Com triar plaques solars per a cases particulars

La fórmula per calcular la potència elèctrica d'una bateria solar

Hi ha força informació a Internet sobre plaques solars, així que prefereixo centrar-me en números concrets que permetin calcular la quantitat mitjana d'energia generada per plaques solars. Per descomptat, un factor important a tenir en compte a l'hora d'instal·lar aquests panells és la quantitat de radiació solar que cau sobre ells. Per exemple, heu comprat plaques solars, que indiquen una potència de 250 watts. Això vol dir que et donarà 250 W d'energia solar amb una radiació de 1000 W/m². Naturalment, aquest rendiment ideal només es pot aconseguir amb cels clars i llum solar brillant. Per calcular la potència elèctrica, cal utilitzar la fórmula següent:

àrea de la bateria * eficiència de conversió * radiació solar.

Per exemple,

1,6 m² * 15% * 1.000 W/m² = 240 W.

Cada flauter lloa el seu pantà

Tot i que el 52% dels enquestats apunten a una crisi de reproductibilitat en la ciència, menys del 31% considera que les dades publicades són fonamentalment errònies i la majoria va indicar que encara confia en el treball publicat.

Pregunta: Hi ha una crisi de reproductibilitat?

Per descomptat, no val la pena culpar i linxar tota la ciència com a tal només a partir d'aquesta enquesta: la meitat dels enquestats encara eren científics connectats d'una manera o altra amb disciplines biològiques. Com assenyalen els autors, en física i química, el nivell de reproductibilitat i confiança en els resultats obtinguts és molt superior (vegeu el gràfic següent), però encara no és del 100%. Però en medicina les coses estan molt malament comparades amb la resta.

Ve al cap una anècdota:

Marcus Munafo, psicòleg biològic de la Universitat de Bristol, Anglaterra, té un interès des de fa temps en la reproductibilitat de les dades científiques. Recordant els dies de la seva joventut estudiantil, diu:

Pregunta: Quantes obres ja publicades al vostre sector són reproduïbles?

Dades inicials per als càlculs

Ara considereu com calcular els panells solars? La principal xifra necessària per als càlculs és el consum total d'energia durant un període determinat. Si els panells s'instal·len en una casa de camp electrificada, el consum d'electricitat es pot determinar pel comptador. Tanmateix, si es connecta la font d'alimentació per primera vegada, cal fer una llista de tots els consumidors disponibles amb una indicació de la capacitat de cadascun d'ells.

Per exemple, una nevera consumeix 350 Wh. Consumirà aproximadament 1 kWh al dia, i uns 30 kWh al mes. De la mateixa manera, cal calcular el consum d'energia de la il·luminació i altres aparells.

Les xifres resultants es sumen i primer es determina el consum total d'energia diària. El resultat es multiplica pel nombre de dies del mes per donar el valor preliminar. Per exemple, el consum d'energia és de 100 kWh. Aquesta xifra serà relativa, ja que cal afegir-hi un 40% més per pèrdues a la bateria i durant el funcionament de l'inversor.

Així, el consum total d'electricitat al mes serà de 140 kWh. Resulta que 140:30:7 = 0,67 kW / h per dia. Per tant, calen panells amb una potència mínima de 0,7 kW. No obstant això, només seran suficients amb el bon temps a l'estiu i en part a la primavera i la tardor. També cal tenir en compte els dies ennuvolats, que sovint s'observen als mesos d'estiu. En aquest sentit, cal augmentar el nombre de panells almenys dues vegades, en cas contrari l'electricitat serà intermitent.

L'efecte màxim del sistema solar s'obté només sota la condició del treball coordinat de totes les parts i components constitutius. En primer lloc, cal calcular correctament les bateries a partir de les dades inicials, perquè l'eficiència de tota la central elèctrica dependrà d'aquests càlculs.

Què fer

Dels 1.500 entrevistats, més de 1.000 van parlar a favor de millors estadístiques en la recollida i processament de dades, una millor supervisió per part dels caps i un disseny més rigorós dels experiments.

