Budżetowa istalacja PV off-grid na domku narzędziowym

Szukam rekomendacji i komponentów do stworzenia małej i budżetowej instalacji off-grid na domku narzędziowym. Na działce nie ma jeszcze prądu, a docelowo chcę z tej instalacji zasilać oświetlenie działki na 12V LED, monitoring, router WiFi oraz pompę oczyszczalni i pompę głębinową 800W do podlewania ogrodu.

Energii ma wystarczyć na:
- podtrzymanie pompki oczyszczalni (70W)
- Oświetlenie LED budynku i lampy zewnętrznej LED na 12V (15W)
- Router Wifi + Kamera monitoringu (<40W)
- okazjonalnego włączenia pomy głębinowej 800W 30-60min w weekend.
- okazjonalnego użycia elektronarzędzi do 1800W przez kilkanaście minut w weekend.

Powierzchnia dachu: 4,4x2m, wystawiona na południe, kąt 20 stopni.

Myślę o 2-4 panelach ok 400W (połączonych równolegle), 2 akumulatorach 12v AGM 100Ah, kontrolerze o mocy do 1.8-2kW i oczywiście skrzynce rozdzielczej.

Proszę ekspertów w tej grupie o porady, linki do sprawdzonych materiałów, które mgółbym wykorzystać przy projekcie i sugerowanie komponentów, które możnaby było użyć.

Z góry bardzo dziękuję.

yac napisał:

oświetlenie działki na 12V LED,

yac napisał:

2 akumulatorach 12v AGM 100Ah (24v)

Jak to ma pracować? Albo robisz instalacje 12V i akumulatory łączysz równolegle albo robisz 24V, łączysz szeregowo ale do zasilania LED 12V potrzebujesz przetwornicy.
Akumulator 12V 100Ah to jest teoretycznie 1200Wh zgromadzonej energii, nawet jak jest to wersja do pracy cyklicznej i głębokich rozładowań to nie warto rozładowywać więcej niż 80% więc zostaje ok 1000Wh czyli 1kWh
Masz dwa to jest ok 2000Wh

Zapotrzebowanie:

yac napisał:

podtrzymanie pompki oczyszczalni (70W)

rozumiem praca całą dobę - 24h * 70W = 1680Wh - to chyba większość twojego magazynu.

yac napisał:

Router Wifi + Kamera monitoringu (<40W)

też 24h więc 24h * 40W = 960Wh

yac napisał:

okazjonalnego włączenia pomy głębinowej 800W 30-60min dziennie.

1h * 800W = 800Wh

yac napisał:

okazjonalnego użycia elektronarzędzi do 1800W przez kilkanaście minut.

powiedzmy 1/4h * 1800W = 450Wh

Razem (bez oświetlenia bo nie podałeś ile go będzie) 3890Wh
Czyli potrzebujesz przynajmniej cztery takie akumulatory w zasadzie bez zapasu pojemności na wymienione potrzeby.

ładowanie - jak dasz 4 panele 400W i kontroler MPPT (zwykły tani PWM straci sporo z mocy paneli) to przy pełnym słońcu będzie ładowanie mocą ok 1600W (minus straty). Akumulatory AGM przeważnie mają zalecany prąd ładowania dziesięciogodzinny czyli C(pojemność akumulatora w Ah) dzielona przez 10h - dla 100Ah daje 10A przy 12V moc na ładowanie 120W. Dla potencjalnych 4 akumulatorów to 480W. Dopuszczalny prąd ładowania podawany jest 3 razy większy czyli moc 1440W. Przy tych panelach 4 akumulatory przy pełnym słońcu mogły by być ładowane zbyt intensywnie ale to nie jest wielkie przekroczenie a z drugiej strony jest szansa uzupełnienia ładunku w jeden dzień słoneczny - panel nie pracuje cały dzień z pełną mocą bo promienia padają pod różnym kątem i jest mniejsze natężenie na powierzchni paneli PV niż maksymalne.
Jak masz same słoneczne dni to z czterema akumulatorami i czterema panelami pracujesz na krawędzi ale nie masz zapasu na pochmurne dni.

