Mám správně kalkulace?

[? Oak]

Dobrý den,

rád bych se podělil o své kalkulace a jelikož nejsem elektrikář, rád bych se také ujistil, zda jsou mé kalkulace správné.

Uvažuji o 200Wp panelu (cca 5.600,-- vč. DPH), dá cca 2Wh na Wp, což je 400 Wh denně (Jižní Morava). V zimních měsících jen cca 160 to 180 Wh.
K ukládání energie nepovažuji za vhodné olověné akumulátory, ani ty "solární", protože by bylo vhodné čerpat do 20% kapacity, aby se brzy nezničily. Uvažuji tedy o článcích LiFePo4/LiFePoY4 jsou dražší ale mnohem více vydrží. S 4 články 3.2V, 40Ah @ 1950 CZK získám baterii 12.8V 160Ah za cca 10.000,- (včetně balanční a spínací jednotky). Při účinnosti 80% pak mám uloženo 160 Ah * 12V * 0.8 = 1536 Wh pro každý den.

Na akumulátory má být napojen bezpečnostní kamerový systém. Každá kamera se zapnutým IR přisvícením odebírá 260mA. V zimních měsících bude infračervené přisvícení zaplé cca 14hod (18 - 8). Výkon by měl být tedy 0.26A * 12V = 3.12W na kameru a při 5 kamerách to je celkem 16W. Denní výkon jen odhaduji na 4W pro všechny kamery. Dohromady tedy bude potřeba 14hod * 16W + 10hod * 4W = 296Wh. Rekordér má 3W příkon, odhaduji tedy výkon na 1.5W --> 24hod * 1.5W = 36Wh. Další přibližně 3W bude požadovat modem a WiFi anténa --> 24hrs * 3W = 72Wh.
Plus přibližně 4hod LED osvětlení denně celkem 20W = 80 Wh.
Všechno dohromady je 296 + 36 + 72 + 80 = 484Wh.

Počítal-li jsem správně, mám dostatečnou kapacitu akumulátorů (i při uvážení dalších ztrát), ale v zimě bude potřeba minimálně 1x za 3 dny akumulátory dobít z nezávislého zdroje (buď elektrocentrály /neodzkoušeno/, nebo odvážet zdroj pryč a dobíjet ze sítě). Nebo dokoupit drahý solární panel a více vyrovnat bilanci, dobíjet cca co 5-6 dní.

Budu vděčný za korekci nebo upřesnění výpočtů, protože nejsem elektrikář a problematika je pro mě úplně nová.

S pozdravem,

"Oak"

[? rva]

4 články 40 Ah v serii mají kapacitu 40 Ah a napětí 3.2x4 V. Teda uskladněnou energii 40x4x3.2. Dal bych víc panelů koupených přes bazar (nepoškozených).

[? NuclearDave]

Nějak se mi nezdá výtěžnost, leda, že by to bylo hodně špatné místo. Na JM by to mělo dávat v létě lehce pod 1kWh denně - viz. http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

[? kodl69]

ne výtěžnost je v pořádku pro 200Wp panel. S těmi spotřebami kamer bych nebyl tak optimistický, pokud to infra má k něčemu být, tak kamera pod 1A nejde, 300mA bez přísvitu a ten rekordér se spotřebou 3W se mi taky nezdá, SSD disk v rekordéru a dvě kamery a je to v noci cca 30-35W. V zimě je noc skoro furt, v místnosti se přísvit vůbec nevypne, takže 30*24=700Wh každej den jenom kamery. Takže tomu odpovídá 1kWp na zimu, a baterky alespoň na 4 dni rezerva, protože fakt to některý dny nedá nic, takže baterky na 2,8kWh, tj 2800/12= 233Ah, takže snad 200Ah by mohly stačit. V létě na to můžeš připojit skoro celej barák, ale v zimě je to bída. LiFePo4 má účinnost přes 90 procent, tak aspoň malá útěcha.

