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- Determinación de las posibilidades del sol
- Método de cálculo
- Análisis de los resultados para una batería de 400, 500 y 600 vatios
- El análisis de la eficiencia del uso de sistemas solares con una potencia de 800 a 31,5 kW
El sistema de suministro de energía solar es extremadamente simple.Al igual que con otros sistemas de energía, consta de solo cuatro componentes principales: paneles fotovoltaicos, acumuladores, controlador de carga e inversor, que convierte CC de bajo voltaje en un hogar, 220 V. A pesar de esta simplicidad, la instalación del sistema implica el cálculo de paneles solares para el edificio conteniendo en cuenta muchos factores.
Esquema de conexión de la célula solar con la red.
El trabajo de construcción efectivo solo puede lograrse con la coherencia de los elementos entre sí.El principal problema que debe abordarse es la elección de la energía de las células solares, que en la vida real se refleja en la efectividad financiera de la implementación del diseño.
Determinación de las posibilidades del sol
El cálculo de la potencia esperada de la producción de energía se basa en los datos de la potencia de radiación solar teniendo en cuenta las características del clima en diferentes estaciones.También debe tener en cuenta los diversos ángulos de la pendiente del panel, tanto vertical como horizontal, al obtener el resultado.
Un tema importante es la elección del ángulo del panel.Con la capacidad de operar el sistema durante todo el año, se debe preferir a un ángulo de 15 ° más que el ancho de la ubicación de la casa.Además, con una mayor inclinación sobre la superficie del panel habrá menos retardo de polvo y nieve. Para Moscú, este ángulo será igual a 70 ° con la orientación del panel hacia el sur. Si el cálculo se realiza exclusivamente para la estación cálida, se pueden colocar en una pendiente de pared o techo con orientación al oeste o al este, en este caso es mejor aumentar la pendiente de los paneles en comparación con la pendiente óptima de verano.
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Método de cálculo
Esquema del Sistema de Ahorro de Energía Solar.
Después de seleccionar la pendiente de los paneles solares, puede calcular la salida potencial, la cantidad de módulos solares necesarios para operar el sistema en el modo seleccionado. El cálculo y la evaluación se realizan para los peores meses (enero - para Moscú), el máximo del verano (en Moscú es julio) y para la mayor parte del año (febrero-noviembre). La insolación estándar se calcula para un área de 1 m2, la potencia nominal se determina a 25 ° C para un flujo de luz estándar de 1 kW /m2.
Tomando la insolación máxima (la potencia de la radiación solar en la superficie de la Tierra), el cálculo muestra que el diseño de la batería se refiere a la insolación de 1 m2, al igual que la potencia de la batería se refiere al índice de potencia de la radiación solar en la superficie de la Tierra en tiempo despejado, que es de 1 m2. eso es hasta 1000 vatios.
Al multiplicar la insolación mensual en la relación entre la energía de la batería y la insolación máxima, se puede apreciar completamente el desarrollo de una célula solar para un mes en particular.
Cálculo de la producción fotovoltaica.El panel está hecho con la siguiente fórmula:
ESB = Eins. RSB ? /Rins,
de Eins - insolación mensual de un metro cuadrado, ESB - generación de energía solar ,? - Eficacia total de la transmisión de corriente por cable, Рсb - Potencia nominal de una batería solar, Rins - Potencia máxima de insolación m2 de la superficie de la tierra. Es importante utilizar la insolación y el desarrollo deseable en las mismas unidades (julios o kilovatios-hora). Con los indicadores de insolación lunar, puede estimar los resultados de la potencia nominal de la célula solar de la casa, que es necesaria para garantizar la salida requerida en un mes.
Рsb = Rins. Esb /(Eins.?)
Esquema del dispositivo colector solar.
La potencia máxima del panel solar especificada por el fabricante se alcanza en el caso de un voltaje en su salida, que excede el voltaje de las baterías recargables en un 15-40%. Una serie de modelos económicos de controladores de carga se conectan directamente, "colocando" el voltaje de salida de la batería por debajo del óptimo. Por lo tanto, esta categoría de pérdidas también debe establecerse en la eficiencia, reduciéndola en un 15-25%. Sin embargo, se presentan modelos de controladores que mantienen los datos de pérdida en el rango de 2-5%.
La potencia de la radiación solar varía de un mes a otro, mientras que la potencia nominal de la célula solar permanece sin cambios, debe ser la base para determinar el lugar de instalación. Gracias a la fórmula
- .
- Debido a que para Moscú no hay datos para el ángulo de inclinación a 70 °, pero hay datos para 40 ° y 90 °, se usará el valor promedio.
- El valor de la producción mensual se redondea a 1 kW /h en el lado más pequeño.
- El proceso de cálculo tiene en cuenta la eficiencia total del controlador y el inversor, que es igual al 91%.
