سیستم تولید انرژی خورشیدی از پانل های خورشیدی، کنترل کننده های بار، اینورترها و باتری ها تشکیل شده است؛ سیستم تولید برق DC خورشیدی شامل اینورترها نمی شود. به منظور فعال کردن سیستم تولید انرژی خورشیدی برای تامین توان کافی برای بار، لازم است که اجزای مختلف را با توجه به قدرت لوازم الکتریکی به طور منطقی انتخاب کنیم. طراحی منظومه شمسی نیاز به در نظر گرفتن عوامل زیر دارد:
Q1. سیستم تولید انرژی خورشیدی در کجا استفاده می شود؟ وضعیت تابش خورشیدی در منطقه چطور است؟
Q2. قدرت بار سیستم چیه؟
Q3. ولتاژ خروجی سیستم، DC یا AC چه چیزی است؟
Q4. سیستم هر روز چند ساعت نیاز به کار دارد؟
Q5. در صورت وجود هوای بارانی بدون نور خورشید، سیستم نیاز به تامین مداوم برق چند روز دارد؟
بیایید (بار) 100W قدرت خروجی و استفاده از آن را به مدت 6 ساعت در روز به عنوان مثال برای معرفی روش محاسبه:
1. اول، محاسبه تعداد ساعت وات مصرف شده در روز (از جمله از دست دادن اینورتر):
اگر بازده تبدیل اینورتر ۹۰٪ باشد، هنگامی که توان خروجی ۱۰۰ وات باشد، توان خروجی مورد نیاز واقعی باید ۱۰۰W/۹۰٪=۱W باشد؛ اگر به مدت ۶ ساعت در روز استفاده شود، مصرف برق ۱W*۶ ساعت= ۶Wh، یا ۰٫۶ کیلووات ساعت برق است.
2. محاسبه پانل های خورشیدی:
محاسبه شده بر اساس زمان آفتاب موثر روزانه 5 ساعت، و با در نظر گرفتن بهره وری شارژ و از دست دادن در طول فرایند شارژ، قدرت خروجی پانل خورشیدی باید 666Wh÷5h÷70٪ =190W. در میان آن ها ۷۰٪ قدرت واقعی مورد استفاده پانل های خورشیدی در طول فرایند شارژ است.
3.
تولید برق روزانه ماژول های 180 وات
۱۸۰×۰٫۷×۵=۵۶۷WH=۰٫۶۳ درجه
1MW تولید برق روزانه = 1000000×0.7×5=3500,000=3500 درجه
مثال 2: نصب لامپ 10w، روشنایی به مدت 6 ساعت در روز، 3 روز بارانی متوالی، چگونه می توان wp پانل خورشیدی را محاسبه کرد؟ و باتری 12 ولت آه؟
مصرف روزانه برق: 10W X 6H = 60WH,
محاسبه پانل های خورشیدی:
فرض کنید که به طور متوسط اوج ساعت آفتاب در محل نصب خود را 4 ساعت است.
سپس: 60WH/4 ساعت, = 15WP پانل های خورشیدی.
سپس محاسبه بار و تخلیه از دست دادن، و مکمل روزانه پانل خورشیدی:
15WP/0.6= 25WP,
این است که یک پانل خورشیدی 25W کافی است.
سپس باتری را محاسبه کنید.
60WH/12V=5AH.
استفاده از 12V5AH برق هر روز.
سه روز 12V15AH است.
پیکربندی باتری باید به گونه ای طراحی شود که مصرف برق روزانه از ۲۰٪ تجاوز نمی کند، یا مصرف برق در طول روزهای بارانی مداوم از ۵۰٪ تجاوز نمی کند. به منظور دستیابی به طولانی ترین نیاز به عمر باتری.
به این ترتیب نتیجه می گیریم که باتری این سیستم برای 26AH-30AH کافی است.
مثال 3: برای پر کردن یک باتری 12V45A در 6 ساعت به چند وات پانل خورشیدی نیاز است؟
باتری 12V45A 648 وات ساعت (؟) اگر در ۶ ساعت به طور کامل شارژ شود، پانل خورشیدی از نظر تئوری تنها نیاز به ۱۰۸ وات دارد، اما پانل خورشیدی واقعی تحت تأثیر عواملی مانند شدت آفتاب، دما، و کارایی کلی کنترل کننده فتوولتایک قرار می گیرد. بازده کلی باتری ۰٫۸ محاسبه می شود. شما نیاز به یک ماژول سلول خورشیدی 135 وات را انتخاب کنید. به هر حال بهترین جریان شارژ یک باتری سرب-اسید ۱/۱۰ جریان ظرفیت باتری است که ۴٫۵A است. جریان شارژ بیش از حد باعث سرعت بخشیدن به صفحه باتری خواهد شد. Sulfuration بر عمر باتری تاثیر می گذارد.