[? Oak]

Ano, 40 Ah * 12 V * 0.8 = 384 Wh kapacita

Dále, u práce spotřebičů mi chybí napětí, čili 484 * 12V = 5808 Wh

To už vypadá dost tragicky . Kapacita baterií je 15x menší než denní spotřeba energie navrženého systému.

Výtěžnost je také dokonce ještě o něco malinko nižší (v prosinci):

PVGIS estimates of solar electricity generation

Solar radiation database used: PVGIS-CMSAF

Nominal power of the PV system: 0.2 kW (crystalline silicon)
Estimated losses due to temperature and low irradiance: 8.1% (using local ambient temperature)
Estimated loss due to angular reflectance effects: 2.9%
Other losses (cables, inverter etc.): 14.0%
Combined PV system losses: 23.3%

Fixed system: inclination=34°, orientation=0°
Month Ed Em Hd Hm
Jan 0.18 5.68 1.11 34.3
Feb 0.35 9.70 2.09 58.5
Mar 0.61 18.9 3.78 117
Apr 0.81 24.2 5.23 157
May 0.79 24.5 5.28 164
Jun 0.81 24.2 5.45 163
Jul 0.81 24.9 5.51 171
Aug 0.77 23.8 5.20 161
Sep 0.62 18.6 4.06 122
Oct 0.43 13.3 2.70 83.8
Nov 0.21 6.42 1.32 39.7
Dec 0.14 4.28 0.85 26.2
Yearly average 0.543 16.5 3.55 108
Total for year 198 1300

Ed: Average daily electricity production from the given system (kWh)
Em: Average monthly electricity production from the given system (kWh)
Hd: Average daily sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m2)
Hm: Average sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m2)

[? kodl69]

to ses nějak spletl, 484Wh/12V, to je 40Ah, ale jak píšu, je potřeba mít rezervu aspoň na 4-5 dní.... Prostě inverzi neporučíš, a v prosinci u nás den obvykle trvá 8 hodin a ještě bývá pod mrakem. Můj odhad je, že s 1kWp a 200Ah/12V v lithiu by to snad mohlo fungovat, ale o tom by ti více napsali někteří, co provozují různé převaděče bez DS.
Pozor taky na režie systému, BMS a monitoring ti může vycucat baterky aniž bys z nich něco odebral.

[? Oak]

Nepochopil jsem s tím spletením - počítal jsem 80% účinnost.
Ta rezerva, ano koncepčně správně, jen mi to stejně celý nesedí, budu muset všechno přehodnotit. Hlavně na straně spotřebičů - zabezpečovací systém míst produktu "z pultu" udělat vlastní řešení, programovatelný. Na zimu pak první rok možná koupím jen více kapacitně objemnějších akumulátorů, který se tam budou denně vozit a měnit (stejně se ke koním musí každej den)... Na jaře bych pak koupil panel a regulátor, to už bude dávat smysl i z hlediska dobíjení.
Musím to nějak rozseknout tento týden a začít nakupovat komponenty.

[? kodl69]

ano, to je v pořádku, ale [Wh]=[Ah]*[V], stejně jako [W]=[A]*[V] takže nechápu, proč denní spotřebu ve Wh znovu násobíš 12, a ne dělíš, to je ta chyba, takže 4 články 40Ah ti budou stačit na den provozu. Pokud tam dáš 4x 250W panel, tak bude jenom několik dní, kdy se to to nedobije, a budeš muset dodat elektriku odjinud, třeba z centrály nabíječkou, LiFePo4 můžeš nabíjet i proudem 1C, tj při 40Ah 40A a máš za necelou hodinu nabito. Ale rezerva na jeden den je málo, to se o to budeš muset každej den starat (jako podívat se, kolik je v baterkách a případně dobít. Pokud budeš kupovat olovo, tak to už nedoporučuju vůbec, můžeš využít jenom 20 procent kapacity bez obav o životnost, takže 200Ah baterka je minimum, a každej den tahat takovouhle věc, z které teče kyselina, no to by mě mohlo... navíc nabíjet někde, kde může unikat do prostoru pára kyseliny a vodík...

