jenisnya tetapi juga oleh cara ia digunakan dan diselenggara. Faktor utama yang mempengaruhi jangka hayat bateri termasuk:

• Kedalaman Nyahcas (DoD):Pelepasan yang lebih dalam (mengalirkan bateri lebih banyak) mengurangkan hayat kitarannya. Bateri tahan lebih lama apabila dilepaskan ke DoD yang lebih cetek.
• Suhu:Suhu yang melampau (panas dan sejuk) boleh merendahkan prestasi bateri dengan ketara dan memendekkan jangka hayat. Untuk LiFePO4, suhu tinggi mempercepatkan kapasiti pudar, manakala sejuk melampau boleh mengurangkan kapasiti yang boleh digunakan dan kadar pengecasan impak.
• Kadar Caj/Pengeluaran:Mengecas atau menyahcas bateri terlalu cepat boleh menekankan komponen dalamannya dan mengurangkan kecekapan.
• Pengecasan yang betul:Pengecasan berlebihan atau kurang pengecasan boleh menyebabkan kerosakan yang tidak dapat dipulihkan. Pengecasan yang berlebihan boleh menyebabkan pemanasan terlampau dan kerosakan elektrolit (dalam asid plumbum), manakala pengecasan yang kurang (terutamanya dalam asid plumbum) boleh menyebabkan sulfasi, mengurangkan kapasiti.
• Penyelenggaraan (untuk Asid Plumbum):Pemeriksaan biasa pada tahap elektrolit dan graviti tentu adalah penting untuk bateri asid plumbum yang dibanjiri.
• Kualiti Komponen:Sistem pengurusan bateri (BMS) berkualiti tinggi untuk bateri LiFePO4 adalah penting untuk pengimbangan sel, perlindungan cas/pelepasan berlebihan dan pengurusan suhu, secara langsung menyumbang kepada jangka hayat bateri.

Peranan Pengawal Caj: Mengoptimumkan Aliran Kuasa dan Kesihatan Bateri

Pengawal caj ialah perantara penting antara panel solar dan bateri, memainkan peranan penting dalam mengoptimumkan pemindahan kuasa dan melindungi bateri. Dua jenis utama ialah Pulse Width Modulation (PWM) dan Maximum Power Point Tracking (MPPT):

• Pengawal Caj PWM:Ini lebih mudah dan secara amnya lebih murah. Mereka bekerja dengan mengurangkan voltan daripada panel solar untuk memadankan voltan bateri semasa peringkat pengecasan pukal dan kemudian