Tính toán năng lượng mặt trời off-grid và pin

Tính toán hệ thống solar off-grid bắt đầu bằng danh sách tải trung thực: mỗi thiết bị, công suất watt và số giờ chạy mỗi ngày. Sai số nhỏ tích lũy nhanh khi bạn thiết kế cho đêm, tuần nhiều mây và góc nắng mùa đông mà không có lưới dự phòng.

Máy tính này đi theo trình tự giống thợ lắp đặt có chứng chỉ—năng lượng ngày, tự trữ pin, công suất mảng solar và dư inverter—để so sánh kiến trúc 12 V, 24 V và 48 V trước khi mua thiết bị. Kết quả là ước tính lập kế hoạch; luôn xác nhận tiết diện dây, cầu chì và quy chuẩn địa phương bằng dữ liệu nhà sản xuất và chuyên gia có giấy phép khi cần.

Nếu mới thiết kế off-grid, điền bảng tải trước, rồi chỉnh giờ nắng đỉnh theo vĩ độ và mùa. Cụm lithium (LiFePO₄) thường cho phép xả sâu hơn chì-axit, trực tiếp thay đổi số kWh cần cho cùng mức tiện nghi.

Cách máy tính này hoạt động

1. Lập danh sách tải ngày: với mỗi thiết bị nhân watt × giờ/ngày và cộng watt-giờ (Wh). Tổng đó là nhu cầu năng lượng cơ bản.
2. Chọn số ngày tự trữ—pin phải chịu tải bao nhiêu ngày không có nắng đáng kể. Nhà gỗ cuối tuần thường 1–2 ngày; nhà off-grid toàn thời gian thường 2–3.
3. Đặt giờ nắng đỉnh cho địa điểm (thường 3–6 giờ nắng đầy đủ tương đương/ngày). Giá trị thấp hơn nghĩa là mảng solar lớn hơn cho cùng mức sạc hàng ngày.
4. Chọn điện áp hệ thống (12, 24 hoặc 48 V) và hóa học pin. Điện áp cao hơn giảm dòng cho cùng công suất, có thể thu nhỏ tiết diện cáp trên hệ lớn.
5. Xem lại Ah pin, watt solar, số tấm và hướng dẫn inverter. Với Úc, ước tính hoàn tiền STC được thêm khi chọn vùng đó.

Quan hệ cốt lõi khi tính kích thước

Wh ngày = Σ (W thiết bị × giờ/ngày) | Wh pin ≈ (Wh ngày × ngày tự trữ) ÷ độ xả sử dụng được | W solar ≈ Wh ngày ÷ (giờ nắng đỉnh × hiệu suất hệ thống)

Watt-giờ ngày lấy trực tiếp từ bảng tải. Dung lượng pin tăng theo số ngày không nắng bạn muốn và phần gói pin bạn chấp nhận xả—lithium thường ~90% năng lượng dùng được so với ~50% ở nhiều thiết kế chì-axit. Kích thước mảng chia năng lượng ngày cho giờ nắng hữu ích và tổn thất thực (sụt cáp, nhiệt, hiệu suất khứ hồi MPPT và pin). Inverter phải phủ tải đỉnh đồng thời, không chỉ trung bình.

Công thức được công cụ này sử dụng

• Wh hàng ngày = tổng (watt × giờ) cho từng thiết bị.
• Pin = Wh hàng ngày × ngày dự phòng × 1.1 ÷ 0.9 (DoD).
• Pin = Wh hàng ngày × 1.1 (hiệu suất) ÷ 0.9 (DoD).
• Điện mặt trời = Wh hàng ngày × 1.25 (tổn thất) ÷ giờ nắng đỉnh.
• Inverter liên tục = tải max; đỉnh = liên tục × 2.5 cho động cơ/tủ lạnh.
• Ampe MPPT = (W điện mặt trời ÷ điện áp pin) × 1.25; làm tròn lên 20/30/40/50 A.
• Úc: hệ số STC 2026 6.8 với giảm dần (0–14 / 14–28 / 28–50 kWh).

Ví dụ tính: cabin nhỏ

Giả sử danh sách tải tổng 2.400 Wh/ngày (đèn LED, tủ lạnh DC, laptop và Starlink), bạn muốn 2 ngày tự trữ, 5 giờ nắng đỉnh, cụm lithium 24 V xả 90% và tấm 400 W.

1. Năng lượng pin cần ≈ (2.400 × 2) ÷ 0,9 ≈ 5.333 Wh. Ở 24 V khoảng 222 Ah—làm tròn lên cho hiệu suất inverter và lão hóa.
2. Nhu cầu solar ≈ 2.400 ÷ (5 × ~0,85 hiệu suất hệ thống) ≈ 565 W mảng. Hai tấm 400 W (800 W danh nghĩa) cho dư cho mùa đông và bóng một phần.
3. Kiểm tra công suất liên tục và đỉnh inverter với tải kết hợp cao nhất (thường máy nén tủ lạnh + bơm hoặc lò vi sóng).
4. Tính lại bảng nếu thêm sưởi, điều hòa hoặc nấu điện—những tải này thường chi phối thiết kế off-grid.

Mẹo thực tế trước khi mua

• Đo hoặc xác minh watt bằng đồng hồ cắm ổ thay vì đoán nhãn—đặc biệt tủ lạnh, bơm và dụng cụ.
• Tính solar cho tháng tồi tệ nhất bạn dùng hệ thống, không chỉ đỉnh nắng mùa hè.
• Giữ tải nặng trên 48 V hoặc 24 V DC khi có thể; đoạn 12 V dài dòng cao lãng phí năng lượng do tổn thất đồng.
• Lên kế hoạch dư bộ điều khiển sạc MPPT trên dòng ngắn mạch mảng và tốc độ sạc tối đa pin.
• Ghi chép sớm vị trí cầu chì và ngắt—khả năng bảo trì quan trọng hơn khi bạn là tiện ích của chính mình.

Câu hỏi thường gặp

Hướng dẫn liên quan

• Hướng dẫn hệ solar off-grid 2026: Thiết kế, size, chi phí, lắp đặt