Verhouding tussen zonnepaneel en accu: formaat PV en batterijen goed

Wat de verhouding tussen zonnepanelen en accu’s eigenlijk betekent

In de meeste kleine off-grid- en back-upsystemen verwijst de “zonnepaneel-accumulatorverhouding” naar de relatie tussen: (1) Vermogen PV-array (watt) en (2) capaciteit van de batterijbank , doorgaans in Ah bij een systeemspanning (12V/24V/48V). De verhouding is van belang omdat deze uw realistische oplaadsnelheid bepaalt en hoe vaak de accu volledig is opgeladen.

Twee manieren om de verhouding uit te drukken (gebruik de duidelijkste)

• W per Ah bij een gegeven systeemspanning (gebruikelijk voor 12V/24V campers en kleine hutten).
• Laadtarief (C-tarief) : laadstroom gedeeld door accu Ah (meer “elektrotechnisch correct”).

Snelle brug ertussen (bij benadering): PV-laadstroom in een 12V-bank is ruwweg PV-watt ÷ 14V (laadspanning). Voorbeeld: 280W van PV in een 12V-bank gaat over 20A (280 ÷ 14 ≈ 20). Op een 200 Ah accumulator, dat wil zeggen een 0,10C laadtarief (20 ÷ 200 = 0,10).

Aanbevolen verhoudingen op basis van batterijchemie en gebruiksscenario

De “juiste” verhouding tussen zonnepanelen en accu’s gaat vooral over het vermijden van twee faalmodi: te weinig PV (chronische onderbelasting) en te veel PV (onnodige kosten of controllerlimieten). Chemie verandert hoe gevoelig je bent voor onderlading en hoe snel de accu energie kan accepteren.

Opmerkingen die slechte maatbeslissingen voorkomen: Loodzuuraccu's geven er sterk de voorkeur aan om volledig opgeladen te worden (inclusief absorptietijd). Als PV te klein is, leven ze vaak in een gedeeltelijke laadtoestand, waardoor sulfatering en capaciteitsverlies worden versneld. LiFePO4 is over het algemeen toleranter ten aanzien van gedeeltelijk opladen, maar misschien wilt u toch een hogere verhouding om snel te herstellen na intensief gebruik.

Een stapsgewijze methode waardoor de verhouding correct ‘uitvalt’

Alleen al een verhouding kan misleidend zijn als je deze niet koppelt aan het dagelijks energieverbruik en zonlicht. Gebruik deze workflow om de PV- en accucapaciteit logisch te bepalen en bevestig vervolgens dat de verhouding binnen een gezond bereik terechtkomt.

Stap 1: Schat de dagelijkse energie (Wh/dag)

Belastingen bij elkaar optellen: watt × uur per dag. Voorbeeld: een koelkast van 60 W is gemiddeld 600 Wh/dag gedurende een equivalente looptijd van 10 uur. Als u een omvormer heeft, neem dan later een realistische systeemefficiëntiefactor op (normaal gesproken kan dat zo zijn). 0,70–0,85 afhankelijk van bedrading, controller, omvormer en temperatuur).

Stap 2: Grootte van de accu voor autonomie (kWh)

Kies autonomie (dagen) en toegestane ontladingsdiepte (DoD). Bruikbare batterij-energie (Wh) ≈ dagelijkse Wh × autonomiedagen. Totale nominale batterij-energie (Wh) ≈ bruikbare Wh ÷ DoD. Typische planning DoD: Loodzuur 0,50 , LiFePO4 0,80 (conservatief, verbetert de levensduur).

Stap 3: Grootte PV op basis van zonne-uren (en verliezen)

PV-watt ≈ dagelijkse Wh ÷ (piekzonuren × systeemefficiëntie). Voorbeeld: als het dagelijks gebruik 1.000 Wh is, zijn de maximale zonne-uren 4 en is de efficiëntie 0,75, PV ≈ 1.000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W . Rond af naar de volgende praktische arraygrootte (bijvoorbeeld 400 W).

Stap 4: Converteer naar de verhouding tussen zonnepaneel en accu en controleer deze op gezond verstand

Batterij Ah ≈ nominale batterij Wh ÷ systeemspanning. Dan verhouding = PV watt ÷ batterij Ah. Als de verhouding lager is dan het aanbevolen bereik voor uw chemie, verhoog dan de PV (of verklein de accumulatorgrootte) totdat het systeem op betrouwbare wijze volledig kan worden opgeladen.

Praktische maattabel: gangbare accugroottes tot PV-watt

Onderstaande tabel zet de ratiorichtlijnen om in kant-en-klare cijfers. Kies de rij die past bij uw bank en chemie. Voor 24V-banken vertegenwoordigt dezelfde Ah-waarde het dubbele van de energie ten opzichte van 12V, dus de PV-behoeften zijn doorgaans hoger om een ​​vergelijkbare oplaadtijd te bereiken.

Als uw zonlicht inconsistent is (winter, schaduw, kustmist), richt u dan naar boven binnen het bereik. Als uw accu loodzuur is en u regelmatig vroegtijdig stopt met opladen, ga dan weer omhoog; de extra PV helpt u de absorptie daadwerkelijk te voltooien wanneer de omstandigheden dit toelaten.

