Guía de dimensionamiento y compra de centrales eléctricas

Ha habido una verdadera plétora de nuevas centrales eléctricas que están a la venta ya que el interés en ellas ha crecido rápidamente durante el último año. Muchas personas quieren un respaldo para sus electrodomésticos cuando se va la luz o quieren usarlos para acampar o si están viviendo fuera de su vehículo. Una buena estación de energía también se puede usar para recargar las baterías de su bicicleta eléctrica mientras está lejos de las fuentes de energía. Una central eléctrica construida en fábrica puede evitar que necesite improvisar una batería, un inversor y un controlador de carga solar. Como zapatero profesional de centrales eléctricas, puedo decirles que he fabricado centrales eléctricas ad-hoc con una variedad de diferentes baterías de bicicletas eléctricas y paquetes de autos eléctricos desechados y no es un proceso para los débiles de corazón. Este artículo es un artículo ligeramente técnico sobre cómo dimensionar correctamente su central eléctrica y cuántos paneles solares necesitará para evitar que la central se drene demasiado. Estas son las cosas que discutiremos:

• Cómo calcular su carga máxima
• Calcular cuánto durará su central eléctrica averiguando su carga promedio
• Averiguar qué química de batería usar y cuántos ciclos de carga tomará
• Si necesita paneles solares, averigüe cuántos necesitará y su potencia

El dimensionamiento de las centrales eléctricas puede ser confuso porque el consumidor medio a menudo confunde la potencia de los inversores con los kWh. Para los inversores, tienen una potencia nominal que generalmente (pero no siempre) es la cantidad de vatios que el inversor puede producir continuamente. Si el inversor no es un pedazo de basura, entonces la carga máxima de vataje suele ser un 50-75% más alta que la potencia nominal. Para los inversores chinos baratos, este no es siempre el caso y me quemé con varios inversores que compré directamente de China en Alibaba que no podían soportar la carga máxima y, a menudo, ni siquiera podían alcanzar 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 es de 1,5 kWh (o 1500 Wh), puede funcionar durante 1 hora con 1500 vatios de consumo de energía (si el inversor está clasificado para una carga tan 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. Este es uno de mis motivos favoritos de que la industria de las bicicletas eléctricas anuncie sus bicicletas con tamaño Ah para baterías en lugar de Wh, que es una mejor medida de la energía total almacenada en los paquetes. Es importante saber que 1 kilovatio hora (kWh) = 1000 vatios hora (Wh).

Cálculo de la carga máxima

Para calcular su carga máxima, debe obtener todos los elementos que desea que funcionen en la misma regleta y luego conectar esa regleta a un medidor Kill A Watt de $ 30 (están en Internet, solo búsquelo en Google). Hay un montón de alternativas de clones más baratas, pero he usado los medidores Kill A Watt más antiguos durante años y tengo que decir que son a prueba de balas. Aparentemente, los más nuevos tienden a derretirse si los deja con cargas de más de 1400 vatios durante períodos prolongados, así que no lo haga. Al observar los vatios en el medidor cuando un dispositivo se enciende por primera vez, puede calcular 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 sierras tronzadoras, 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. Es posible que te las arregles con un poco menos, pero tus herramientas no sacarán todo su poder. Si solo está cargando teléfonos celulares o computadoras portátiles, entonces un inversor de 500 W debería funcionar y si desea ejecutar un cargador de bicicleta eléctrica, elegiría al menos un inversor de 1000 W, incluso si su cargador de batería consume menos de 500 vatios. He tenido problemas con inversores de menor potencia que no tienen suficiente umphf para iniciar la carga de un cargador de bicicleta eléctrica.

Calcular la carga promedio y averiguar cuánto durará

Los medidores Killawatt también tienen un indicador de kWh, aunque los más baratos perderán esa configuración y se reiniciarán cada vez que pierdan energía. Los más caros tienen una batería que almacena el uso de kWh durante los cortes de energía. Mantenga sus dispositivos enchufados y utilícelos normalmente durante exactamente una hora. Después de una hora, compruebe el uso de kWh en el medidor. Esto le mostrará cuántos Wh usa en una hora. Tenga en cuenta que la energía se corta cuando la batería llega al 20%, por lo que solo obtiene el 80% de los Wh nominales de su estación de energía que se pueden utilizar.

Una vez que sepa cuántos wH está usando en promedio, solo tiene que multiplicar eso por la cantidad de horas que desea usar la central eléctrica antes de que muera y luego multiplique ese número por 1.2 y eso le da el tamaño en wH que necesita para tu central eléctrica.

Ejemplo 1 (cuánto durará): Si después de una hora de usar su computadora y monitorear, el medidor de Wh muestra 500 Wh, eso significa que si obtiene una estación de energía de 1.5 kWh, en promedio, la computadora funcionará durante 2 horas y 24 minutos ( 1,5 kWh 0,8 = 1,2 kWh que son 2,4 horas a 500 Wh/por hora).

Ejemplo 2 (¿Qué tamaño necesita?): Carga su batería Sur Ron durante una hora y obtiene 600 wH y quiere poder hacer funcionar el cargador durante 3 horas, por lo que necesita al menos una central eléctrica de 2,168 kWh o más grande (600 x 3 x 1,2 = 2168 wH)

química de la batería

Hay 2 químicas de batería principales que utilizan la mayoría de las centrales eléctricas. Uno es LifePo4, 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 baterías de litio. También son casi imposibles de explotar o entrar en combustión, ya que la química es mucho más estable que casi cualquier otra química de litio en el mercado. Esto puede cambiar en el futuro, pero ahí es donde estamos hoy. La desventaja de las baterías LifePo4 es que generalmente (pero no siempre) tienen una tasa C más baja que la NMC y otras químicas. 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 no tenga que preocuparse por estos problemas.