ساده ترین روش محاسبه:
باتری: 12V×45A=540WH
انرژی پانل خورشیدی = 540/6/0.8 (از دست دادن) = 112.5W
مثال 4: چند ساعت طول می کشد تا دو پانل خورشیدی 20 وات (36 قطعه) یک باتری 12 ولت 17 آمپر شارژ شود؟ چند ساعت طول می کشد تا یک باتری معمولی 12v4AH با آن دو پانل خورشیدی شارژ شود؟
ولتاژ کار پانل های خورشیدی ۱٫۲۰ وات به طور کلی ۱۷٫۲ ولت است، و جریان ۱٫۱۵A است. اگر هیئت مدیره با کیفیت خوبی باشد، جریان اندازه گیری شده به طور کلی 1.1A است (من آن را آزمایش کردم).
۲- با فرض اینکه ۶ ساعت نوری که گفتید دوره از ظهر تا بعد از ظهر است، آنگاه می توان ۴ ساعت تولید برق کامل را محاسبه کرد که به این معنی است که ۲ تخته ۲۰ وات می توانند ۲*۱٫۱*۴=۸٫۸A در روز تولید کنند
3. در این راه, باتری 17AH می تواند به طور کامل در 2 روز شارژ; باتری 4AH تقریبا همان در 2 ساعت است.
یا w کل پانل های خورشیدی است 20+5=25W
تعداد کل w باتری 12v*17A=204w
تمام وقت 204/25=8 ساعت است
باتری 4A:
4A *12=48w
48w /25w = 1.92 ساعت
یا به دلیل رابطه نادرست بین شدت نور خورشید و ظرفیت باتری، محاسبات عملگر غیرضروری و دست و پا گیر است. برآورد
جریان سلول های خورشیدی: 20/12=1.7A
زمان شارژ 1: 17/1.7*1.5 ثابت شارژ = 15 ساعت,
زمان شارژ 2: 4/1.7*1.5 ثابت شارژ=3.5 ساعت,
در واقع شما می توانید دو باتری و دو پانل خورشیدی را به صورت موازی شارژ کنید، همین درست است.
زمان شارژ 3: (17AH+4AH)/(1.7*2 بلوک)*1.5 شارژ ثابت=9 ساعت,
اگر نور خورشید در جای شما خوب باشد، تقریبا دو روز طول خواهد کشید.
چیزی برای توجه به هنگام شارژ وجود ندارد. اگر شما چند متر, همیشه اندازه گیری ولتاژ در هر دو انتهای باتری در طول شارژ, و آن را از 14V تجاوز نمی کند. به یاد داشته باشید که کمتر از 10.5V در هنگام تخلیه نیست. هر دو شارژ بیش از حد و اضافه شارژ بر عمر باتری تاثیر می گذارد.
مثال 5 با فرض 2 روز متوالی بارانی، قدرت بار 40W و زمان روشنایی 8 ساعت در روز است. برای رسیدن به زمان روشنایی فوق، چند وات پانل خورشیدی و چند وات باتری مورد نیاز است؟
ساده ترین الگوریتم چهارگانه است.
است که, قدرت بار * 4 بار, و 160W پانل های خورشیدی مورد نیاز.
اگر می خواهید دقیق تر باشید، به صورت زیر است:
قدرت بار 40W است.
40W * 8 ساعت / سقف = 320WH / 12V (ولتاژ باتری) == 27AH.
استفاده از 12V27AH برق هر روز،
بهتر است هر روز باتری را در 30 درصد ظرفیت تخلیه نگه دارید. بنابراین ما به باتری نیاز داریم که به راحتی می تواند 90AH12V باشد. در این حالت، ما فقط می توانیم 100AH را انتخاب کنید، چرا که باتری های 90AH دشوار است برای خرید، سلول های خورشیدی است. 40W*8 Hour=320WH.
320WH حذف 20٪ از از دست دادن در مدار و فرایند ذخیره سازی قدرت, و تقاضای واقعی روزانه 400WH.
اگر زمان ۴ ساعت در روز با توجه به زمان آفتاب استاندارد باشد، محاسبه به صورت زیر است:
400WH/4 ساعت = 100W.