Teraz pytanie co to jest budżetowa instalacja? Przy takich wymaganiach to ten budżet nie będzie taki mały.

Rozumiem zatem, że lepiej jest połączyć akumulatory równolege na 12V aby zasilić oświetlenie LED bezpośrednio i szukać invertera 12VDC/230AC. Dzięki za wskazówkę.

Istotną informacją, której nie podałem w oryginalnym poście, jest to, że z działki korzystamy weekendowo, więc pompa głębinowa czy narzędzia będą używane sporadycznie w weekendy, po pełnym naładowaniu magazynu w ciągu tygodnia.

Usuńmy też z wymagań podtrzymanie pompy do oczyszczalni - nadal jestem na etapie wybierania tego komponentu i mogę zdecydować się na oczyszczalnię chemiczną.

Z odbiorników energii zostaje więc:
- Router WiFi + Monitoring max 40W (960Wh/24h)
- Oświetlnie (15W LED) (180Wh/24h przy użyciu przez 12h)
- Pompa głebinowa (800W) i narzędzia (do 1800W) gdy magazyn będzie pełny, w weekend, sporadycznie, ale inwerter musi dać te 1800W mocy gdy potrzeba włączyć piłę ukosową.

Czy po powyższych zmianach w odbiornikach energii opcja z 2 panelami 400W i 2 akumulatorami połączonymi równolegle na 12V, do tego kontroler MPPT i inwerter 1.8-2kW wystarczy?
Czy mogę prosić znawców rynku o podpowiedź jakie marki/modele regulatora i inwertera wybrać aktualnie? Czy może wybrać regulatori i inwerter w 1 urządzeniu?

Budżet chciałbym zamknąć w 4-5 tysiącach złotych. Panele to koszt ok 600PLN/szt=1200. 2 akumulatory AGM 100ah 12v to kolejne 1200PLN. Zostaje 1600-2600PLN na regulator/inwerter (bądź 2 w 1) oraz zabezpieczenia, kable, końcówki i materiały do montażu paneli na dach.

Dodatkowe pytanie: Jeśli magazyn jest pełny, a pompy/narzędzi używam w słoneczny dzień, to moc będzie dostarczana z paneli PV (i baterii gdyby brakło) czy tylko z baterii?

yac napisał:

inwerter 1.8-2kW wystarczy?

Dla narzędzia 1800W może być mało - silnik przy rozruchu potrafi brać 4-6 razy więcej niż moc znamionowa a inwertery nie zawsze lubią takie przeciążenia. Raczej taki 3kW z przeciążeniem do 6kW albo 4/8 - najlepiej sprawdzić czy da radę.
Kontroler ładowania taki 60A MPPT to sam tak bliżej 1000PLN a często więcej. Pamiętaj, że przy takich prądach - ładowanie 60A, inwerter z narzędziem ok 2kW czyli ok 200A - to kable bardziej spawalnicze a nie domowa instalacja elektryczna jeśli chodzi o przekroje żyły. Przetwornicy nie łącz przez kontroler bo to zbyt duże prądy - przez odpowiedni bezpiecznik bezpośrednio do akumulatora. Przetwornica najczęściej ma własny kontroler napięcia zasilania zapobiegający rozładowaniu akumulatora do zera.
Jeszcze uwaga - jak z tych akumulatorów pobierasz prąd godzinny (200A) to ich pojemność spada do 1/2 czyli pół godziny pracy z mocą 2kW to akumulatory rozładowane.

yac napisał:

Jeśli magazyn jest pełny, a pompy/narzędzi używam w słoneczny dzień, to moc będzie dostarczana z paneli PV (i baterii gdyby brakło) czy tylko z baterii?

