порядок розрахунку фотоелектричної системи. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Розрахунок фотоелектричної системи можна умовно розбити на такі етапи:

• Визначення навантаження та споживаної енергії.
• Визначення значень необхідної потужності інвертора та ємності акумуляторної батареї.
• Визначення необхідної кількості фотоелектричних модулів виходячи з даних приходу сонячної радіації в місці установки системи.
• Розрахунок вартості системи.

Після виконання 4 кроку, якщо вартість системи неприпустимо велика, можна розглянути наступні варіанти зменшення вартості системи автономного електропостачання: зменшення споживаної енергії за рахунок заміни існуючого навантаження на енергоефективні прилади, а також виключення теплового, "фантомного" та необов'язкового навантаження (наприклад, можна використовувати холодильники , кондиціонери тощо, що працюють на газі):

• заміну навантаження змінного струму на навантаження постійного струму. І тут можна виграти на відсутності втрат в інверторі (від 10 до 40%). Однак, слід враховувати особливості побудови низьковольтних систем постійного струму;
• введення в систему електропостачання додаткового генератора електроенергії чи вітроустановки, дизель-бензогенератора;
• змиритися з тим, що електроенергія у вас не завжди. І чим більше потужність системи відрізнятиметься від споживаної потужності, тим вірогіднішими будуть у вас періоди відсутності електроенергії.

1. Визначення енергоспоживання

Складіть список пристроїв-споживачів електроенергії, які ви маєте намір живити від ФЕС. Визначте споживану потужність під час їхньої роботи. Більшість пристроїв мають маркування, на якому вказано номінальну споживану потужність у Ваттах або кіло Ваттах. Якщо вказаний струм, то потрібно помножити цей струм на номінальну напругу (зазвичай 220 В).

Підрахуйте навантаження змінного струму. Якщо у вас немає такого навантаження, можете пропустити цей крок і перейти до підрахунку навантаження постійного струму.

1.1. Перерахуйте все навантаження змінного струму, його номінальну потужність та кількість годин роботи на тиждень. Помножте потужність на кількість годин роботи для кожного приладу. Складіть значення для визначення сумарної споживаної енергії змінного струму на тиждень.

Наведемо простий покроковий метод розрахунку фотоелектричної системи (ФЕС). Цей метод допоможе визначити вимоги до системи та вибрати необхідні компоненти системи електропостачання.

1.2. Далі потрібно підрахувати, скільки енергії постійного струму буде потрібно. Для цього потрібно помножити значення, що вийшло на коефіцієнт 1,2, що враховує втрати в інверторі.

1.3. Визначте значення вхідної напруги інвертора за характеристиками вибраного інвертора. Зазвичай це 12 або 24 ст.

1.4. Розділіть значення п. 1.2 на п. 1.3. Ви отримаєте кількість Ампер-годин на тиждень, потрібну для покриття вашого навантаження змінного струму.

Підрахуйте навантаження постійного струму.

1.5. Запишіть навантаження постійного струму.

1.6. Визначте напругу в системі постійного струму. Зазвичай це 12 або 24 В. (Як у п. 1.3)

1.7. Визначте необхідну кількість А*год на тиждень для навантаження постійного струму (розділіть значення п. 1.5 на п. 1.6).

1.8. Складіть значення п. 1.4 та п. 1.7 для визначення сумарної необхідної ємності акумуляторної батареї. Це буде кількість А*год, що споживаються на тиждень.

1.9. Розділіть значення п. 1.8 на 7 днів; ви отримаєте добове значення споживаних А * год.

2. Оптимізуйте навантаження

На цьому етапі важливо проаналізувати навантаження і спробувати зменшити споживану потужність. Це важливо для будь-якої системи, але особливо важливо для системи електропостачання житлового будинку, оскільки економія може бути дуже суттєвою. Спочатку визначте велике і змінне навантаження (наприклад, насоси для води, зовнішнє освітлення холодильники змінного струму, пральна машина, електронагрівальні прилади і т. п.) і намагайтеся виключити їх з вашої системи або замінити на інші аналогічні моделі, що працюють на газі або від постійного струму.

Початкова вартість приладів постійного струму зазвичай вища (бо вони випускаються не в такій масовій кількості), ніж таких же приладів змінного струму, але ви уникнете втрат в інверторі. Більше того, найчастіше прилади постійного струму ефективніші, ніж прилади змінного струму (у багатьох побутових приладах, особливо електронних, змінний струм перетворюється на постійний, що веде до втрат енергії в блоках живлення приладів).

Замініть лампи розжарювання на люмінесцентні лампи будь-де. Люмінесцентні лампи забезпечують такий самий рівень освітленості при тому, що споживають у 4-5 разів менше електроенергії Термін їхньої служби також приблизно в 8 разів більший.

Якщо у вас є навантаження, яке ви не можете виключити, розгляньте варіант, при якому ви включатимете його тільки в сонячні періоди або тільки влітку. Перегляньте список Вашого навантаження та перерахуйте дані.