مثال 6 بار 2 50w بار ولتاژ ورودی 24v 3 روز متوالی بارانی، کار 8 ساعت در روز
درخواست سیستم مورد نیاز پانل های خورشیدی و محاسبات باتری
1. پانل خورشیدی 2*50W*8H/0.6/4H=340W (مصرف برق کل / عامل بهره برداری از سیستم / زمان آفتاب موثر)
2. باتری 2*50/24*8*(3+1)/0.7=200AH (جریان کل * زمان خود نگه داشتن / عامل حاشیه)
(انرژی پانل خورشیدی=قدرت بار*زمان کار/ از دست دادن 0.6/متوسط نور موثر)
(ظرفیت باتری = قدرت بار * زمان کار * هوای بارانی پیوسته / ولتاژ باتری / ضریب شارژ و تخلیه)
محاسبه شده توسط مقدار تابش خورشیدی
تولید برق سالانه (EP) = PAS HA K * 365 (روز)
PAS: ظرفیت رشته باتری خورشیدی
HA: تابش خورشیدی تجمعی از محل نصب و شرایط نصب (کیلووات ساعت / m2 *روز)
K: ضریب طراحی مجموع (0.65~ 0.8≒0.7 درجه)
محاسبه شده توسط بهره برداری از سیستم
تولید برق سالانه = تولید برق قالب آرایه سلول خورشیدی * نرخ بهره برداری از سیستم * 8760 (ساعت)
نسبت بهره برداری از سیستم = 0.1~ 0.15≒0.12 درجه
مجموع ساعات در یک سال = ۲۴ (ساعت) * ۳۶۵ (روز) = ۸۷۶۰ ساعت.
برق خانگی را می توان با تولید برق خورشیدی جایگزین کرد که زمانی که حفاظت از محیط زیست امروز محبوب است نیز به مد تبدیل خواهد شد. ما می توانیم بهترین راه حل را برای شما بر اساس میزان برق استفاده از خانه شما، موقعیت جغرافیایی و اطلاعات دیگر شما توصیه می شود.
اگرچه سیستم تولید انرژی خورشیدی دارای مزایای ایمنی، حفاظت از محیط زیست و بدون آلودگی است، اما هزینه آن کاملاً بالا است، بنابراین به طور کلی توصیه می شود که تنها برای روشنایی مورد استفاده قرار گیرد.
در مورد محاسبه هزینه تقریبی، شما می توانید با توجه به روش ساده زیر محاسبه کنید تا ببینید چگونه مقیاس تولید برق خورشیدی را مرتب کنید.
۱- محاسبه کل مصرف برق روزانه، متوسط مصرف برق خانوار باید بین ۵ درجه تا ۱۰ درجه در روز باشد. شما می توانید کل صورتحساب برق ماهانه را بر اساس قیمت واحد و سپس تعداد روز تقسیم کنید.
2. شما به سادگی می توانید فرمول 5000W اعمال (با فرض 5 کیلووات ساعت برق در روز)/5 ساعت (به طور متوسط زمان نور موثر در روز، متفاوت در مناطق مختلف)/0.7 (بهره وری واقعی از پانل های خورشیدی)/0.9 (تلفات مختلف) = 1600W، سپس اضافه کردن حاشیه 5٪ ، آن است که تقریبا 1700W.
۳- عدد فوق قدرت سیستم است. حتی اگر متوسط قیمت واحد سیستم فعلی ۶۰ یوان/دبلیو (شامل تمام مواد و تاسیسات) باشد، آنگاه کل سرمایه گذاری ۱۷۰۰X۶۰=۱۰۲٬۰ است که بیش از ۱۰۰٬۰ است. در حال حاضر قیمت برق در بیشتر مناطق ۰٫۶ یوان، ۱۰۲۰/۰٫۶=۱۷۰٬۰ کیلووات ساعت، ۵ کیلووات ساعت در روز محاسبه می شود که می تواند به مدت ۹۰ سال مورد استفاده قرار گیرد.
۴- از دیدگاه بالا اساساً غیرواقعی است که خانوارهای خانگی تنها به انرژی خورشیدی برای برق تکیه کنند. کشورهای خارجی به دلیل یارانه های دولتی به خوبی در حال توسعه هستند. ما هم باید یارانه داشته ایم و هزینه باید تا حد زیادی کاهش یابد، تا انرژی خورشیدی واقعا ً وارد خانه های مردم شود.
سیستم تولید برق را می توان از پانل های خورشیدی، باتری ها، کنترل کننده ها و اینورترها تشکیل داد. هنگامی که آفتاب در طول روز وجود دارد, شما می توانید تخته باتری با یک کنترل کننده برای شارژ باتری استفاده کنید, و استفاده از باتری برای قدرت لوازم الکتریکی در شب.
در این حالت توصیه می شود از یک تخته باتری ۸۰ وات، یک باتری ۱۲V۲۰AH (خریداری شده به صورت محلی)، یک کنترل کننده ۱۲V۵A و یک اینورتر ۳۰۰ وات استفاده شود. هنگامی که به طور کامل شارژ می شود، می توان آن را برای چهار لامپ ۲۰ وات برای بیش از ۵ ساعت استفاده کرد که برای اکثر مردم کافی است. اگر کافی نیست، می توانید یک یا چند پنل اضافه کنید.
این نوع سیستم کوچک برای کمبود برق یا مناطق کم توان مانند مناطق جنگلی، مناطق کوهستانی، یا کار میدانی (زنبورداری) بسیار مناسب است. هزینه بالا نیست، و حمل آن راحت است. سیستم را می توان با توجه به نیازها تنظیم کرد که می تواند مصرف برق روزانه را به طور کامل برآورده کند.
