Guía de compra y dimensionamiento de centrales eléctricas

Ha habido una verdadera plétora de nuevas plantas de energía a la venta, ya que el interés en ellas ha crecido rápidamente durante el año pasado. Mucha gente quiere una copia de seguridad para sus dispositivos cuando hay un corte de energía o para usarlos para acampar o si viven fuera del vehículo. Una buena estación de energía también se puede utilizar para recargar las baterías de su bicicleta eléctrica cuando está lejos de fuentes de energía. Una central eléctrica construida en fábrica puede evitarle tener que ensamblar una batería, un inversor y un controlador de carga solar. Como zapatero profesional de centrales eléctricas, puedo decir que construí centrales eléctricas ad-hoc a partir de un variedad de diferentes baterías de bicicletas eléctricas y paquetes de coches eléctricos desechados y no es un proceso para los débiles de corazón. Este artículo es un artículo ligeramente técnico sobre cómo dimensionar correctamente su estación de energía y cuántos paneles solares necesitará para evitar que la estación de energía se agote demasiado. Aquí están las cosas que discutiremos:

• Descubra su carga máxima
• Calcular cuánto durará su central eléctrica al encontrar su carga promedio
• Descubra qué química de la batería utilizar y cuántos ciclos de carga se necesitarán
• Si necesita paneles solares, averigüe cuántos se necesitarán y su potencia.

Dimensionar las centrales eléctricas puede resultar confuso porque el consumidor medio a menudo confunde la potencia del inversor con kWh. En el caso de los inversores, tienen una potencia nominal que suele ser (pero no siempre) la cantidad de vatios que el inversor puede producir de forma continua. Si el inversor no es un vertedero, la carga de potencia máxima suele ser un 50-75% mayor que la potencia nominal. Para los inversores chinos baratos, este no es siempre el caso y quemé varios inversores que compré directamente en China en Alibaba que no podían soportar la carga máxima y, a menudo, ni siquiera podían agotar su potencia nominal.

Cuando las centrales eléctricas hablan de kWh o Wh, se refieren a cuánto tiempo puede funcionar la central eléctrica con esa carga. Si una central eléctrica tiene 1,5 kWh (o 1500 Wh), puede funcionar durante 1 hora con 1500 vatios de consumo de energía (si el inversor está clasificado para esta carga alta). Si ve la cantidad de voltios o Ah discutidos en las especificaciones, debe ignorarlos por completo y simplemente convertirlos a Wh, que es una mejor medida de la capacidad de potencia. Wh = Ah x voltios nominales. Uno de mis problemas favoritos es que la industria de las bicicletas eléctricas anuncie sus bicicletas con un tamaño Ah para baterías en lugar de Wh, que es una mejor medida de la energía total almacenada en el empaque. Es importante saber que 1 kilovatio-hora (kWh) = 1000 Watt-hora (Wh).

Cálculo de la carga máxima

Para calcular su carga máxima, debe tomar todos los elementos que desea ejecutar en el mismo protector contra sobretensiones y luego conectarlo a un medidor Kill A Watt de $ 30 (están disponibles en Internet, solo busque en Google). Hay varias alternativas de clonación más baratas, pero he usado los medidores Kill A Watt más antiguos durante años y debo decir que son a prueba de balas. Aparentemente, los más nuevos tienden a derretirse si los deja con cargas superiores a 1400 vatios durante períodos prolongados, así que no haga eso. Si observa los vatios en el medidor cuando se enciende un dispositivo por primera vez, puede encontrar la carga máxima. En general, la carga máxima para el arranque del motor es aproximadamente el doble del consumo normal. Para motores grandes como sierras circulares, cepilladoras o cortadoras, los vatios de arranque del motor pueden ser casi el triple del consumo continuo.

En mi experiencia, necesita al menos un inversor de 1500 vatios para hacer funcionar un microondas, y si desea utilizar herramientas eléctricas grandes, su objetivo debería ser 3000 vatios. Puede sobrevivir con un poco menos, pero sus herramientas no utilizarán toda su potencia. Si solo está cargando teléfonos celulares o computadoras portátiles, entonces un inversor de 500 W debería funcionar y si desea usar un cargador de bicicleta eléctrica, usaría al menos un inversor de 1000 W incluso si el cargador de batería consume menos de 500 vatios. He tenido problemas con los inversores de baja potencia que no tienen suficiente umphf para comenzar a cargar el cargador de bicicleta eléctrica.