Tomé un paquete de baterías NMC de 16.5 kWh de un Volt 2013 desechado y lo conecté en paralelo a un inversor de 3000 Watt 48v y hace funcionar la casa de mi esposa fuera de la red durante aproximadamente 2 meses sin ningún sol. Este paquete pesa alrededor de 400 libras, por lo que está montado detrás de los asientos de mi Tundra con correas de trinquete y mantengo el controlador de carga solar, el inversor y el cargador de batería montados en una tabla de madera contrachapada. Me costó alrededor de $ 2000 armarlo y, sinceramente, es increíblemente incompleto. Mi esposa no me permite usar ningún químico que no sea LifePo4 con el sistema solar adentro (ya hemos volado 2 juegos de baterías de ácido de plomo y nunca he conocido a nadie que haya causado que las baterías de plomo ácido exploten) así que Compré una nueva batería LifePo4 de 2kW con un BMS por alrededor de $ 1000 enviada que todavía está en un bote anclado en 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 aceptará casi cualquier tipo de panel. Parece que todos los vendedores de centrales eléctricas también venden paneles plegables que están diseñados específicamente para esa unidad. Para que quede claro, debería poder usar prácticamente cualquier panel solar y no necesita comprar los diseñados para esa unidad. Para ser justos, hay una gran discrepancia en la calidad del panel y muchas de las cosas baratas que salen de China son basura. He comprado algunos paneles flexibles baratos y la mayoría de ellos no parecen durar ni un año antes de que se autodestruyan. Si puede obtener paneles solares viejos que la gente desmantela, esa es la mejor manera de obtener los paneles más baratos que existen. Calcule que pierde alrededor del 0,5 % de la producción por 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 y la casa de mi esposa está desconectada de la red. También instalé más de 25kW de paneles en mi casa, lo cual es mucho. Observo obsesivamente la generación de energía y la he estado rastreando durante 3 años. Lo que descubrí es que es raro que los paneles generen su capacidad nominal y muy común que generen una fracción de su potencia total. capacidad. Mi experiencia es que si no hay nubes en el cielo y los paneles están orientados hacia el sol, puede acercarse a la capacidad nominal (digamos 80% o más). En días bastante soleados, obtendrá entre un 50 y un 75 %, pero en días nublados o nublados, puede esperar que no obtenga casi nada. Si vive en un lugar como California o Australia, donde siempre hace sol, los paneles solares serán mucho más efectivos que en lugares como Ithaca, NY, donde tenemos un promedio de 30 días soleados al año (¡menos que Seattle!). Las centrales eléctricas casi siempre tienen una variedad de formas de cargarse, puede conectarlas al sistema de su automóvil mientras conduce y obtener alrededor de 120 vatios de potencia (más o menos, depende de la central eléctrica). También puede conectarlos a una toma de CA que funcione y cargarlos. La cantidad de tiempo que se tarda en cargar desde un tomacorriente es la capacidad total de la batería multiplicada por 0,8 dividida por la cantidad de vatios a los que puede cargar la estación de energía. La mayoría de las baterías de litio tardan más en cargarse una vez que alcanzan el 80%, por lo que será más largo que eso, pero no demasiado.

Una buena regla general es que si cree que necesita 100 vatios de paneles para hacer lo que necesita hacer, probablemente necesite el doble. En la casa de mi esposa manejamos toda la casa fuera de la red con 1500 Watts de paneles. Esto es suficiente para 9 meses del año, y en el invierno nuestra generación solar cae por un precipicio y generalmente solo 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.

Cárgalo mientras conduces

Por lo general, en mis vehículos de viaje solo tengo paneles de 100-150 vatios, pero las baterías están configuradas para cargarse desde el automóvil mientras está en movimiento. Casi todas las estaciones de energía a la venta tienen algún tipo de opción de carga de CC de 12 V, pero por lo general es <10 amperios (por lo que es una carga súper lenta de 120 vatios). Si conduce largas distancias, probablemente no necesite muchos paneles solares, pero si está sentado en un lugar durante días, entonces los paneles solares son imprescindibles. No se deje engañar pensando que necesita comprar los paneles que están 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 fijos con vidrio.

Haz que dure

Si nunca carga su central eléctrica por encima del 80 % y no la agota por debajo del 40 %, puede duplicar la vida útil de la batería. Preste mucha atención a cuántos ciclos de energía soportarán las baterías, ya que varía ampliamente con las diferentes estaciones de energía. He visto de todo, desde 900 ciclos hasta 6000 ciclos, y es una de las especificaciones más importantes a las que hay que prestar atención.

Hay un montón de diferentes centrales eléctricas en el mercado en este momento, está fuera del alcance de este artículo discutirlas todas, pero aquí están algunas de las más populares:

Jackery

Ecoflujo

Bluetti

Ego

Anker

Objetivo cero

judy

Hay muchos otros que no figuran aquí y, lamentablemente, no he probado ninguno de ellos, así que no intentaré revisarlos aquí ni especular sobre cuál es el mejor. Revisé las especificaciones de la mayoría de los que hay en el mercado y me decidí por un Zendure. SuperBase Pro 1500 por un especial de Black Friday de $1,099. Me gustó que las celdas fueran LifePo4, así que mi esposa me deja tenerlas en la casa y la recarga de 1 hora desde un tomacorriente parece mucho más rápida que casi cualquier otra cosa que pueda encontrar en el mercado. Publicaré una actualización al respecto aquí una vez que haya tenido la oportunidad de usarlo por un tiempo.

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

Seguir adelante.