Pregunta: Quins factors ajudaran a millorar la reproductibilitat?

Respostes (de dalt a baix): – Millor comprensió de les estadístiques – Supervisió més estricta – Millor disseny dels experiments – Educació – Validació intralab – Millorar les habilitats pràctiques – Incentiu per a la revisió formal de dades – Validació interlaboratori – Dedicar més temps a la gestió del projecte – Augmentar la estàndards de revistes científiques: dediqueu més temps a treballar amb registres de laboratori

Conclusió i alguna experiència personal

En segon lloc, l'article ignora (o més aviat no considera) el paper de les mètriques científiques i les revistes científiques revisades per parells en l'aparició i desenvolupament del problema de la irreproducibilitat dels resultats de la recerca. A la recerca de la velocitat i la freqüència de les publicacions (llegir, augmentar els índexs de citacions), la qualitat disminueix dràsticament i no queda temps per comprovar addicionalment els resultats.

Com diuen, tots els personatges són ficticis, però basats en fets reals. D'alguna manera, un estudiant va tenir l'oportunitat de revisar un article, perquè no tots els professors tenen el temps i l'energia per llegir els articles amb deteniment, de manera que es recull l'opinió de 2-3-4 estudiants i metges, a partir de la qual es forma una revisió. Es va escriure una revisió, va assenyalar la irreproducibilitat dels resultats segons el mètode descrit a l'article. Això ho va demostrar clarament al professor. Però per no fer malbé les relacions amb els "col·legues" -al cap i a la fi, ho aconsegueixen en tot-, la revisió es va "ajustar". I aquests articles es van publicar 2 o 3 peces.

Resulta un cercle viciós. El científic envia l'article a l'editor de la revista, on indica els revisors "desitjables" i, sobretot, "no desitjats", és a dir, de fet, deixa només aquells que estan disposats positivament cap a l'equip d'autors. Revisen el treball, però no poden "cagar-se als comentaris" de manera negra i intentar triar el menor dels dos mals: aquí hi ha una llista de preguntes que cal respondre i després publicarem l'article.

PD: L'article va ser traduït i escrit amb pressa, sobre tots els errors i inexactituds observats, si us plau, escriviu a la LAN.

Càlcul del nombre de plaques solars

Es fa de manera molt senzilla: la necessitat total d'electricitat es divideix per la potència del panell. La necessitat total es pot determinar de dues maneres:

1. Composar llista de tots els dispositius elèctrics
   , determina la durada aproximada del treball durant el mes, calcula quanta electricitat consumeix cada un d'ells al mes (potència multiplicada pel nombre d'hores), i resumeix totes les xifres obtingudes.
2. Aixecar factures d'electricitat
   i trobar la quantitat més gran de kWh consumida en un mes. Per si de cas, la xifra resultant es pot multiplicar per 1,5.

Suposem que en un mes 3-4, els habitants de la casa fan servir 300 kWh. Per proporcionar-vos completament la vostra energia elèctrica, heu de tenir 300 * 12 / 284,16 = 12,66 panells SolarWorld 2015. La xifra final s'arrodoneix, és clar. Per tant, cal comprar 13 panells.

L'any 1991, a Alemanya, a la capital de Baviera, Munic, es va inaugurar l'exposició INTERSOLAR EUROPE. En aquesta exposició, els principals fabricants de sistemes d'energia solar van presentar les seves últimes novetats.

Tal com van concebre els organitzadors d'aquesta exposició, Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH & Co. KG - aquesta exposició internacional es va dedicar íntegrament a l'ús de cèl·lules solars fotovoltaiques en diversos camps, així com a components de calefacció solar

L'exposició va cridar immediatament l'atenció d'especialistes de molts països del món. Va ser tot un èxit, així que els organitzadors van decidir fer-lo tradicional i fer-lo anualment.

