Quanti pannelli solari sono necessari per un inverter 10kva?

Kilovolt amps è una misura di potenza apparente ma non di potenza reale. È semplicemente una dichiarazione di 1.000 ampere di volt. A volte è usato per rappresentare quanta potenza richiede un dispositivo invece di watt (per qualsiasi motivo). Ricevo spesso una domanda quando aiutare gli altri a installare l'attrezzatura solare che iniziano dicendo qualcosa come "Voglio sempre 5.000 watt disponibili, 24 ore al giorno". Stanno essenzialmente dicendo che i loro pannelli solari e le batterie dovrebbero sempre fornire loro una certa quantità di potenza in qualsiasi momento (che in questo caso è 5 kW). Ma è una misura del flusso di corrente necessario per guidare un particolare dispositivo come un frullatore da 500W o un asciugacapelli da 1.850W. Quando si pensa in termini di potenza dobbiamo introdurre il concetto di tempo e questo è il motivo per cui credo che la gente introduca l'unità kVa.

Per capire questo, supponiamo che io abbia una batteria che può fornire 500W a 24 volt per 10 minuti e collego un frullatore da 500W a 24 volt DC. Ciò significa che la batteria può far funzionare il frullatore per 10 minuti prima che si scarichi (ignorando la curva di scarica di una batteria e che i frullatori DC probabilmente non esistono). La valutazione di "500 watt" significa che richiede 500W di potenza continua per funzionare. Nel mondo delle centrali elettriche non pensiamo spesso "per quanto tempo può funzionare qualcosa" perché la rete elettrica è piena di energia, ma un sistema solare che si basa su batterie non lo è. C'è una quantità definita di energia proveniente dal sistema e questa è la potenza generata dai pannelli solari in qualsiasi momento più la potenza rimanente nelle batterie. Per questo pensiamo ai chilowattora, che sono 1.000 watt di potenza per un'ora.

Perché sopra ho specificato 24 bulloni per il frullatore? Perché non solo un frullatore da 500W? Perché il voltaggio è un potenziale che si può pensare come la pressione in una linea d'acqua e più alto è il voltaggio, meno corrente è necessaria. La corrente è la misura del "flusso di elettroni" attraverso il circuito che si misura in ampere. Questi sono correlati in questo modo:

[math]watt = tensione * ampere[/math]

Così il nostro frullatore da 500w a 24 volt tirerà 20,8 ampere quando funziona a piena potenza

[math]ampere = watt / volt[/math]

ma se il frullatore fosse a 12 volt richiederebbe il doppio della corrente perché ha metà del potenziale per fare lavoro rispetto a un modello a 24 volt. Più grande è la corrente richiesta, più grande è il filo necessario per gestire tutti gli elettroni che scorrono nel circuito. Pensate a una cannuccia e alla quantità di liquido che dovete spostare attraverso di essa. Più liquido c'è, maggiore è la pressione sulla cannuccia. Poiché l'elettricità è il movimento della materia, questo crea attrito che è calore. Un filo troppo piccolo (ha troppo poco conduttore) per un dato amperaggio si scalda e brucia. Metti un filo da 40 AWG attraverso i terminali positivo e negativo di una batteria per auto da 12 volt (bassa tensione) e si frigge quasi prima che tu possa toglierci le mani di dosso.

Per questo motivo è meglio pensare agli ampere ora quando si tratta di sistemi solari, perché l'energia non è (apparentemente) infinita. Una batteria ha un determinato valore di ampere/ora che è un prelievo continuo di 1 ampere per 1 ora.

[matematica]tempo di utilizzo = ampere/ora della batteria / ampere richiesti[/matica]

Una batteria da 250 ampere/ora (ah) può accendere una lampadina che richiede 1 ampere per 250 ore, una lampadina da 2 ampere per 125 ore, una lampadina da 25 ampere per 10 ore, o una lampadina da 250 ampere per 1 ora. Naturalmente, una lampadina da 500 ampere prosciugherebbe la batteria in 30 minuti.

I pannelli solari sono simili. Sono valutati in watt e tensione. La maggior parte dei pannelli sono valutati per circa 15-20 volt aperti (senza carico) questo perché la ricarica di una batteria da 12 volt richiede in realtà circa 15 volt di potenziale. La dimensione del pannello determina la sua corrente, pannelli più grandi producono più corrente (ampere = watt / volt), essendo i volt fissi. I pannelli più grandi sono 24v ma possono essere collegati in serie per ottenere una tensione molto più alta.

Ora le tue domande mi portano a credere che tu voglia collegare l'inverter al bus con l'uscita del regolatore di carica e pilotare direttamente un inverter. Usando i kVa dobbiamo trovare una corrente minima che fornisca 1.000 kVa. In diretta dove la fase e la corrente non cambiano mai kVa è uguale a kWh, il che significa che hai bisogno di 1.000 W continuamente all'inverter. Tenete a mente in un sistema a 12v per un inverter per produrre 1.000 watt la corrente è 1000W / 12v = 83 ampere. 83 ampere non è un flusso piccolo e richiederà almeno un 3AWG anche se 2 è più sicuro dimensione del filo. È anche corrente continua che significa che si perde tensione come il filo aumentato in lunghezza così la connessione dal bus per l'inverter dovrebbe essere il più piccolo possibile, anche 8″. Anche a 24v sono 41,4 ampere, ancora molto. Suggerirei pannelli solari a 24v con un controller MPPT che carica un banco batterie a 48v.

Ora all'ultima parte del sistema. Avete bisogno di questo 24 ore al giorno? Allora avrete bisogno di batterie. Anche se è per l'uso di giorno, sospetto che avrete bisogno di batterie per lisciare la potenza all'inverter come l'inverter sarà collegato al bus principale della batteria (uscita del regolatore di carica, batterie e inverter sullo stesso bus). Se hai bisogno di 1.000 Wh per tutto il tempo, avrai bisogno di un sacco di potenza della batteria. Per forse 14 ore al giorno (16 per le alte latitudini) avrete bisogno di batterie per fornire i 1.000 Wh. Le batterie solari possono facilmente fare forse 400ah per i grandi. Avrete bisogno di circa tre di queste per ogni ora di buio, quindi state guardando fino a 48 di queste e saranno molto costose. Ci si può aspettare una vita di circa 10-12 anni come la maggior parte, dato che le scaricherete seriamente ogni notte (il doppio del numero di batterie è meglio per una lunga vita).

1.000 Wh continui sono tanti. La casa media americana usa 12 kWh al giorno. Tu stai parlando all'incirca del doppio.