[? Oak]

ano, to je v pořádku, ale [Wh]=[Ah]*[V], stejně jako [W]=[A]*[V] takže nechápu, proč denní spotřebu ve Wh znovu násobíš 12, a ne dělíš, to je ta chyba, takže 4 články 40Ah ti budou stačit na den provozu. Pokud tam dáš 4x 250W panel, tak bude jenom několik dní, kdy se to to nedobije, a budeš muset dodat elektriku odjinud, třeba z centrály nabíječkou, LiFePo4 můžeš nabíjet i proudem 1C, tj při 40Ah 40A a máš za necelou hodinu nabito. Ale rezerva na jeden den je málo, to se o to budeš muset každej den starat (jako podívat se, kolik je v baterkách a případně dobít. Pokud budeš kupovat olovo, tak to už nedoporučuju vůbec, můžeš využít jenom 20 procent kapacity bez obav o životnost, takže 200Ah baterka je minimum, a každej den tahat takovouhle věc, z které teče kyselina, no to by mě mohlo... navíc nabíjet někde, kde může unikat do prostoru pára kyseliny a vodík...

Aha, jasně, teď jsem si toho všiml... Děkuji za připomínky. Takže to shrnu znovu:

PANEL 255Wp
Průměrná denní výroba elektrické energie:
Leden 250 Wh/den
Květen 870 Wh/den
Červenec 890 Wh/den
Září 625 Wh/den
Prosinec 175 Wh/den

AKUMULÁTORY
LiFePo4/LiFePoY4 - kapacita 40Ah, 12.8V
Při účinnosti 80% pak mám uloženo 40 Ah * 12V * 0.8 = 384 Wh pro každý den.

...to znamená, že 2 panely 255Wp by představovaly po většinu roku vyrovnanou až pozitivní bilanci, ovšem průměrně. Některé "tmavé" dny by se muselo rozhodně natvrdo dobíjet. Elektrocentrála má nominální výkon 2600W, tj. 2600W / 12V = 217A, což mi zní jako blbost (?). Kdyby se to nabíjelo 40A a deficit činil 30Ah, pak to bude 45min. dobíjení.

Celkem by tedy bylo k dispozici 384 Wh v akumulátorech. Kamery - v zimě, extr. 15hod s IR @ 260mAh --> 0.26A * 12V = 3.12W v noci, ve dne cca 0.65W
5 kamer = 5 * (15hod * 3.2W + 9hod * 0.65W) = 269Wh
Rekordér - odhad 1.5W --> 24hod * 1.5W = 36Wh
Wifi + modem - odhad 3W --> 24hrs * 3W = 72Wh.
Všechno dohromady je 269Wh + 36Wh + 72Wh = 377Wh.

Závěr: To je prakticky vyrovnaná bilance. Pokud by tohle sedělo s realitou, bylo by asi potřeba navýšit kapacitu akumulátoru o 50% na 60Ah (+~3800,-- Kč), aby tam byla dostatečná rezerva, ano?

Rozpočet na fotovoltaickou soustavu pak tedy narostl na:
11500,-- (2x FV panel 255Wp) + 11292,-- (LiFePo4/LiFePoY4 Akumulátor 60Ah) + 2000,-- balanční jednoka + 4690,-- (Regulátor Epsolar 3215BN MPPT 30A 12/24V) + 300,-- kabely = 30 tis. Kč.