L'exposició, que té lloc entre maig i juny, reuneix els responsables de les empreses manufactureres més grans, així com empreses que utilitzen diversos tipus de productes d'energia solar, desenvolupadors, enginyers i científics que treballen en aquest camp.

Tothom vol familiaritzar-se amb noves idees, les últimes tecnologies en el camp de l'aplicació de l'energia solar. Els experts intercanvien experiències, presenten les seves últimes novetats. A les sales d'exposició es poden veure carregadors en miniatura i les plaques solars més potents, un televisor transparent amb energia solar i una casa solar, diversos aparells, aparells, màquines que funcionen únicament amb energia solar.

Aquesta exposició no està destinada al públic en general, sinó exclusivament a professionals. A les seves instal·lacions se celebren seminaris i conferències per a especialistes que treballen en els camps de la fotovoltaica, els sistemes d'emmagatzematge d'energia i les tecnologies de calefacció renovables. Es destinen pavellons separats per a la presentació de les novetats més interessants.

A les dues últimes exposicions, fabricants xinesos i sud-coreans de mòduls solars van presentar els seus últims productes: panells amb una potència de més de 300 watts.

La segona fórmula per calcular la potència del panell solar

Hi ha una altra fórmula que permet calcular la quantitat d'energia generada per les plaques solars. Per fer-ho, has de conèixer la mida de la teva bateria, així com la quantitat d'energia que produeix i el temps mitjà que ha estat exposat a la radiació solar. Suposem que tens un panell solar de 2 m² amb una potència de 185 watts. A l'hivern, rep la llum del sol durant un màxim d'1-1,5 hores, a l'estiu - 3-3,5 hores. Ara podem calcular l'electricitat mitjana generada per aquesta bateria.

Hivern: 185 * 1,5 = 278 Wh. Estiu: 185 * 3,5 = 648 Wh.

Pros i contres de les plaques solars

Sí, l'ús de plaques solars pot semblar una solució força racional quan necessites proveir-te d'electricitat i calor:

1. Ara hi ha moltes empreses al mercat que estan preparades per oferir-te bateries de qualitat.
2. Malgrat el preu, els panells fotovoltaics es poden pagar per si mateixos en 2-3 anys.
3. Garantia de potència: 12 (més del 90%) i 25 anys (més del 80%).
4. Manteniment mínim.

Però no us oblideu dels contres, que també tenen un lloc on estar:

1. Baixa eficiència en dies ennuvolats.
2. Necessitat de zones força grans per acollir els panells perquè puguin generar prou energia.
3. Per emmagatzemar energia, es necessiten bateries especials.

Conclusió

Jo mateix sempre he volgut canviar a fonts d'energia alternatives i, amb l'arribada de les plaques solars a Ucraïna, em vaig adonar que era hora de posar en pràctica els meus plans. L'únic problema que veig ara és la baixa quantitat de radiació solar a l'hivern. Però això no m'atura! Crec que es pot tractar amb ella al final. Realment crec que els panells solars poden proporcionar la quantitat d'electricitat necessària per mantenir una forma de vida normal, el que significa que en un futur proper poden ser una gran manera de generar energia per a la persona mitjana.

13.02.2017

3880

Exemple de càlcul

Dades inicials (opcional):

• Un televisor amb una potència de Pa = 100 W funciona t = 5 hores al dia i 7 dies a la setmana.
• Dispositius d'il·luminació amb una potència total de Pa = 1000 W, t = 6 hores al dia i 7 dies a la setmana.
• Il·luminació del panell solar: T - 5,5 hores al dia (latitud de Moscou, estiu).
• Eficiència del inversor - 0,9.
• Característiques d'una bateria: Ca - 225 A / h, Ua - 12 V.
• El nivell de descàrrega de la bateria és de 0,7.

Amb una potència total dels dispositius de 1100 W, el consum energètic diari mitjà serà de Wn = 45.500 kWh per setmana o Wc = 6.500 kWh per dia. Per a un càlcul precís, cal tenir en compte la probabilitat d'ús simultani de dispositius, càrregues pics i reactives o distribució de càrrega durant el dia.

