നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം ചെറിയ ഓഫ്-ഗ്രിഡ് സിസ്റ്റത്തിന് അനുയോജ്യമായ കോൺഫിഗറേഷൻ എങ്ങനെ കണക്കാക്കാം?

പൊതു ഗ്രിഡിനെ ആശ്രയിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് മുക്തി നേടാൻ ഒരു മൗണ്ടൻ ക്യാബിനിലോ ഫിഷിംഗ് ബോട്ടിലോ ആർവിയിലോ നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം സൗരോർജ്ജ സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ?

വാസ്തവത്തിൽ, ഇത് എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് മാത്രം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒന്നല്ല. കുറച്ച് പ്രധാന ഘട്ടങ്ങളും സൂത്രവാക്യങ്ങളും നിങ്ങൾ പഠിച്ചാൽ, നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം ചെറിയ ഓഫ്-ഗ്രിഡ് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റത്തിന് അനുയോജ്യമായ കോൺഫിഗറേഷൻ നിങ്ങൾക്ക് കണക്കാക്കാം.

ഒരു ഓഫ്-ഗ്രിഡ് സോളാർ സിസ്റ്റം എന്നത് പൊതു ഗ്രിഡിനെ ആശ്രയിക്കാത്ത ഒരു സ്വതന്ത്ര സംവിധാനത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, പകരം വൈദ്യുതി ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് വൈദ്യുതി ഉൽപാദനത്തെയും ബാറ്ററി സംഭരണത്തെയും പൂർണ്ണമായും ആശ്രയിക്കുന്നു. വിദൂര പർവതപ്രദേശങ്ങൾ, ദ്വീപുകൾ, പാസ്റ്ററൽ പ്രദേശങ്ങൾ, ആർവികൾ, മത്സ്യബന്ധന ബോട്ടുകൾ, അസ്ഥിരമായ ഗ്രിഡ് പവർ ഉള്ള മറ്റ് സ്ഥലങ്ങൾ എന്നിവിടങ്ങളിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ അനുയോജ്യമാണ്.

ആവശ്യമായ കോൺഫിഗറേഷൻ കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള നാല് ഘട്ടങ്ങളിലൂടെ ഞങ്ങൾ നിങ്ങളെ താഴെ നയിക്കും.

ഘട്ടം 1: ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ പവർ നിർണ്ണയിക്കുക

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പാനലുകളുടെ (സോളാർ പാനലുകൾ) ശക്തിയാണ് നിങ്ങളുടെ സിസ്റ്റത്തിന് എത്ര വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.

പ്രധാന കണക്കുകൂട്ടൽ സമീപനം ഇതാണ്: ആദ്യം ദൈനംദിന വൈദ്യുതി ആവശ്യകത നിർണ്ണയിക്കുക, തുടർന്ന് പ്രാദേശിക കാലാവസ്ഥാ സാഹചര്യങ്ങളുമായി (പ്രത്യേകിച്ച് സൂര്യപ്രകാശ ദൈർഘ്യം) സംയോജിപ്പിച്ച് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പാനലുകളുടെ മൊത്തം പവർ നിർണ്ണയിക്കുക.

ഫോർമുല:

മൊഡ്യൂൾ പവർ = (പ്രതിദിന വൈദ്യുതി ആവശ്യകത × തുടർച്ചയായ മേഘാവൃതമായ ദിവസത്തിലെ മിച്ച ഘടകം) ÷ (പ്രാദേശിക ശരാശരി സൂര്യപ്രകാശ സമയം × സിസ്റ്റം കാര്യക്ഷമത)

* ദൈനംദിന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം: എല്ലാ ഉപകരണങ്ങളുടെയും റേറ്റുചെയ്ത പവർ അവയുടെ ഉപയോഗ സമയം കൊണ്ട് ഗുണിച്ചാൽ സംഗ്രഹിക്കാം.

ഉദാഹരണത്തിന്, LED ലൈറ്റുകൾ 10W × 5 മണിക്കൂർ = 50Wh, റഫ്രിജറേറ്റർ 60W × 24 മണിക്കൂർ = 1440Wh.

