Technische Leitfäden

Entwurf eines batteriegestützten Energiesystems im "Hybrid"-Stil

Designing

Verstehen Sie den Planungsprozess:

Machen Sie einen Plan, bevor Sie Ihr batteriegestütztes hybrides Energiesystem kaufen und installieren. Wenn Sie den Entwurfsprozess Ihres Energiesystems nicht sorgfältig planen, kann sich Ihre Investition als suboptimal erweisen und teurer werden als geplant!

Die folgenden Schritte sollten bei der Planung Ihres hybriden Energiesystems befolgt werden, egal ob es sich um ein mobiles, maritimes, netzunabhängiges oder ein anderes Energiesystem, einschließlich Photovoltaik, handelt.

Befolgen Sie bei der Planung eines Energiesystems die Planungsschritte. Natürlich müssen Sie dies genau tun. Es handelt sich dabei um Leitlinien für Konstrukteure, die den Gesamtprozess der Zusammenstellung eines Energiesystems verstehen sollen.

Die Planung eines Systems ist keine einmalige Angelegenheit. Probieren Sie verschiedene Annahmen aus, um die Ergebnisse zu sehen, und vergleichen Sie diese, um die optimale Auslegung zu finden.

Die Konstruktionsschritte sind wie folgt:

  • Berechnung der Energiebelastung und Auswahl der Netzspannung
  • Für ein solarbetriebenes System sind eine Bestandsaufnahme der Solarressourcen und die Auswahl der PV-Module erforderlich.
  • Dimensionierung und Auswahl der Batterien
  • Dimensionierung und Auswahl des Wechselrichters (und des Solarladereglers, wenn eine PV-Anlage vorhanden ist)
  • Dimensionierung und Auswahl des Batterieladegerät
  • Dimensionierung und Auswahl des DC- oder AC-Generators, falls erforderlich
  • Dimensionierung und Auswahl von AC- und DC-Verteilung, Batterieüberwachung sowie Systemüberwachung und -steuerung
  • Wenn das System schließlich entworfen wurde. Die Auswahl und Dimensionierung von Verdrahtung, Sicherungen, Schaltern und Installationskomponenten ist erforderlich.
  • Nach der Installation Systemprüfung und Erstinbetriebnahme und erste Inspektion/Inbetriebnahme des Systems
  • Im Laufe der Jahre empfehlen wir Ihnen eine regelmäßige Inspektion des Systems und die Beachtung der erforderlichen Wartungsarbeiten für das System.

Überlegungen zur Planung

  • Die Energiesysteme stellen eine relativ große Investition dar. Das ist einer der Hauptgründe, warum es sich viele Menschen nicht leisten können, eine perfekt dimensionierte Energieanlage auf einmal zu kaufen. Wenn dies der Fall ist, sollten Sie das System in Phasen aufbauen. Beginnen Sie mit weniger Geräten und erhöhen Sie den Energieverbrauch, wenn das System gewachsen ist oder fertiggestellt wurde.
  • Bei der Planung eines Energiesystems ist zu bedenken, dass der Energieverbrauch in den meisten Fällen steigen wird. Denken Sie daran, dass das Hinzufügen von Systemkomponenten wie z. B. Batterien nicht immer möglich ist, sowohl unter technischen Gesichtspunkten als auch aufgrund von Größen- und Platzproblemen.
  • Es ist ratsam, einen Grundriss/Installationsplan zu erstellen, aus dem hervorgeht, wo das System installiert werden muss. So kann man sich ein klares Bild davon machen, welche Geräte in welcher Größe in das System passen werden.
  • Halten Sie Systeme so einfach wie möglich. Je komplexer ein System ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es schief geht oder, noch schlimmer, dass es nicht funktioniert. Ein weiteres Problem, das auftreten kann, ist, dass der Betreiber/Endnutzer/Bootseigner des Systems das System nicht versteht und sich darüber sogar in der Öffentlichkeit beschweren wird. Dies führt zu Nachfragen beim Kundendienst und kann dem Image des Installateurs oder sogar der Marke Whisper Power schaden.
  • Wenn Sie Systeme verschiedener Marken vergleichen, sollten Sie die Qualität, die Leistung und die Funktionalität prüfen und nicht nur nach dem niedrigsten Preis gehen.
  • Schätzen Sie die Last realistisch und sorgfältig ab. Eine Überschätzung der Last wird die Kosten des Systems erheblich erhöhen. Eine Unterschätzung der Last führt zu ständigen Batterieproblemen und/oder langen Betriebszeiten des Aggregats. Bei (kritischen) professionellen Anwendungen: Im schlimmsten Fall wird die auszuführende Arbeit gestoppt, weil die Energie knapp wird.