A partir de la potència total dels consumidors d'1,1 kW, seleccionem un inversor amb una potència de 2 kW (amb la perspectiva de creixement i compensació de càrregues no comptables). Tensió d'entrada del inversor Uinv - 24 V.

Càrrega de corrent diària completa a l'inversor en A * h, tenint en compte l'eficiència de l'inversor: Wc / eficiència * Uinv \u003d 6500 / 0,9 * 24 \u003d 297,91 A * h.

Aquest valor és important per determinar el nombre de bateries, el corrent de càrrega i, en definitiva, la fiabilitat del sistema.

En el nostre cas:

• La càrrega actual es duplica per proporcionar una font d'alimentació de dos dies.
• Tenim en compte la profunditat de descàrrega admissible de la bateria 0,7.
• Obtenim la càrrega actual total: 297,91 * 2 * 0,7 \u003d 851,19 A * h.

Tenint en compte les característiques d'una bateria Ca = 225 Ah, obtenim el nombre de blocs de bateries per a una tensió de 24 V (tensió del inversor) 851,19/225 = 3,78. Arrodoneix fins a 4. Per obtenir Ua (12 V) per a una bateria, connectem dues bateries en sèrie en un bloc. En total, s'obtenen 4 blocs connectats en paral·lel, formats per dues bateries cadascun. Hi ha 8 bateries en total.

A més de la càrrega del consumidor, cal afegir una càrrega que tingui en compte la recàrrega de les bateries. És el 10% de la potència total del mòdul de la bateria (8*225*12) = 21600 Wh*10% = 216 Wh. El consum diari mitjà total serà de - 6500 + 216 = 6716 Wh.

Per proporcionar energia al sistema, la bateria solar ha de generar la demanda elèctrica mitjana diària (6716 Wh) durant el temps d'il·luminació (T = 5,5 hores). Per tant, un bloc de mòduls solars (amb una tensió de sortida de 24 V i una potència de 200 W cadascun) hauria de constar de 6 mòduls (6716 / 5,5 * 200 = 6,10).

Latitud i longitud profunditat del problema

Imagina que ets un científic. Trobeu un article interessant, però els resultats/experiments no es poden replicar al laboratori. És lògic escriure sobre això als autors de l'article original, demanar consell i fer preguntes aclaridores. Segons l'enquesta, menys del 20% ho ha fet alguna vegada en la seva carrera científica!

Els autors de l'estudi assenyalen que potser aquests contactes i converses són massa difícils per als mateixos científics, perquè revelen la seva incompetència i inconsistència en determinades qüestions o revelen massa detalls del projecte actual.

A més, una minoria absoluta de científics va intentar publicar refutacions de resultats irreproducibles, mentre s'enfrontaven a l'oposició d'editors i revisors que van exigir que es minimitzés la comparació amb l'estudi original. És d'estranyar que la possibilitat d'informar de resultats científics no reproduïbles sigui d'un 50%.

Primera pregunta: Has intentat reproduir els resultats de l'experiment?

Segona pregunta: Heu provat de publicar el vostre intent de reproduir els resultats?

Potser val la pena dins del laboratori almenys fer una prova de reproductibilitat? El més trist és que un terç dels enquestats MAI ni tan sols ha pensat en crear mètodes per comprovar la reproductibilitat de les dades. Només el 40% va indicar que utilitza habitualment aquestes tècniques.

Pregunta: Heu desenvolupat mai mètodes/processos tecnològics especials per millorar la reproductibilitat dels resultats?

En un altre exemple, una bioquímica del Regne Unit, que no volia ser identificada, diu que intentar replicar el treball per al seu projecte de laboratori simplement duplica el temps i els diners, sense afegir ni afegir res nou al treball. Es realitzen comprovacions addicionals només per a projectes innovadors i resultats inusuals.

I, per descomptat, les antigues preguntes russes que van començar a torturar els col·legues estrangers: qui té la culpa i què fer?

