- Формула розрахунку потужності сонячних панелей
- Формула розрахунку вироблюваної енергії сонячними батареями
Потужність сонячних панелей для автономних систем вибирається виходячи з необхідної потужності, що виробляється, пори року і географічного положення.
Необхідна потужності, що виробляється визначається потужністю, необхідної споживачам електроенергії, які планується використовувати. При розрахунку варто враховувати втрати на перетворення постійної напруги в змінну, заряд-розряд акумуляторів і втрати в провідниках.
Сонячне випромінювання величина не постійна і залежить від багатьох факторів - від пори року, часу доби, погодних умов і географічного положення. Ці фактори також повинні враховуватися при розрахунку кількості необхідної потужності сонячних панелей. Якщо планується використання системи цілий рік, то розрахунок повинен проводитися з урахуванням найнесприятливіших місяців з точки зору сонячного випромінювання.
При розрахунку для кожного конкретного регіону необхідно проаналізувати статистичні дані про сонячну активність за кілька років. На підставі цих даних, визначити усереднену дійсну потужність сонячного потоку на квадратний метр земної поверхні. Ці дані можна отримати у місцевих або міжнародних метеослужб. Статистичні дані дозволять з мінімальною похибкою спрогнозувати кількість сонячної енергії для вашої системи, яка буде перетворена сонячними панелями в електроенергію.
Для прикладу розглянемо усереднену денну інсоляцію по місяцях з одного з серверів метеослужб для м Москви. Дані вказані з урахуванням атмосферних явищ і є усередненими за кілька років.
Одиниця виміру інсоляції в таблиці кВт * год / м2 / добу.
Кут нахилу площини, градуси по відношенню до землі (0 ° - інсоляція на горизонтальну площину, 90 - інсоляція на вертикальну площину і т. П.), При цьому площина орієнтована на Південь.
Січ. Февр. Березня квіт. Травень Червень Липень серп. Сент. Окт. Лист. Груд. Середньорічна інсоляція кВт * год / м2 / добу 0 ° 0.75 1.56 2.81 3.87 5.13 5.27 5.14 4.30 2.63 1.49 0.81 0.50 2.86 40 ° 1.51 2.55 3.78 4.34 5.12 4.97 5.00 4.57 3.22 2.20 1.46 1.08 3.32 55 ° 1.66 2.70 3.82 4.16 4.70 4.51 4.53 4.31 3.17 2.27 1.58 1.20 3.22 70 ° 1.72 2.71 3.67 3.79 4.18 3.95 4.00 3.85 2.97 2.24 1.62 1.26 3.00 90 ° 1.65 2.50 3.19 3.07 3.21 2.99 3.05 3.08 2.51 2.02 1.53 1.22 2.50 Оптимальний кут 72.0 63.0 50.0 34.0 20.0 11.0 16.0 27.0 43.0 58.0 69.0 74.0 44.6
Як видно, найбільш несприятливим місяцем для даного регіону є грудень, денна усереднена інсоляція на горизонтальну поверхню землі становить 0,5 кВтг / м2 / добу, на вертикальну - 1,22 кВт * год / м2 / добу. При куті нахилу площини щодо землі 70 градусів інсоляція становитиме 1,26 кВтг / м2 / день, оптимальним кутом для грудня є 74 градуси. Найсприятливішим місяцем є червень і інсоляція на горизонтальну поверхню складе 5,27 кВтг / м2 / добу, оптимальний кут нахилу для червня 11 градусів.
Кут нахилу сонячної панелі, при використанні напротязі в системі, яка споживає в середньому одну і ту ж потужність незалежно від пори року, повинен збігатися з оптимальним кутом нахилу самого несприятливого місяці за кількістю сонячної радіації. Оптимальним кутом нахилу для грудня в м Москва є 74 градус, таким чином і варто встановлювати сонячну панель, так як в інші місяці інсоляція помітно більше, і як наслідок вироблення електроенергії буде більш ніж достатньо. Більш того, в зимовий час при кутах нахилу 70-90 градусів, на сонячної панелі не будуть накопичуватися опади у вигляді снігу. Якщо завданням є отримання максимальної потужності від сонячних панелей, протягом усього року, то потрібно постійно орієнтувати сонячну панель максимально перпендикулярно сонця.
Формула розрахунку потужності сонячних панелей
Pсп = Eп * k * Pінс / Eінс, де:
Pсп - потужність сонячних панелей, Вт;
Еп - споживана енергія, Втч на добу;
Eінс - середньомісячна інсоляція (з таблиці) кВтг / м2 / день;
Pінс - потужність інсоляції на земній поверхні на одному квадратному метрі (1000Вт / м2);
k - коефіцієнт втрат на заряд - розряд акумуляторів, перетворення постійної напруги в змінну, зазвичай приймають рівним 1,2-1,4.
Формула розрахунку вироблюваної енергії сонячними батареями
EВ = Eінс * Pсп / Pінс * k, де:
Pсп - потужність сонячних панелей, Вт;
Єв - виробляється енергія сонячними панелями, Втч на добу;
Eінс - середньомісячна інсоляція (з таблиці) кВтг / м2 / день;
Pінс - потужність інсоляції на земній поверхні на одному квадратному метрі (1000Вт / м2);
k - коефіцієнт втрат на заряд - розряд акумуляторів, перетворення постійної напруги в змінну, зазвичай приймають рівним 1,2.
Читайте також:
ККД сонячної батареї - що це?
Різновид сонячних батарей
Порівняння моно, полі і аморфних сонячних батарей