आवासीय ईएसएस - एक उचित और व्यापक ईएसएस कैसे डिजाइन करें?

आवासीय ईएसएस के डिजाइन में सिस्टम के लक्ष्यों, घटक चयन, स्थापना और सुरक्षा आदि सहित कई पहलुओं को ध्यान में रखना आवश्यक है।इसमें पावर इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे कई क्षेत्रों से ज्ञान शामिल है।एक सफल आवासीय ईएसएस न केवल बिजली को प्रभावी ढंग से संग्रहीत कर सकता है, बल्कि घरेलू बिजली खपत पैटर्न को भी अनुकूलित कर सकता है।बिजली के बिलों को कम करना, और जरूरत पड़ने पर ऑफ-ग्रिड पावर सप्लाई की क्षमता भी प्रदान करें।

I. ऊर्जा मांग और भार विश्लेषण:

घरेलू ऊर्जा की मांग का विश्लेषण करना आवश्यक है, जिसमें विद्युत भार का विश्लेषण, भार प्रकारों का वर्गीकरण और पीक विद्युत खपत अवधि शामिल है।

लोड आवश्यकताएंःअपने घर की दैनिक बिजली की खपत को समझें, प्रमुख भार (जैसे रेफ्रिजरेटर, एयर कंडीशनर आदि) और उनकी शक्ति निर्धारित करें।घरेलू भार आम तौर पर प्रेरक भार और प्रतिरोधक भार में विभाजित होते हैंमोटरों जैसे वाशिंग मशीन, एयर कंडीशनर, रेफ्रिजरेटर, पानी के पंप और रेंज हुड के साथ भार प्रेरक भार हैं। मोटर की स्टार्टिंग शक्ति 5 से 7 गुना है।इन्वर्टर की शक्ति की गणना करते समयइन भारों की प्रारंभ शक्ति को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इन्वर्टर की आउटपुट शक्ति भार की शक्ति से अधिक होनी चाहिए।

ऊर्जा भंडारण क्षमताःआवश्यक बैटरी क्षमता का अनुमान दैनिक विद्युत खपत के आधार पर लगाया जाता है। हालांकि, एक औसत घरेलू के लिए, यह देखते हुए कि सभी भार एक साथ चालू नहीं किए जा सकते हैं, लागत बचाने के लिए,भार शक्तियों का योग 0 के गुणांक से गुणा किया जा सकता है.7 से 0.9.

अनुप्रयोग परिदृश्यःविचार करें कि क्या सिस्टम को ग्रिड-कनेक्टेड ऑपरेशन, ऑफ-ग्रिड ऑपरेशन या दोनों के संयोजन का समर्थन करने की आवश्यकता है।

सौर पैनलों की क्षमता की गणनाः

1. Calculate the capacity of solar panels based on sunlight conditions and energy demand to ensure they can meet the energy needs of the household's basic load and provide backup power at night or in bad weather.
2. घटक का डिजाइन सिद्धांत औसत मौसम की स्थिति में भार की दैनिक बिजली की खपत की मांग को पूरा करना है।सौर सेल घटक की वार्षिक बिजली उत्पादन भार की वार्षिक बिजली खपत के बराबर होनी चाहिए.
3. एक परिवार की बिजली की मांग निर्धारित करें: सबसे पहले, घर की औसत दैनिक बिजली की खपत की गणना करना आवश्यक है।इसका अनुमान विद्युत के ऐतिहासिक बिलों को देखकर लगाया जा सकता है।उदाहरण के लिए, यदि एक घर की औसत दैनिक बिजली खपत 30kWh है, तो यह न्यूनतम बिजली उत्पादन लक्ष्य होगा जिसे एक फोटोवोल्टिक प्रणाली को पूरा करने की आवश्यकता है।
4. स्थानीय सूर्य के प्रकाश की स्थितियों को समझें: सूर्य के प्रकाश की अवधि (सौर विकिरण) विभिन्न क्षेत्रों में भिन्न होती है, जो फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की बिजली उत्पादन को प्रभावित करेगा।वार्षिक औसत धूप की अवधि स्थानीय मौसम संबंधी आंकड़ों या ऑनलाइन उपकरणों के माध्यम से पूछताछ की जा सकती है.
5. फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की दक्षता पर विचार करें: फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की दक्षता कई कारकों से प्रभावित होती है, जिसमें मॉड्यूल का प्रकार (मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन,पॉलीक्रिस्टलीय सिलिकॉन, आदि), स्थापना कोण और अभिविन्यास आदि। एक सामान्य घरेलू फोटोवोल्टिक प्रणाली की दक्षता 70% से 80% के बीच है।

