A napelemes rendszerhez szükséges akkumulátorok számának kiszámítása elengedhetetlen az energiatároláshoz. A napelemek csak nappal termelnek áramot, éjszakai vagy borús időben történő tároláshoz akkumulátorokra van szükség. Biztosítja a rendszer hatékonyságát, fenntarthatóságát, költséghatékonyságát, és kielégíti az Ön energiaszükségletét.

De nincs egyértelmű válasz arra a kérdésre, hogy "hány akkumulátorra van szükségem a napelemes rendszerhez?" Olvassa el ezt a cikket, hogy megtudja, milyen tényezők befolyásolják az akkumulátorok számát, és hogyan számíthatja ki a szükséges akkumulátorok számát az Ön igényei alapján.

Hány akkumulátorra van szüksége az Ön napelemes rendszeréhez - 4 tényező

Az, hogy hány akkumulátorra van szükség egy napelemes rendszerhez, számos tényezőtől függ, mint például:

• a napelemek kapacitásától, 
• a napi energiafogyasztástól, 
• a kívánt áthidalandó napok számától, 
• valamint maguknak az akkumulátoroknak a típusától és kapacitásától.
  

Akkumulátor típusok és kapacitások

Az akkumulátor típusának és kapacitásának megválasztása jelentősen befolyásolja a napelemes rendszer méretét. A különböző típusú akkumulátorok, például az ólom-savas, lítium-ion vagy áramlásos akkumulátorok eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek befolyásolják teljesítményüket, élettartamukat és teljes költségüket.

Hasonlóképpen, az akkumulátor amperórában (Ah) vagy kilowattórában (kWh) mért kapacitása határozza meg, hogy mennyi energiát képes tárolni és kisütni.

Ebben a cikkben 200Ah 48V LiFePO4 akkumulátort használunk 50%-os kisütési mélységgel mennyiségi mérőszámként a szükséges akkumulátorok számának kiszámításához. Ekkor egy 200Ah-s 48V-os LiFePO4 akkumulátorban tárolt teljesítmény 9,6 kWh és ebből (50% DoD mellett) 4,8 kWh áll rendelkezésre a fogyasztók megtáplálására.

• Egy akkumulátorban tárolt energia = Feszültség x Kapacitás = 48V x 200Ah = 9.6 kWh

A napelemek típusainak és kapacitásának alapos ismerete az optimális napelem-rendszer tervezésének egyik szakasza, amely rendszer megfelel a felhasználó energiaszükségletének és költségvetésének. 

A napelem tömbök mérete

A napelem tömb mérete közvetlenül befolyásolja a megtermelt villamos energia mennyiségét, ami viszont befolyásolja az energia tárolásához szükséges akkumulátorok számát.

A nagyobb napelem-tömbök több villamos energiát termelnek, ezért több akkumulátorra van szükség a többletenergia tárolására.

Hány akkumulátor egy 2kW-os napelemes rendszerhez

A 2 kW-os napelemrendszer által termelt villamos energia tárolásához szükséges akkumulátorok számának kiszámításához még ki kell számítanunk a 2 kW-os napelemrendszer által megtermelt napi energiát.

Feltételezve, hogy a napelemek 8 órában képesek elektromos áramot termelni (tipikusan ennyi egy naposabb napon), ekkor a teljes megtermelt napi energia:

• 2kW x 8 óra = 16 kWh

Ismert, hogy egy 200Ah-s 48V LiFePO4 akkumulátor 9,6kWh-i energiát képes tárolni. Ha az összes megtermelt energiát  az akkumulátorba irányítjuk és tároljuk, akkor a szükséges akkumulátor mennyisége:

• Akkumulátorok száma = (16 kWh) / (9.6 kWh) = 1.67 akkumulátor

Mivel az akkumulátorból nem lehet törtet használni (pl. fél akkumulátor :) így a szükséges darabszámot felfelé kerekítjük egész számra. Ezért a fenti példában látható (1.67) darabszám a felfelé kerekítés után 2 lesz, így két darab 200Ah-s, 48V-os LiFePO4 akkumulátorra lesz szükség.

Hasonlóan, kiszámolhatjuk a szükséges 200Ah 48V LiFePO4 akkumulátor darabszámot a napelemrendszer teljesítményének ismeretében:

A legtöbb lakossági napelemes rendszer esetében azonban a napelemek által megtermelt villamos energiát nem csak az akkumulátorok töltésére használjuk, hanem alapvetően a fogyasztók (főzőlap, sütő, mosógép, hőszivattyú, klíma, elektromos autó töltés stb.) táplálására és a felesleges, fel nem használt energiát pedig eltároljuk akkumulátorokban későbbi, pl. esti/éjszakai felhasználásra, vagy a rövidebb ideig tartó megnövekedett igény kiszolgálására, amit önmagában a napelem kapacitása nem tudna kiszolgálni, de akkumulátorból a fogyasztási csúcsot ki tudja a rendszer pótolni.

Ez egy bölcs megközelítés, mert csökkenti a szükséges akkumulátorok számát és csökkenti az akkumulátor élettartamára gyakorolt hatását az akkumulátorban előforduló önkisülési jelenségnek,  ugyanis az akkumulátor önmagában is fogyaszt némi energiát akkor is, ha nincs rá fogyasztó kapcsolva.