* തുടർച്ചയായ മേഘാവൃതമായ ദിവസങ്ങളിലെ മിച്ച ഘടകം: തുടർച്ചയായ മേഘാവൃതമായ ദിവസങ്ങളിൽ അപര്യാപ്തമായ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനം കണക്കാക്കാൻ, ഈ ഘടകം സാധാരണയായി 1.1 നും 1.3 നും ഇടയിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

* പ്രാദേശിക ശരാശരി ദൈനംദിന സൂര്യപ്രകാശ സമയം: പ്രാദേശിക കാലാവസ്ഥാ ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് ഇത് ലഭിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, ബീജിംഗിൽ ഒരു ദിവസം ശരാശരി 4 മണിക്കൂർ സൂര്യപ്രകാശം ലഭിക്കുമ്പോൾ, ഹൈനാനിൽ 5 മണിക്കൂറിൽ കൂടുതൽ സൂര്യപ്രകാശം ലഭിക്കാം.

* സിസ്റ്റം കാര്യക്ഷമത: ഇത് കേബിൾ നഷ്ടങ്ങൾ, കൺട്രോളർ കാര്യക്ഷമത, ഇൻവെർട്ടർ നഷ്ടങ്ങൾ മുതലായവയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി 0.75 നും 0.8 നും ഇടയിലാണ് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.

ഉദാഹരണത്തിന്:

നിങ്ങളുടെ ദൈനംദിന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം 3,000 Wh ആണെന്ന് കരുതുക, പ്രാദേശിക ശരാശരി ദൈനംദിന സൂര്യപ്രകാശ സമയം 4.5 മണിക്കൂറും, സിസ്റ്റത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത 0.78 ഉം, തുടർച്ചയായ മഴക്കാല ദിവസങ്ങളുടെ ഗുണകം 1.2 ഉം ആണ്:

മൊഡ്യൂൾ പവർ = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 W

ഇതിനർത്ഥം നിങ്ങൾ ഏകദേശം 1 kW മൊത്തം പവർ ഉള്ള ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പാനലുകൾ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട് എന്നാണ്, ഉദാഹരണത്തിന് നാല് 250 W മൊഡ്യൂളുകൾ.

ഘട്ടം 2: ഓഫ്-ഗ്രിഡ് ഇൻവെർട്ടർ പവർ നിർണ്ണയിക്കുക

ഇൻവെർട്ടർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പാനലുകളിൽ നിന്നോ ബാറ്ററികളിൽ നിന്നോ ഉള്ള നേരിട്ടുള്ള വൈദ്യുതധാരയെ (DC) സാധാരണ വീട്ടുപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനായി ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റാക്കി (AC) മാറ്റുന്നു.

ഇൻഡക്റ്റീവ് ലോഡുകളുടെ (മോട്ടോർ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ) ഇൻറഷ് കറന്റ് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, നിങ്ങളുടെ പരമാവധി തൽക്ഷണ വൈദ്യുതി ആവശ്യകത നിറവേറ്റാൻ അതിന്റെ പവർ പര്യാപ്തമായിരിക്കണം.

ഫോർമുല:

ഇൻവെർട്ടർ പവർ = (ആകെ റെസിസ്റ്റീവ് ലോഡ് പവർ + ആകെ ഇൻഡക്റ്റീവ് ലോഡ് പവർ × 5) × മാർജിൻ ഫാക്ടർ ÷ പവർ ഫാക്ടർ

* റെസിസ്റ്റീവ് ലോഡുകൾ: ബൾബുകൾ, ഇലക്ട്രിക് കെറ്റിലുകൾ, ഓവനുകൾ തുടങ്ങിയ റെസിസ്റ്റീവ് ഉപകരണങ്ങൾ.

* ഇൻഡക്റ്റീവ് ലോഡുകൾ: റഫ്രിജറേറ്ററുകൾ, വാട്ടർ പമ്പുകൾ, എയർ കണ്ടീഷണറുകൾ തുടങ്ങിയ മോട്ടോറുകളോ കംപ്രസ്സറുകളോ ഉള്ള ഉപകരണങ്ങൾ. സ്റ്റാർട്ടപ്പ് സമയത്ത് തൽക്ഷണ പവർ റേറ്റുചെയ്ത പവറിന്റെ 5–7 മടങ്ങ് ആകാം.