Calcule la carga promedio y descubra cuánto durará

Los medidores de kilovatios también tienen un medidor de kWh, aunque los más baratos pierden esta configuración y se reinician cada vez que pierden energía. Los más caros tienen una batería que almacena el consumo de kWh durante los cortes de energía. Mantenga sus dispositivos conectados y utilícelos normalmente durante exactamente una hora. Después de una hora, verifique el uso de kWh del medidor. Esto le mostrará cuántos Wh usa en una hora. Recuerde que la energía se apaga cuando la batería alcanza el 20%, por lo que solo obtiene el 80% del Wh nominal de su estación de energía que es utilizable.

Una vez que sepa cuántas horas está usando en promedio, solo necesita multiplicarlo por la cantidad de horas que desea usar la central eléctrica antes de que se apague y luego multiplicar ese número por 1.2 y eso le da el tamaño en el que necesita para su central eléctrica.

Ejemplo 1 (cuánto durará): si después de una hora de usar su computadora y monitor, el medidor de Wh muestra 500 Wh, eso significa que si obtiene una central eléctrica de 1,5 kWh, funcionará en promedio 2 horas y 24 minutos ( 1,5 kWh 0,8 = 1,2 kWh que son 2,4 horas a 500Wh / por hora).

Ejemplo 2 (qué tamaño necesita): carga la batería de su Sur Ron durante una hora y obtiene 600wH y desea poder hacer funcionar el cargador durante 3 horas, luego necesita al menos 2168 kWh o más (600 kWh ) central eléctrica x 3 x 1,2 = 2168 wH)

química de la batería

Hay 2 productos químicos de batería principales que utilizan la mayoría de las centrales eléctricas. Uno es LifePo4 y el otro es todo lo demás. En general, las baterías LifePo4 son aproximadamente un 20% más pesadas y tienen aproximadamente el doble de ciclos de recarga que otras químicas de litio. También son casi imposibles de explotar o quemar, ya que la química es mucho más estable que casi cualquier otra química del litio en el mercado. Eso puede cambiar en el futuro, pero ahí es donde nos encontramos hoy. La desventaja de las baterías LifePo4 es que generalmente (pero no siempre) tienen una tasa C más baja que la NMC y otros químicos. Esto significa que pueden cargarse más lentamente o tener una tasa de descarga más baja. El fabricante debe dimensionar el cargador y el inversor correctamente con la batería para que usted no tenga que preocuparse por estos problemas.

Tomé una batería NMC de 2013 voltios 16,5 kWh desechada y la conecté en paralelo a un inversor de 3000 vatios 48v y hace funcionar la casa de mi esposa fuera de la red durante aproximadamente 2 meses sin sol. Este paquete pesa alrededor de 400 libras, por lo que se monta detrás de los asientos de mi Tundra con manijas de trinquete y guardo el controlador de carga solar, el inversor y el cargador de batería con ellos montados en un tablero de madera contrachapada. Me costó alrededor de $ 2,000 ensamblar y, sinceramente, es increíblemente incompleto. Mi esposa no me permite usar ningún producto químico que no sea LifePo4 con el sistema solar interno (ya hemos explotado 2 juegos de baterías de plomo-ácido y nunca he conocido a nadie que haya causado la explosión de las baterías de plomo-ácido), así que compramos una batería nueva LifePo4 de 2kW con un BMS por alrededor de $ 1000 enviada que todavía está en un barco atracado en las afueras de Los Ángeles (ha estado en tránsito durante más de 3 meses).

¿Cuánta energía solar necesitas?

Casi todas las centrales eléctricas tienen algún tipo de controlador de carga incorporado que acepta casi cualquier tipo de panel. Parece que todos los proveedores de plantas de energía también venden paneles plegables diseñados específicamente para esta unidad. Para que quede claro, debería poder utilizar casi cualquier panel solar y no es necesario compre los diseñados para esa unidad. Para ser justos, existe una gran discrepancia en la calidad del panel y muchos de los productos baratos que salen de China son una mierda. Compré algunos paneles flexibles baratos y la mayoría de ellos no parecen durar un año antes de que se autodestruyan. Si puede obtener paneles solares viejos que la gente desactiva, esa es la mejor manera de obtener los paneles más baratos. Pierde aproximadamente el 0,5% de la producción cada año que la mayoría de los paneles están en uso. No es una degradación lineal, pero es una aproximación muy cercana.