3. Визначте параметри акумулятора (АБ)

Виберіть тип акумулятора, який ви будете використовувати. Ми рекомендуємо використовувати терметичні необслуговувані свинцево-кислотні акумулятори, які мають найкращі експлуатаційно-економічні параметри.

Далі потрібно визначити, скільки енергії вам потрібно отримувати від акумуляторної батареї. Часто це визначається кількістю днів, протягом яких АБ живитиме навантаження самостійно без підзаряду. Додатково до цього параметра потрібно враховувати характер роботи системи електропостачання. Наприклад, якщо ви встановлюєте систему для засмаглого будинку, який ви відвідуєте тільки на вихідні, вам краще встановити АБ більшої ємності, тому що вона може заряджатися протягом усього тижня, а віддавати енергію тільки у вихідні дні. З іншого боку, якщо ви додаєте фотоелектричні модулі до вже існуючої системи електропостачання на базі дизель або бензогенератора, ваша батарея може мати меншу ємність, ніж розрахункова, тому що цей генератор може бути включений для підзаряд АБ в будь-який час.

Після того, як ви визначите потрібну ємність АБ. можна переходити до розгляду таких важливих параметрів.

3.1. Визначте максимальну кількість послідовних "днів без сонця" (тобто коли сонячної енергії недостатньо для заряду АБ та роботи навантаження через негоду чи хмарність). Ви також можете прийняти за цей параметр вибрану вами кількість ший, протягом яких АБ живитиме навантаження самостійно без підзаряду.

3.2. Помножте добове споживання в А*год (див. п. 1.9 розрахунку споживаної енергії вище) на кількість днів, визначених у попередньому пункті

3.3. Вкажіть величину глибини допустимого розряду АБ. Враховуєте, що чим більша глибина розряду, то швидше ваші АБ вийдуть з ладу. Ми рекомендуємо значення глибини розряду 20% (не більше 30%), що означає, що ви можете використовувати 20% від номінальної ємності вашої АБ. Використовуйте коефіцієнти (або 0,3). За жодних обставин розряд батареї не повинен перевищувати 80%!

3.4. Розділіть п.3.2 на п.3.3.

3.5. Виберіть коефіцієнт таблиці, наведеної нижче, який враховує температуру навколишнього середовища в приміщенні, де встановлені АБ. Зазвичай це середня температура в зимовий час. Цей коефіцієнт враховує зменшення ємності АБ при зниженні температури.

Температурний коефіцієнт для акумуляторної батареї:

3.6. Помножте значення п.3.4 коефіцієнт п.3.5. Ви отримаєте загальну необхідну ємність АБ.

3.7. Розділіть це значення на номінальну ємність вибраної акумуляторної батареї. Округліть отримане значення до найближчого цілого. Це буде кількість батарей, які будуть з'єднані паралельно.

3.8. Розділіть номінальну напругу постійного струму системи (12, 24 або 48 В) на номінальну напругу вибраної акумуляторної батареї (зазвичай 2, 6 або 12В). Округліть отримане значення до найближчого цілого. Ви отримаєте значення послідовно з'єднаних батарей.

3.9. Помножте значення п.3.7 значення п.3.8. для того, щоб підрахувати потрібну кількість акумуляторних батарей.

4. Визначте кількість пікових сонце-годин.

Декілька факторів впливають на те, як багато сонячної енергії прийматиме ваша сонячна батарея:

• коли використовуватиметься система? Влітку? Взимку? Цілий рік?
• типові погодні умови вашої місцевості:
• чи система орієнтуватиметься на сонці;
• розташування та кут нахилу фотоелектричних модулів.

Для визначення середньомісячного приходу сонячної радіації можна скористатися таблицею. Вироблення електроенергії сонячною фотоелектричною батареєю (СБ) залежить від кута падіння сонячних променів на СБ. Максимум буває за вугілля 90 градусів. При відхиленні від цього кута дедалі більше променів відбивається, а чи не поглинається СБ.

Взимку прихід радіації значно менший через те, що дні коротші, хмарних днів більше, Сонце стоїть нижче на небосхилі. Якщо ви використовуєте вашу систему лише влітку, використовуйте літні значення, якщо цілий рік використовуєте значення для зими. Для надійного електропостачання вибирайте із середньомісячних значень найменше для періоду, протягом якого використовуватиметься ФЕС.

Вибране середньомісячне значення для гіршого місяця потрібно поділити на дні місяця. Ви отримаєте середньомісячну кількість пікових сонце-годин, яка буде використовуватися для розрахунку вашої СБ.

5. Розрахунок сонячної батареї

Необхідно визначити загальну кількість модулів, які необхідні для вашої системи.

Струм у точці максимальної потужності Impp може бути визначений із специфікацій модулів. Ви також можете визначити Impp поділивши номінальну потужність модуля на напругу в точці максимальної потужності Umpp (зазвичай 17 - 17,5 для 12-вольтового модуля).

5.1. Помножте значення п. 1.9 на коефіцієнт 1.2 для врахування втрат заряд-розряд АБ.

5.2. Розділіть отримане значення на середнє число пікових сонце-годин у вашій місцевості. Ви отримаєте струм, який має генерувати СБ.