Uitgewerkte voorbeelden met reële getallen

De onderstaande voorbeelden laten zien hoe de verhouding tussen zonnepaneel en accu verandert afhankelijk van de doelstellingen (autonomie versus oplaadsnelheid) en chemie.

Voorbeeld A: 1.000 Wh/dag cabine, 2 dagen autonomie, loodzuur

1. Dagelijkse energie: 1.000 Wh/dag .
2. Bruikbare energie voor 2 dagen: 1.000 × 2 = 2.000 Wh .
3. Nominale accumulatorenergie (50% DoD): 2.000 ÷ 0,50 = 4.000 Wh .
4. Bij 12V, accu Ah ≈ 4.000 ÷ 12 ≈ 333Ah (afgerond tot 300–400 Ah).
5. PV voor 4 piekzonuren, rendement 0,75: 1.000 ÷ (4 × 0,75) ≈ 333W (afronden tot 400–600 W voor de gezondheid van loodzuur).

Verhoudingscontrole (met 400Ah-bank en 600W PV): 600 ÷ 400 = 1,5 W/Ah . Dit is de onderkant van de dagelijkse fietsrichtlijnen voor loodzuur; het werkt het beste met goede zon en zorgvuldig beheer van de lading. Als bewolkte dagen gebruikelijk zijn, ga dan naar 800–1.000 W verbetert het herstel aanzienlijk.

Voorbeeld B: camper met 12V 200Ah LiFePO4, die snel herstel wil

1. Batterijbank: 12V 200Ah (nominale energie ≈ 2.400 Wh).
2. Bruikbaar bij 80% DoD ≈ 1.920 Wh .
3. Kies PV bij 3,5 W/Ah voor snel herstel: 200 × 3,5 = 700W .

Met ~700W en 4 piekzonuren bij een efficiëntie van 0,75 kan de dagelijkse energieoogst ongeveer 700 × 4 × 0,75 bedragen ≈ 2.100 Wh/dag . Dat is genoeg om een ​​zware dag van gebruik te vervangen en toch bij te tanken, en dat is precies wat ‘snel herstel’ in de praktijk betekent.

Algemene beperkingen die de verhouding kunnen overschrijven

Zelfs als de verhouding tussen het zonnepaneel en de accu ‘perfect’ is, kunnen hardwarelimieten u dwingen de PV-grootte, de systeemspanning of de selectie van de laadregelaar aan te passen.

Stroomlimiet laadregelaar (het meest voorkomende knelpunt)

De uitgangsstroom van de controller moet de pieklaadstroom aankunnen. Grofweg: maximale laadstroom ≈ PV-watt ÷ laadspanning van de batterij. Voorbeeld: 1.000 W in een 12V-bank kan ~1.000 ÷ 14 ≈ impliceren 71A . Als je een 60A-controller hebt, heb je een grotere controller, meerdere controllers of een hogere systeemspanning nodig.

De grootte van de omvormer bepaalt niet de PV-grootte, maar wel de accumulatorspanning

Een grote omvormer kan hoge stromen uit een kleine accu halen, waardoor de spanning zakt en de bruikbare capaciteit afneemt. Als uw piekbelastingen hoog zijn (magnetron, waterkoker, gereedschap), heeft u mogelijk een grotere batterijcapaciteit, een hogere systeemspanning (24V/48V) of beide nodig. Vervolgens moet de PV-array opnieuw worden bekeken, zodat de verhouding gezond blijft voor opladen.

Weer en seizoensgebonden zonne-uren (uw ratio moet de slechtste maand overleven)

Een verhouding die in de zomer werkt, kan in de winter mislukken als de piekuren aanzienlijk afnemen. Als u betrouwbaarheid het hele jaar door nodig heeft, bereken dan de PV-waarde vanaf het seizoen met de laagste zonneschijn en behandel de verhoudingsbereiken als minimumwaarden en niet als gemiddelden.

Tekenen dat uw verhouding verkeerd is en hoe u deze kunt corrigeren

De beste verificatie bestaat uit operationele gegevens: trends in de laadstatus, de tijd tot volledige lading en hoe vaak de accu absorptie/float bereikt (of het lithium-equivalent van volledig opgeladen gedrag).

Te weinig PV voor de accu

• Loodzuur bereikt zelden de volledige lading; de spanning zweeft onder de absorptiedoelstellingen.
• Je ziet een meerdaagse neerwaartse trend in de laadtoestand, zelfs bij ‘normale’ zonneschijn.
• Generator (of walstroom) wordt een veelgebruikte kruk.

Oplossing: verhoog het PV-wattvermogen, verminder de dagelijkse belasting of verklein de accumulatorgrootte om de verhouding weer binnen het bereik te brengen. Geef voor loodzuur prioriteit aan het regelmatig bereiken van volledige lading; dat betekent vaak dat je moet verhuizen ~1,0 W/Ah richting 2,0–3,0 W/Ah (12V-basis).

Te veel PV voor de controller of bedrading (of budget)

• De laadregelaar klemt de uitvoer gedurende lange perioden af op de nominale stroom.
• Met de bestaande kabelmaten en zekeringen kunt u niet veilig omgaan met de stroom.

Oplossing: ga naar een hogere systeemspanning (24V/48V), gebruik een grotere controller of verdeel de array over meerdere controllers. “Te veel PV” is meestal een probleem met de hardwaregrootte en niet een elektrisch probleem voor de accumulator zelf.