System Spannung

Die Systemspannung ist die Nennspannung, mit der Batterien, Wechselrichter und Laderegler arbeiten. In den meisten Fällen ist dies eine 12, 24 oder 48 Volt Gleichspannung. Wir bieten für alle diese Batteriespannungsebenen Energiesysteme und Produkte an. In Fällen, in denen der Leistungsbedarf hoch ist, wählen wir 24-Volt-Gleichstrom- oder in einigen Fällen sogar 48-Volt-Gleichstromsysteme, je nach den spezifischen Anforderungen und dem Leistungsbedarf.

Gesamter täglicher Energiebedarf des Systems - wichtige Berechnungen

Wie viel Energie wird benötigt, um ein System jeden Tag zu betreiben?

Beginnen Sie damit, eine Liste aller Lampen und anderen Geräte zu erstellen, die mit Strom versorgt werden müssen. Je mehr Geräte mit geringem Energiebedarf Sie bekommen können, desto besser ist es. Der tägliche Energiebedarf ist die Energiemenge, die jeden Tag benötigt wird, um die Verbraucher wie Lampen und andere Geräte mit Energie zu versorgen. Er wird in Wattstunden und/oder Amperestunden gemessen. Die Summe des Energieverbrauchs aller einzelnen Geräte ergibt den Tagesverbrauch. Trennen Sie die Geräte, die mit Gleichstrom (direkt an die Batterie angeschlossen / in den meisten Fällen 12 oder 24 Volt, manchmal auch 48 Volt) betrieben werden, von den Wechselstromgeräten, die an einen Wechselrichter und/oder einen Generator oder sogar an das Stromnetz angeschlossen sind, wenn dieses zur Verfügung steht. Es gibt zwei gängige Methoden zur Berechnung des Energieverbrauchs in batteriegestützten Energiesystemen. Die beiden Methoden sind:

  • Ampere-Stunde
  • Wattstunde

Wenn Sie die Berechnung richtig durchführen, kommen beide Berechnungen auf denselben Energieverbrauch.

In den meisten Fällen werden die Berechnungen mit der Amperestunden-Methode durchgeführt, die häufig bei professionellen und Freizeitanwendungen in mobilen und maritimen Umgebungen verwendet wird. Bei Solarsystemen wird häufig die Wattstunden-Methode verwendet. Dies ist einfacher, da die Energieerzeugung von Solarmodulen mit MPPT-Ladereglern mit der Wattstunden-Methode berechnet werden kann. Schließlich wandeln wir Wattstunden in Amperestunden um, wenn wir die Batterie ohnehin dimensionieren müssen.

Wir bevorzugen beide Methoden, wenn die Systeme größer werden. Die Umrechnung von der einen in die andere Methode ist leicht zu bewerkstelligen.

Berechnen Sie den Tagesbedarf an Energie in Wattstunden/Tag.

Sie können die DC-Lastliste ausfüllen, indem Sie die Geräte, die Anzahl der Geräte (z. B. 10 Lampen), die Nennleistung der Geräte und die Zeit in Stunden, die die Geräte in einem Zeitraum von 24 Stunden genutzt werden, eingeben. Unten sehen Sie ein Beispiel für eine DC-Lastliste. In diesem Fall in Wattstunden pro Tag berechnet. Die Umrechnung in Ah pro Tag erfolgt nach der folgenden Formel:

Verbrauch in Ah = (Verbrauch in Wattstunden/Tag) / Systemgleichspannung (siehe Tabelle 1)

Für die AC-Geräte können Sie eine ähnliche Lastliste erstellen. Siehe unten die AC-Lastliste. In diesem Fall schließen wir alle diese Geräte an einen Wechselrichter an (z. B. den Super-Wechselrichter von WhisperPower mit 4, 7 und 14 kVA Leistung). In der Praxis können Sie die Verbraucherliste erweitern und auch alle anderen Verbraucher eintragen, die an Landstrom und/oder Generatorstrom angeschlossen werden müssen, je nach Systemaufbau. Wie das Octo-Power plus-Konzept mit großem Wechselrichter und dem Super Charger, der mit Netzstrom (Landstrom) betrieben wird, und die Whisper Power Piccolo und Scalino Genverter-Systeme mit Wechsel- oder Gleichstrom. (siehe Tabelle 2)
In diesem Beispiel haben wir den folgenden Verbrauch von der Batterie und einen Überblick über den gesamten Ah- und Wh-Verbrauch der Batterie:

Der nächste Schritt besteht darin, die Systemkonfiguration auszuwählen und alle erforderlichen Systemkomponenten wie Batterietyp und -technologie sowie die Systemkapazität zu berechnen und auszuwählen. Auch die Wechselrichter- und Generatorleistung muss berechnet werden. Je genauer und realistischer die Lastlisten sind, desto genauer können wir das hybride Energiesystem entwerfen.
Die weiteren Schritte werden wir in einem anderen Tipp erläutern.