Paano Gumawa at I-install ang Isang Standalone na Solar PV System

Pagsisimula at Pag-install ng Solar PV Systems

Ang modernong lipunan ay umaasa sa enerhiya para sa pang-araw-araw na pangangailangan tulad ng industriya, pana-panahon, transportasyon, at agrikultura, na kadalasang nasasapat ng mga hindi muling napupunlansing mapagkukunan (coal, oil, gas). Gayunpaman, ang mga ito ay nagdudulot ng pinsala sa kapaligiran, hindi pantay-pantay ang pagkaka-distribute, at nakakaranas ng pagbabago ng presyo dahil sa limitadong stock—na nagpapataas ng pangangailangan para sa renewable energy.

Ang solar energy, na may sapat na supply at kayang sumapat sa global na pangangailangan, ay naging prominent. Ang standalone PV systems (Fig 1) ay nagbibigay ng kalayaan mula sa utilities. Sa ibaba ay isang overview ng kanilang planning, design, at pag-install para sa pag-generate ng kuryente.

Pagplano ng Standalone PV System
Site Assessment & Survey:

• Minimization ng Shade: Siguraduhing walang shading structures ang installation site (rooftop o ground), at walang future constructions na mag-block ng solar radiation.

• Surface Area: Tuklasin ang area ng site upang tantiyahin ang bilang/laki ng PV panels, at plano ang placement para sa inverters, converters, at battery banks.

• Rooftop Considerations: Para sa tilted roofs, tandaan ang tilt angle at gamitin ang appropriate mounting upang makamit ang maximum solar incidence (ideally perpendicular to panels).

• Cable Routing: Plano ang routes para sa cables (connecting inverter, battery bank, charge controller, at PV array) upang bawasan ang cable usage at voltage drop, balancing efficiency at cost.

Solar Energy Resource Assessment:

• Insolation Data: Sukatin o kunin (mula sa meteorological stations) ang solar energy na natanggap, gamit ang kilowatt-hours per square meter per day (kWh/m²/day) o daily Peak Sun Hours (PSH, oras na may average irradiance ng 1000 W/m²).

• Key Metric: Gamitin ang PSH para sa simplified calculations (magkaiba ito sa "mean sunshine hours," na nagpapakita ng duration kaysa sa enerhiya). Adoptin ang pinakamababang monthly mean insolation upang masiguro ang reliabilidad ng sistema sa panahon ng mababang araw.

Considerations para sa Standalone PV Systems
1. Pagsusuri ng Energy Demand

Ang laki ng sistema ay depende sa load demand, na kalkulahin bilang:

• Daily energy demand (Wh) = Sum ng (appliance power rating in watts × daily operating hours).

• Gamitin ang pinakamataas na daily demand upang balansehin ang reliabilidad at cost (nasisiguro ang operasyon sa panahon ng peak usage, bagama't ito ay nagdudulot ng pagtaas ng halaga ng sistema).

2. Sizing ng Inverter & Charge Controller

• Inverter: Rated 25% mas mataas kaysa sa total load (upang i-account ang losses).
  Halimbawa: Para sa 2400W load, kinakailangan ang 3000W inverter (2400W × 1.25).

• Charge Controller: Current rating = 125% ng PV panel short-circuit current (safety factor).
  Halimbawa: 4 panels na may 10A short-circuit current nangangailangan ng 50A controller (4×10A ×1.25).
  Note: MPPT controllers follow manufacturer specifications.

3. Daily Energy to Inverter

I-account ang inverter efficiency (halimbawa, 90%):

• Energy na ibinibigay ng battery sa inverter = Total load energy / efficiency.
  Halimbawa: 2700Wh load → 3000Wh (2700 / 0.9) mula sa battery.

4. System Voltage

Nakadepende ito sa battery voltage (karaniwang 12V, 24V, etc.), kung saan ang mas mataas na voltages ay nagbabawas ng cable loss. Halimbawa: 24V system.

5. Sizing ng Battery

Mga key parameters: depth of discharge (DOD), autonomy days, at system voltage.

• Usable capacity = Battery Ah × DOD.

• Required charge capacity = Energy mula sa battery / system voltage.
  Halimbawa: 3000Wh mula sa battery sa 24V system → 125Ah required.

• Para sa 12V, 100Ah batteries (70% DOD):

• Number of batteries = 125Ah / (100Ah × 0.7) ≈ 2 (rounded up).

• Connect 2 batteries in series upang makamit ang 24V system voltage.

Kaya, sa kabuuan, may apat na batteries ng 12 V, 100 Ah. Dalawa ay connected in series at dalawa ay connected in parallel. Ang required capacity ng batteries ay maaaring matukoy gamit ang sumusunod na formula.

Sizing ng PV Array

• Total PV array capacity (W): Ikinalkula gamit ang pinakamababang daily peak sun hours (o Panel Generation Factor, PFG) at daily energy demand:
  Total Wₚₑₐₖ = (Daily energy demand (Wh) / PFG) × 1.25 (scaling factor for losses).

• Number of modules: Hatiin ang total Wₚₑₐₖ sa rated power ng single panel (halimbawa, 160W).

  Halimbawa: Para sa 3000Wh daily demand at PFG = 3.2, total Wₚₑₐₖ = 3000 / 3.2 ≈ 931W. May 160W panels, 6 modules ang kailangan (931 / 160 ≈ 5.8, rounded up).

• Loss factors (to adjust PFG): Kasama dito ang sunlight angle (5%), non-max power point (10%, excluded for MPPT), dirt (5%), aging (10%), at high temperature (>25°C, 15%).

Sizing ng Cables

• Mga key considerations: Current capacity, minimal voltage drop (<2%), resistive losses, weather resistance (water/UV proof).

• Cross-sectional area formula:
  A = (&rho; &times; Iₘ &times; L / VD) &times; 2
  (&rho; = resistivity, Iₘ = max current, L = cable length, VD = permissible voltage drop).

• Balance: Iwasan ang undersizing (energy loss/accidents) o oversizing (cost inefficiency). Gumamit ng appropriate circuit breakers at connectors.