Ebben az esetben még két tényezőt kell figyelembe venni a szükséges akkumulátorok számának becsléséhez.

Napi energiafogyasztás

A fogyasztók energiafelhasználása határozza meg a szükséges napelemrendszer méretét, ami viszont meg fogja határozni a szükséges akkumulátorok számát és méretét arra az időszakra, amikor a napelemek nem termelnek energiát.

A szükséges akkumulátorok számának meghatározásához ki kell számítania otthona vagy rendszerének napi teljes energiafogyasztását 2 lépésben:

• Határozza meg a terhelés névleges teljesítményét
  Ez általában a készülékek címkéjén vagy kézikönyvében szereplő adat. Általában wattban (W) vagy kilowattban (kW) adják meg.

• Számítsa ki a naponta elfogyasztott energiát
  Szorozzuk meg a terhelés névleges teljesítményét (kW-ban) a napi várható üzemórák számával. Például, ha egy 1 kW névleges teljesítményű terhelés napi 8 órát üzemel, akkor az naponta 8 kWh-t (kilowattórát) fogyaszt.

Az akkumulátorok számát úgy számítjuk ki, hogy összeadjuk az összes terhelés energiafogyasztását és elosztjuk a napelemes rendszer teljes napi energiatermelése mínusz a terhelések teljes napi energiafogyasztása közötti különbséget az akkumulátorok kapacitásával.

Egy 10kW-os napelemes rendszer napi 8 órában termel energiát, így összesen 80kWh energiát termel meg. Feltételezve, hogy a fogyasztás napi 20kWh, a szükséges számú 200Ah 48V LiFePO4 akkumulátor a következő módon számolható ki:

• A tárolandó energiamennyiség = 80 kWh (napelemek termelése) - 20 kWh (napi fogyasztás) = 60 kWh

Ismert, hogy a 200Ah 48V LiFePO4 akkumulátor 9.6kWh energiát képes tárolni, így a számítás:

• Akkumulátorok száma = Tárolandó energiamennyiség / Egy akkumulátorban tárolható energia = 60 kWh / 9.6 kWh per akkumulátor = 6.25 akkumulátor

Mivel csak egész számú akkumulátort tudunk felhasználni, ezt a 6.25-öt felkerekítjük a legközelebbi egész számra.

Így a 10kW-os napelemrendszer esetén a szükséges 200Ah 48V LiFePO4 akkumulátorok száma: 7.

Az akkumulátor használatának időtartama

Ha azonban azt tervezi, hogy több egymást követő napon keresztül akkumulátort használ (például áramkimaradás esetén), akkor nagyobb akkumulátorrendszerre lesz szüksége, hogy elegendő energiával rendelkezzen otthona áramellátásához.

Ebben az esetben a legjobb, ha a becsléshez a teljes napi fogyasztást vesszük alapul. Ekkor a képlet a következőképpen alakul:

• Akkumulátorok száma = Napi energiafogyasztás x Áthidalandó napok száma / (Akkumulátor kapacitása x DoD)

Például, ha az Ön napi energiafogyasztása 5 kWh, és olyan rendszert szeretne, amely 3 napig tud működni újratöltés nélkül, 200 Ah 48 V LiFePO4-el 50% DoD mellett, akkor a szükséges akkumulátorok száma a következő lenne:

• Akkumulátorok száma = (5kWh x 3) / 4.8kWh = 3.125

Tehát, a fenti példa alapján a szükséges 200Ah 48V LiFePO4 akkumulátorok száma: 4.

Következtetés

Sajnálatos módon a szükséges napelemek mennyiségének meghatározása általában nem egyszerű feladat. Először is, a szükséges akkumulátorok végső száma nagymértékben változhat a napelemes tárolórendszer konkrét céljától függően.

Rugalmasság

Ha csak az áramkimaradásokra való felkészüléshez szeretne napelemes tárolót használni, akkor az akkumulátorok számánál az akkumulátor kapacitása és a fogyasztók energiaigénye a fő szempont.

Speciális eset is van, ha olyan területen élünk, ahol kevés a napfény, csapadékosabb az idő vagy gyakori az áramszünet, ott is figyelembe kell venni az áthidalandó napok számát.

Spórolás

Ha egyszerűen csak csökkenteni szeretné a közüzemi áramszolgáltatótól való függőségét és megtakarítani a rezsiköltségen, akkor az akkumulátorok kapacitását, a napelemek méretét és a fogyasztók energiaigényét is mind figyelembe kell venni.

Fontos megjegyezni, hogy az akkumulátor mérete más tényezőktől is függ, például a napelemrendszer tájolásától, a panelek hatékonyságától és a várható időjárási körülményektől, tereptárgyaktól, évszaktól. Ezért ajánlatos konzultálni egy professzionális napelem-szerelővel vagy mérnökkel, hogy meghatározza a napelem rendszer és az akkumulátortelep optimális méretét az Ön konkrét energiaszükséglete és elhelyezkedése alapján.