* സുരക്ഷാ ഘടകം: ഒരു മാർജിൻ ഉറപ്പാക്കാൻ സാധാരണയായി 1.2–1.5 ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

* പവർ ഫാക്ടർ: സാധാരണയായി 0.8–0.9 ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം:

നിങ്ങൾക്ക് 200W ലൈറ്റ് ഫിക്‌ചർ (റെസിസ്റ്റീവ് ലോഡ്), 100W റഫ്രിജറേറ്റർ (ഇൻഡക്റ്റീവ് ലോഡ്), 1.3 മാർജിൻ ഫാക്ടർ, 0.85 പവർ ഫാക്ടർ എന്നിവ ഉണ്ടെന്ന് കരുതുക:

ഇൻവെർട്ടർ പവർ = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 W

നിങ്ങൾക്ക് കുറഞ്ഞത് 1.1 kW ശേഷിയുള്ള ഒരു ഇൻവെർട്ടർ ആവശ്യമാണ്, കൂടുതൽ സ്ഥിരതയ്ക്കായി 1.5 kW മോഡൽ തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

ഘട്ടം 3: ബാറ്ററി ശേഷി നിർണ്ണയിക്കുക

ഓഫ്-ഗ്രിഡ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ "വൈദ്യുതി സംഭരണം" ബാറ്ററിയാണ്, രാത്രിയിലോ മേഘാവൃതമായ ദിവസങ്ങളിലോ ഉപയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുതി പ്രധാനമായും അതിൽ നിന്നാണ്. തുടർച്ചയായ വൈദ്യുതി വിതരണം ആവശ്യമുള്ള ദിവസങ്ങളുടെ എണ്ണത്തെയും ദൈനംദിന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും ശേഷി.

ഫോർമുല:

ബാറ്ററി ശേഷി (Ah) = (പ്രതിദിന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം × മേഘാവൃതമായ ദിവസങ്ങളിൽ വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യുന്ന ദിവസങ്ങളുടെ എണ്ണം) ÷ (ഡിസ്ചാർജിന്റെ ആഴം × ചാർജ്/ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമത × ബാറ്ററി പായ്ക്ക് വോൾട്ടേജ്)

* ഡിസ്ചാർജ് ഡെപ്ത് (DOD): ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികൾക്ക്, 0.5–0.6 ന്റെ DOD ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു; ലിഥിയം ബാറ്ററികൾക്ക്, 0.8–0.9 ന്റെ DOD സ്വീകാര്യമാണ്.

* ചാർജ്/ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമത: സാധാരണയായി 0.85–0.9 ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

* ബാറ്ററി ബാങ്ക് വോൾട്ടേജ്: സാധാരണ വോൾട്ടേജുകളിൽ 12V, 24V, 48V എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു; ഉയർന്ന വൈദ്യുതി ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

ഉദാഹരണം:

നിങ്ങൾ പ്രതിദിനം 3000Wh വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്നുവെന്നും 2V ലിഥിയം ബാറ്ററി ഉപയോഗിച്ച് മേഘാവൃതമായ കാലാവസ്ഥയിൽ 48 ദിവസം വൈദ്യുതി വേണമെങ്കിൽ (DOD=0.9, കാര്യക്ഷമത=0.9):

ബാറ്ററി ശേഷി = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 ആഹ്

നിങ്ങൾക്ക് ഒരു 48V 154Ah (ഏകദേശം 7.4kWh) ബാറ്ററി പായ്ക്ക് ആവശ്യമാണ്.

ഘട്ടം 4: കൺട്രോളർ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ നിർണ്ണയിക്കുക

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂളുകളിൽ നിന്ന് ബാറ്ററിയിലേക്കുള്ള ചാർജിംഗ് പ്രക്രിയയെ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് കൺട്രോളർ നിയന്ത്രിക്കുന്നു.