- El "modo de déficit" implica que la salida lunar total no será suficiente para las necesidades internas del propio sistema (operación del controlador y del inversor).
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Análisis de los resultados para baterías de 400, 500 y 600 vatios
Especificidad del cálculo de potencia y análisis de la eficiencia de los paneles solares:
La consideración de los resultados debe comenzar con 400 vatios de potencia nominal de la batería, para Moscú, este indicador no será suficiente ni siquiera para respaldar el régimen de emergencia en los meses de verano.
Esquema de operación de paneles solares.
Sin embargo, durante el período comprendido entre mayo y principios de agosto, la salida supera el mínimo de emergencia en un 80%, teniendo en cuenta el calor y los largos días del período dado, la potencia nominal indicada puede considerarse una emergencia aceptable si el trabajo del inversor no se realiza de forma continua sino únicamenteEn una situación donde la electricidad es realmente necesaria.
La compra de celdas solares con menor potencia solo se puede considerar para fines especiales, suministro de electricidad doméstico aceptable las 24 horas del día que no podrán proporcionar incluso en verano.ParaEl sistema de baja potencia es de vital importancia para utilizar el controlador y el inversor y cargarlos. Parece insignificante, pero durante la operación continua durante un día, fluyen 0.6 kWh, que es de 17-19 kWh por mes, lo que representa un tercio de la producción requerida para la implementación del régimen de emergencia.
En meses "oscuros", la producción total de un sistema con baja potencia es menor que este valor. El diseño de los controladores e inversores de carga modernos brinda protección contra la recarga de la batería, por lo tanto, en caso de daños fatales en el sistema, no se garantiza el suministro continuo de voltaje en un sistema autónomo de baja potencia en invierno, incluso en ausencia de una carga. La tabla está resaltada en gris. Una batería solar de este tipo en los oscuros días de invierno no podrá mantener la tensión durante todo el día, aunque en un clima soleado, incluso en estos meses, puede proporcionar el suministro de energía de la energía necesaria.
Una batería de 500 vatios en los suburbios de Moscú ya tiene el poder de otorgar un mínimo de emergencia entre mayo y finales de agosto y producir un mínimo del 80% en abril y marzo. Los sistemas de 600 vatios extienden el período de uso de emergencia desde la segunda quincena de marzo hasta septiembre.
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Análisis de la eficiencia del uso de sistemas solares con una potencia de 800 a 31,5 kW
Esquema del colector solar tubular.
Los paneles solares de 800 vatios en verano le permiten utilizar el modo básico de consumo de electricidad. Además, tales instalaciones en las fuerzas para proporcionar tensión casi todo el año - solo en diciembre yEn enero habrá un pequeño déficit en la producción.
Un sistema de 1 kW promete satisfacer las necesidades básicas durante casi todo el período de días largos y casi no toma la "barrera" de la asistencia de voltaje durante todo el año.Sin embargo, no garantiza esto durante diciembre-enero nublado.
La siguiente línea: baterías con una potencia nominal de 1,2 kW.En medio del verano, ofrece un modo moderado, en marzo-septiembre, solo básico.Durante el año, la salida excede las necesidades internas, por lo tanto, con una carga externa baja, puede soportar el voltaje durante todo el año, lo que le permite operar con la fuente de alimentación de los sistemas de control de baja potencia.El mínimo de emergencia está garantizado durante la mayor parte del año, con excepción de los meses más oscuros, de noviembre a enero.
Una celda solar de 2 kW mantiene un modo cómodo desde principios de mayo hasta mediados de agosto, así como las necesidades básicas de febrero a octubre.Sin embargo, para noviembre, su capacidad será suficiente solo para el modo de emergencia, y en diciembre-enero no podrá proporcionar incluso estas modestas demandas.Solo una potencia nominal de 3,2 kW puede proporcionar un mínimo de emergencia por un año, ampliando el período de uso cómodo por un período de días largos, de marzo a septiembre.
5.3 kW de potencia nominal ofrece la posibilidad de usar la electricidad de las baterías en mayo-agosto sin prácticamente restricciones y garantiza la provisión de las necesidades básicas durante todo el año.8 kW: uso durante todo el año de electricidad autónoma a nivel moderado, 13,5 kW: cómodo.
Potencia máximaQue puede tener paneles solares, es de 31,5 kW. Tiene el poder de garantizar un funcionamiento ininterrumpido durante todo el año, dependiendo de la red eléctrica externa. La instalación de tal sistema a gran escala requiere un área de no menos de 2 hectáreas en una pared o techo, que no puede permitirse a cada propietario de la casa. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el análisis se realizó para Moscú. Basándose en la tabla, no es difícil determinar que los costos de regímenes similares en Astrakhan o Sochi se reduzcan tres veces, en Petropavlovsk-Kamchatsky y Vladivostok, cuatro veces, y en South Kuril'sk, incluso cinco veces.