[? kodl69]

jo, ještě si přidej nějakou skříň do které to zavřeš a nějakou pojistku. Začal bych tím změřením odběru zabezpečovačky, aby tě realita nepříjemně nepřekvapila, a v každým případě dimenzuj přívody k panelům a k baterkám tak, abys to mohl rozšířit aspoň na trojnásobek ne-li víc (potom můžeš udělat systém 24V a kamery napájet z dc/dc 24/12V), ona ta solaritida začíná zvolna a zhoršuje se to. Já před rokem uvažoval o něčem, co bude jenom na svícení, a dnes na to jede celej barák. Aspoň že mám omezenou plochu střechy...
Baterky klidně pořiď 60Ah, potom k nim můžeš dokoupit druhou stejnou sadu a tu připojit paralelně, až tě přestane bavit každodenní dobíjení - pozor na to, nabíjecí proud 1C výrazně zkracuje životnost aku, a balancery za 2Kkč ti to neuhlídají, takže dobíjet 60Ah články tak max. 20A jednou za čas a mít nabíječku, co hlídá max. napětí na 4x3,6V= 14.4V, doporučuju aspoň modelářský voltmetry na články, abys měl přehled, co se na nich děje, a určitě odpojení baterky při poklesu napětí kteréhokoliv článku pod 2,8V, jinak bude investice do lithia brzo zmařená. Stejně by měl být omezen nabíjecí proud z regulátoru, nevím, jestli to ten epsolar umí, v létě to bude i přes 30A, to už je hodně. Pokud zrovna koupíš baterky 200Ah, tak je můžeš nabíjet klidně 60A a kapacitu na den a půl do nich dostaneš za hodinu, nehledě na rezervu 5dní, ale to záleží na tobě, jestli se chceš stát otrokem tohohle zařízení, příp. za jak dlouho tě to přestane bavit, v té nejtužší zimě obden 3 hodiny čekat, až se nabije baterka. Panely dej hodně na svislo, aby na nich nebyl sníh, a některí doporučují vodorovně delší stranou, že pokud je sníh v této poloze na části panelu, tak dává aspoň něco.

[? timpomat]

Prevadzkujem na chate podobny system, akurat klasicke DVR s HD s 8 CCTV kamier a dd-wrt router s 3g dongle, za 3 roky prevadzky ratam dennu spotrebu 1kWh (~40W cez den, 50W v noci), pre istotu to este stabilizujem za 12/12 DC-DC s malou ucinnostou (meanwell SD-50A-12 ~70%)

Ta kalkulacia prikonu rekordera sa mi zda nejaka nizka, ale predpokladam ze ide o nejake najmodernejsie NVR, moje ma prikon ~25W a nie 3W. A pokial tam je hociaky iny spotrebic navyse (u mna napriklad fake vecerne svetla, plasis mysi prerobeny zo stareho zosilovaca, temperovanie klimou, ohrev bojlera, radioteleskop na mars ...) tak samozrejme kalkulacia limituje k nekonecnu a zaokruhlovanie na 2 miesta nahor

A bohuzial po peripetiach s elektrocentralou a 7V na 12V bateriach (15kWh kapacita, 2 tyzdne nevyslo slnko, december 2012 bol proste kruty) mi nestacilo ani 20 x 180W panelov, a teda najdolezitejsia funkcia je moznost vypnut cely kamerovy system a cakat. Pokial nie su panely v optimalnej pozicii, pripadne natacane, existuje jedine pravidlo - vsetko aspon 4x, pripadne vela, vela (c) Lui

Co sa tyka baterii, tam sa vyjadrovat nebudem, LiFePo povazujem za predrazene, ale z dovodu ze mam OPzS za cenu olova a momentalne experimentujem s lion packami. Tie OPzS ako som pisal prezili klinicku smrt a moc ich nesetrim, a stale maju asi 1/2 kapacitu (asi 15 rocne, ja ich trapim slnkom posledne 4 roky).

Tiez nerozumiem rozbehu solarneho riesenia na jesen, ale predokladam ze ide skor o pilot ako plnu prevadzku.

A ano, som solarny skeptik a cakam na pripojku