ഇതിന്റെ സവിശേഷതകൾ പ്രാഥമികമായി പരമാവധി ഇൻപുട്ട് കറന്റിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:

ഫോർമുല:

കൺട്രോളർ ഇൻപുട്ട് കറന്റ് = ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂളുകളുടെ പരമാവധി പവർ ÷ ബാറ്ററി പായ്ക്ക് വോൾട്ടേജ്

ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങളുടെ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പാനലുകളുടെ ആകെ പവർ 1000W ഉം ബാറ്ററി പായ്ക്ക് വോൾട്ടേജ് 48V ഉം ആണെങ്കിൽ:

കൺട്രോളർ ഇൻപുട്ട് കറന്റ് = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

അതിനാൽ, 21A-യിൽ കൂടുതലുള്ള ഇൻപുട്ട് കറന്റുള്ള ഒരു കൺട്രോളർ നിങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടതുണ്ട്, സാധാരണയായി ഒരു MPPT തരം (ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, മേഘാവൃതമായ ദിവസങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ഗുണകരം).

പ്രായോഗിക ടിപ്പുകൾ

1. ഒരു മാർജിൻ അനുവദിക്കുക: ഉപകരണങ്ങളുടെ ആയുസ്സും പ്രവർത്തന സ്ഥിരതയും ഉചിതമായ ആവർത്തന രൂപകൽപ്പനയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു; പാരാമീറ്ററുകൾ വളരെ കർശനമായി പരിഹരിക്കരുത്.
2. MPPT, PWM നേക്കാൾ മികച്ചതാണ്: MPPT കൺട്രോളറുകൾക്ക് അൽപ്പം വില കൂടുതലാണെങ്കിലും, അവ ഉയർന്ന വൈദ്യുതി ഉൽപാദന കാര്യക്ഷമത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് അസ്ഥിരമായ ലൈറ്റിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ.
3. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് മുൻഗണന നൽകുക: അവ ഒതുക്കമുള്ളതും, ഭാരം കുറഞ്ഞതും, ആഴത്തിലുള്ള ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ളതുമാണ്, ദീർഘകാല ചെലവ് ലാഭം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
4. ഭാവിയിലെ വിപുലീകരണത്തിനായി പദ്ധതിയിടുക: ഭാവിയിൽ കൂടുതൽ ഉപകരണങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റത്തിനും ബാറ്ററികൾക്കും മതിയായ ഇന്റർഫേസ് ശേഷി ഉറപ്പാക്കുക.

ഒരു ചെറിയ ഓഫ്-ഗ്രിഡ് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റം രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിന്റെ കാതൽ, "കുറച്ച് പാനലുകളും ബാറ്ററികളും വാങ്ങി" ഒരു ദിവസം എന്ന് വിളിക്കുന്നതിനുപകരം, യഥാർത്ഥ ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് കോൺഫിഗറേഷൻ കൃത്യമായി കണക്കാക്കുക എന്നതാണ്.

ഈ 4 ഫോർമുലകളിൽ പ്രാവീണ്യം നേടുക:

1. ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ പവർ ഫോർമുല
2. ഇൻവെർട്ടർ പവർ ഫോർമുല
3. ബാറ്ററി ശേഷി ഫോർമുല
4. കൺട്രോളർ ഇൻപുട്ട് കറന്റ് ഫോർമുല

തുടർന്ന് നിങ്ങൾക്ക് മതിയായതും സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ ഒരു ചെറിയ ഓഫ്-ഗ്രിഡ് സിസ്റ്റത്തിനായുള്ള ഒരു കോൺഫിഗറേഷൻ കണക്കാക്കാം.

ആദ്യമായി ഡിസൈൻ ചെയ്യുമ്പോൾ, ഫോർമുല ഫലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിങ്ങൾക്ക് 10%–20% അധിക മാർജിൻ ചേർക്കാൻ കഴിയും, ഇത് കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനങ്ങളും ഉപകരണ വികാസവും കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിൽ കൂടുതൽ വഴക്കം അനുവദിക്കുന്നു.