Wyobraź sobie, że masz studnię, pompę, zbiornik na dachu/wieży (tak wieża ciśnień jak na westernach) i dalej rura idzie do kranu. Czy jak pompa pompuje to woda w kranie jest ze zbiornika (akumulatora) czy z pompy? Tak sumarycznie to jak pobierasz mniej niż wydajność pompy to dostajesz wodę z pompy i nawet jak mniej pobierasz to jeszcze woda dopływa do zbiornika. jak pobierzesz więcej to część idzie z pompy a część ze zbiornika. Tu jest analogicznie - no chyba, że masz znaczone elektrony w przewodach i widzisz te z PV (zielone koszulki) i te z akumulatora (żółte) .

yac napisał:

Jeśli magazyn jest pełny, a pompy/narzędzi używam w słoneczny dzień, to moc będzie dostarczana z paneli PV (i baterii gdyby brakło)

Jeśli regulator lub inwerter ma priorytety pracy typu "solar first" to tak będzie, że jeśli w danej chwili produkcja prądu ze słońca będzie wystarczająca do zasilania odbiorników to TYLKO prąd będzie używany z PV a ewentualny jego nadmiar bądź braki będą ładować/rozładowywać akumulator
Działa to tak jak napisałeś.

stachu_l napisał:

Tu jest analogicznie - no chyba, że masz znaczone elektrony w przewodach i widzisz te z PV (zielone koszulki) i te z akumulatora (żółte) .

Nie, nie jest analogicznie do podanego przez Ciebie przykładu.
Od zaznaczania tych "koszulek" masz priorytety pracy inwertera lub regulatora typu solar first

yac napisał:

Czy po powyższych zmianach w odbiornikach energii opcja z 2 panelami 400W i 2 akumulatorami połączonymi równolegle na 12V, do tego kontroler MPPT i inwerter 1.8-2kW wystarczy?

Jak niby 2 panele po 400W dostarczą Ci 1800W dla elektronarzędzi?

Moim zdaniem w budżecie 5tyś będzie Ci ciężko się zamknąć. 2 panele to za mało, chyba, że odpadają elektronarzędzia i pompa głębinowa (za duży chwilowy pobór)
Ja mam 4 panele po 400W i nawet w godzinach największego nasłonecznienia moja instalacja PV off-grid jest w stanie zasilić odbiorniki o łącznym aktualnym poborze 1300-1400W

michalPV napisał:

Jeśli regulator lub inwerter ma priorytety pracy

Może inwerter hybrydowy z zasilaniem z sieci i PV tak ale regulator ładowania akumulatora ma tylko jedno zadanie ładować akumulator i nic nie wie o prądzie pobieranym przez przetwornicę/inwerter 12V na 230V. Klasyczny układ z instalacją 12V DC i panelami + przetwornica na 230V DC.
Autor nie potrzebuje zasilania narzędzi prosto z PV ale zasila je z akumulatora przez przetwornicę. Panele mogą mieć mniejszą moc pod warunkiem odpowiednio krótkiego używania narzędzi i odpowiednio długiego ładowania akumulatorów.

stachu_l napisał:

Może inwerter hybrydowy z zasilaniem z sieci i PV tak ale regulator ładowania akumulatora ma tylko jedno zadanie ładować akumulator

Racja, mój błąd.
Pisałem o inwerterach off-grid/hybrydowych a dopisałem też niepotrzebnie i błędnie regulatory ładowania.

stachu_l napisał:

Autor nie potrzebuje zasilania narzędzi prosto z PV ale zasila je z akumulatora przez przetwornicę.

Jak tak, to inna sprawa.
Niemniej nie wróżę długiej żywotności w takiej instalacji akumulatorów nie będących aku lifepo4

Uniwersalne KS i MKS Solar off grid oraz hybrydowe

https://www.sklep.orvaldi.pl/pol_m_Inwertery_...-i-MKS-Solar-off-grid-oraz-hybrydowe-186.html