He estado lidiando con paneles solares durante más de 8 años, con la casa de mi esposa desconectada de la red. También instalé más de 25 kW de paneles en mi casa, que es mucho. He estado observando obsesivamente la generación de energía y la he estado siguiendo durante 3 años. Lo que he encontrado es que es raro que los paneles generen su capacidad nominal y muy común que generen una fracción de su capacidad en vatios totales. Mi experiencia es que si no hay nubes en el cielo y los paneles miran hacia el sol, puede acercarse a la capacidad nominal (digamos 80% o más). En días muy soleados obtendrá alrededor del 50-75%, pero en días nublados o nublados obtendrá casi nada. Si vive en un lugar como California o Australia donde siempre hace sol, los paneles solares serán mucho más efectivos que lugares como Ithaca, NY, donde tenemos un promedio de 30 días de sol al año (¡menos que en Seattle!). Las plantas de energía casi siempre tienen una variedad de formas de cargarlas. Puedes conectarlos al sistema del coche mientras conduces y conseguir alrededor de 120 Watts de potencia (más o menos, dependiendo de la central eléctrica). También puede enchufarlos a una toma de CA que funcione y cargarlos. El tiempo que se tarda en cargar en una toma de corriente es el tiempo total de la capacidad de la batería de 0,8 dividido por la cantidad de vatios que la central eléctrica puede cargar. La mayoría de las baterías de litio tardan más en cargarse cuando alcanzan el 80%, por lo que será más largo que eso, pero no mucho más.

Una buena regla general es si cree que necesita 100 vatios de paneles para hacer lo que necesita, probablemente el doble. En la casa de mi esposa, operamos toda la casa sin conexión a la red con 1500 vatios de paneles. Eso es suficiente para 9 meses al año y en invierno nuestra generación solar se cae por un precipicio y generalmente usamos la vieja batería Volt que está en mi camión y la llevamos a una fuente de energía para cargarla una vez al mes. No espere generar mucha electricidad durante los meses de invierno si vive en un lugar cubierto de nieve como Nueva York.

Cargue mientras conduce

Normalmente, en mis vehículos de viaje, solo tengo 100-150 vatios de tablero, pero las baterías están configuradas para cargarse en el automóvil mientras está en movimiento. Casi todas las plantas de energía a la venta tienen algún tipo de opción de carga de 12 V CC, pero generalmente son <10 amperios (por lo que es una carga súper lenta a 120 vatios). Si conduce largas distancias, probablemente no necesitará muchos paneles solares, pero si está sentado en un lugar durante días seguidos, los paneles solares son esenciales. No se deje atrapar pensando que necesita comprar los paneles diseñados para la central eléctrica que utiliza. En su mayor parte, cualquier panel solar que funcione debería funcionar con su central eléctrica. Los paneles flexibles tienden a ser menos duraderos que los paneles de vidrio fijos.

Haz que dure

Si nunca carga su central eléctrica por encima del 80% y no consume menos del 40%, puede duplicar la duración de la batería. Preste mucha atención a la cantidad de ciclos de energía que soportan las baterías, ya que esto varía ampliamente con las diferentes estaciones de energía. He visto de todo, desde 900 a 6000 ciclos y es una de las especificaciones más importantes a las que hay que prestar atención.

Hay un montón de centrales eléctricas diferentes en el mercado en este momento. Está más allá del alcance de este artículo discutirlos todos, pero estos son algunos de los más populares:

jackery

Ecoflow

bluetti

ego

Anker

Objetivo cero

Judy

Hay muchos otros que no figuran aquí y, lamentablemente, no he probado ninguno de ellos, por lo que no intentaré revisarlos aquí ni especular sobre cuál es el mejor. Miré las especificaciones de la mayoría de los que hay en el mercado y decidí comprar un Zendure. SuperBase Pro 1500 por un especial del Black Friday de $ 1,099. Me gustaba que las celdas fueran LifePo4, por lo que mi esposa me deja tenerlas en casa y la carga de 1 hora desde un tomacorriente parece mucho más rápida que casi cualquier otra cosa que pueda encontrar en el mercado. Publicaré una actualización sobre él aquí tan pronto como tenga la oportunidad de usarlo por un tiempo.

¿Tiene una central eléctrica que usa y está contento con ella? Publique sus experiencias a continuación en los comentarios.

Seguir adelante.