5.3. Для визначення числа модулів, з'єднаних паралельно, розділіть значення п. 5.2 на Impp одного модуля. Округліть отримане число до найближчого цілого.

5.4. Для визначення числа модулів, з'єднаних послідовно, розділіть напругу постійного струму системи (зазвичай 12, 24, 48) на номінальну напругу модуля (зазвичай 12 або 24 В).

5.5. Загальна кількість необхідних фотоелектричних модулів дорівнює добутку значень п. 5.3 та п. 5.4.

6. Розрахунок вартості системи

Для розрахунку вартості фотоелектричної системи електропостачання потрібно скласти вартості СБ, АБ, інвертора, контролера заряду АБ та сполучної арматури (проводи, вимикачі, запобіжники тощо)

Вартість СБ дорівнює добутку значення п.5.5 вартість одного модуля. Вартість АБ дорівнює добутку значення п.3.9 вартість однієї акумуляторної батареї. Вартість інвертора залежить від його потужності та типу. Вартість сполучної арматури можна прийняти приблизно 0,1-1% від вартості системи.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Підшкірний нанодатчик 07.11.2013 Оксид азоту (NO) - одне з найважливіших молекул живих клітинах. Вона відповідає за доставку сигналів усередині клітини та між клітинами, координує роботу імунної системи. Багато ракових клітинах рівень оксиду азоту відрізняється від норми, проте вчені точно не знають механізмів функціонування цього газу. Так, за їхніми словами, роль оксиду азоту у прогресуванні раку дуже суперечлива, і вченим потрібні нові інструменти для розуміння процесу. Дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили новий інструмент для вимірювання рівня оксиду азоту в тілі як реального часу. Сконструйований інженерами сенсор можна імплантувати в тіло (під шкіру) терміном більше року і контролювати процес запалення - той процес, під час якого проводиться NO. Дана робота - перший доказ того, що наносенсор можна використовувати прямо в тілі протягом тривалого періоду часу. Сенсори, виготовлені з вуглецевих нанотрубок, передбачається застосовувати, зокрема, виявлення інших молекул, наприклад, глюкози. Вже зараз команда дослідників працює над датчиком для діабетиків – він стежитиме за рівнем цукру та інсуліну без необхідності брати проби крові. Вуглецеві нанотрубки в один нанометр завтовшки вчені вважають перспективними виготовлення сенсорів. Дослідники з Массачусетського технологічного інституту нещодавно розробили сенсори на основі вуглецевих трубок для різних молекул, у тому числі перекису водню та зарину. Такі датчики використовують флуоресценцію вуглецевих нанотрубок: коли нанотрубка з'єднується з конкретною молекулою вона світиться яскравішим або тьмянішим світлом. У новій роботі дослідники модифікували нанотрубку для створення різних типів датчиків: один для введення в кровотік для короткострокового моніторингу, а інший - для довгострокової імплантації під шкіру. Для кращої роботи сенсора вчені використовували біосумісний полімер (поліетиленгліколь), який запобігає злипанню частинок у кровотоку. Досвід на мишах показав, що в цьому випадку частинки можуть проходити через легені та серце, не завдаючи жодної шкоди. Більшість частинок накопичується у печінці, де вони використовуються для моніторингу рівня NO. При цьому дослідники зазначають, що досі вони вивчали лише печінку, але тепер бачать, що частки залишаються у крові. Це означає, що можна вивчати різні ділянки тіла за допомогою наночастинок. Сенсор для тривалого перебування в організмі складається з нанотрубок, вбудованих у гель з альгінату (полімеру, що отримується з водоростей). Після імплантації під шкіру мишей гель залишався дома і функціонував протягом 400 днів. Але дослідники припускають, що термін роботи сенсора можна продовжити. У майбутньому такий сенсор буде корисним для контролю раку або інших запальних захворювань, виявлення імунних реакцій у пацієнтів зі штучним стегном або іншими імплантованими пристроями. Наразі вчені працюють над адаптацією даної технології для виявлення глюкози. Передбачається, що нанотрубки прийдуть на зміну електрохімічним датчикам вимірювання рівня цукру в крові, які працюють недовго, до того ж підвищують ризик розвитку інфекції через проникнення електрода під шкіру. Але новий сенсор визначатиме рівень цукру в режимі реального часу, а підключена до нього інсулінова помпа подаватиме гормон у потрібній кількості.

Інші цікаві новини:

▪ Тексти набираються лише рухом очей

▪ Підлога курчати видно ще в яйці

▪ ON Semi випустила нові N-канальні МОП-транзистори на 600 вольт

▪ Почути молекули

▪ 2016 рік буде на секунду довше

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Заводські технології вдома. Добірка статей

▪ стаття Теренс Маккенна. Знамениті афоризми

▪ статья Який вчений і з якою метою зрізав шкіру зі своїх пальців? Детальна відповідь

▪ стаття Робота із забезпечуваними психоневрологічними інтернатами. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Практичні прийоми роботи з металошукачем. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зникла монета. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024