मान लीजिए कि एक परिवार की औसत दैनिक बिजली खपत 10 किलोवाट घंटे है, लक्ष्य आत्मनिर्भरता दर 80% है और स्थानीय फोटोवोल्टिक पैनल औसतन 0.प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन 4kWh बिजली. यह मानते हुए कि सिस्टम दक्षता कारक 0 है.3, तो आवश्यक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की कुल शक्ति हैः

P ((कुल) = 10*0.8/0.3≈26.67kWp

इसका अर्थ है कि 80% आत्मनिर्भरता दर प्राप्त करने के लिए, घर को कम से कम 26.67 किलोवाट की कुल शक्ति वाले फोटोवोल्टिक मॉड्यूल स्थापित करने की आवश्यकता है।
वर्तमान स्थिति में, घटकों के आकार और छत पर उपलब्ध स्थान जैसे कारकों को देखते हुए,यह आवश्यक हो सकता है कि संयंत्रों की वास्तविक संख्या और विशिष्टताओं को समायोजित किया जाए

इन्वर्टर और बैटरी क्षमता का मिलान:

इन्वर्टर की क्षमता को सौर पैनलों और बैटरी पैक के साथ मेल खाना होगा, जिसमें डीसी क्षमता और एसी क्षमता दोनों शामिल हैं।

1. लोड डिमांड निर्धारित करें: सबसे पहले आपके विद्युत उपकरण या प्रणाली की कुल बिजली की मांग को समझना आवश्यक है। इसमें घरेलू बिजली, वाणिज्यिक बिजली,औद्योगिक बिजली, आदि. यह जानकारी उपकरण की नाम प्लेट पर विद्युत मापदंडों की जांच करके या उपकरण निर्माता से परामर्श करके प्राप्त की जा सकती है।
2. पीक पावर डिमांड की गणनाः कुल पावर डिमांड निर्धारित करने के बाद, पीक पावर डिमांड की गणना करना आवश्यक है।पीक पावर अधिकतम शक्ति को संदर्भित करती है जब सभी उपकरण एक निश्चित क्षण में एक साथ काम कर रहे होंआमतौर पर, पीक पावर डिमांड कुल पावर डिमांड से 20% से 30% अधिक होती है।
3. इन्वर्टर की दक्षता पर विचार करें: निरंतर धारा को वैकल्पिक धारा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया के दौरान, इन्वर्टर में कुछ मात्रा में ऊर्जा हानि होगी। इसलिए,एक इन्वर्टर की शक्ति की गणना करते समयइन्वर्टर की दक्षता आमतौर पर 90% से 96% के बीच होती है।
4. इन्वर्टर शक्ति की गणना करें: उपरोक्त जानकारी के आधार पर, आवश्यक इन्वर्टर शक्ति की गणना की जा सकती है। सूत्र निम्नानुसार हैः
   इन्वर्टर शक्ति = ((पीक पावर डिमांड/इन्वर्टर दक्षता) × सुरक्षा कारक।सुरक्षा कारक को आमतौर पर 1.2 से 1.5 पर सेट किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि इनवर्टर चरम परिस्थितियों में भी सामान्य रूप से काम कर सके।
5. शक्ति मिलानः गणना की गई इन्वर्टर शक्ति के आधार पर, इन्वर्टर मॉडल का चयन करें जो इसे मेल खाता है। सुनिश्चित करें कि इन्वर्टर की रेटेड शक्ति पीक पावर मांग को पूरा कर सकती है।
6. इन्वर्टर के प्रकार: इन्वर्टर दो प्रकारों में विभाजित हैंः एकल-चरण और तीन-चरण। एकल-चरण इन्वर्टर घरों और छोटे व्यवसायों के लिए उपयुक्त हैं,जबकि तीन चरण इन्वर्टर बड़े उद्यमों और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैंबिजली की खपत के परिदृश्य के आधार पर उपयुक्त इन्वर्टर प्रकार का चयन करें।