Determinació de pèrdues elèctriques en el sistema domèstic

El valor d'aquestes pèrdues el té en compte Kpot. Aquestes pèrdues poden ser:

1. Filferros. El valor és de l'1%.
2. . Van del 3 al 7%.
3. Díodes de derivació (0,5%).
4. La pròpia bateria a molt baixa radiació solar (1-3%).

També Es poden produir pèrdues de potència a causa del fort escalfament del mòdul
(fer 4-8%) i per la presència de brutícia a les plaques solars o el seu enfosquiment (1-3%).

Es considera òptim un sistema elèctric autònom per a un habitatge si les pèrdues totals no superen el 15%. Aleshores, el període d'amortització es redueix i les bateries acumulen més corrent. Kpot
és 0,85. Tanmateix, l'equip de mala qualitat o l'elecció analfabeta dels components poden provocar pèrdues del 30 per cent. Kpot
ja serà de 0,7.

Bateria solar LG 315 N1C-G4 NeON2

Ja del mateix nom d'aquest mòdul solar de l'empresa sud-coreana LG es desprèn que la potència declarada d'aquest mòdul és de 315 watts.

És molt important que LG entri al mercat de les fonts d'energia alternatives no només com un dels fabricants, sinó com un dels principals fabricants de sistemes fotovoltaics.

Per tant, la garantia de la qualitat del producte és una de les principals prioritats de l'empresa. Els panells solars es dissenyen i fabriquen utilitzant els processos tecnològics més avançats.

I els fotoconvertidors que conformen aquesta bateria solar estan fets amb la màxima qualitat i eficiència.

Les cèl·lules es fabriquen a base de silici monocristall mitjançant una tecnologia bilateral especial. A causa de les seves qualitats, aquestes cèl·lules són capaces de transmetre la llum solar, que, reflectida per un recobriment especial a la part posterior de la cèl·lula, contribueix a un augment de la generació de corrent elèctric. És a dir, cada cèl·lula pot generar corrent elèctric per ambdós costats, augmentant així la potència del mòdul.

Mòdul LG 315 N1C-G4 NeON2. Costat davanter

Abans de muntar el mòdul, cada placa es sotmet al control més exhaustiu per al compliment estricte de les dimensions (precisió al micròmetre) i la detecció de possibles danys mecànics. Després de comprovar, les cel·les seleccionades passen per la següent etapa de preparació. Per minimitzar la reflexió de la llum solar, les cèl·lules se sotmeten a un pas de gravat humit alcalí. Les cèl·lules de la part frontal estan laminades amb un recobriment de tres capes d'EVA (acetat de vinil etilè) i una pel·lícula reflectant especial a la part posterior.

Mòdul LG 315 N1C-G4 NeON2. Dors

A continuació, el mòdul muntat s'encapsula per protegir les cèl·lules de la penetració de la humitat i després es cobreix amb un vidre anti-reflectant de 3 mm. El marc del mòdul està fabricat amb perfil d'alumini anoditzat. A la part posterior, s'instal·la una caixa de connexions multifuncional amb díodes de bypass.

Caixa de connexió multifuncional

Gràcies a aquesta tecnologia de fabricació, els mòduls LG NeON 2 tenen un color negre característic, que els fa atractius des del punt de vista estètic.

Potència nominal 315 watts.
Eficiència 19,2%
tipus N
Dimensions (LxAxP) 1640x1000x40 mm
Pes 17,0 ± 0,5 kg
Tipus de connectors MS-4
Classe de protecció IP67
El cost del mòdul és de 30.000 rubles

Càlcul de plaques solars

La potència requerida de les plaques solars es calcula en funció del clima de la zona i de la intensitat de la radiació en diferents èpoques de l'any. De gran importància en els càlculs són els angles d'inclinació horitzontal i vertical. Aquest indicador és especialment important si el sistema solar funcionarà durant tot l'any. La ubicació de l'equip també dependrà d'això. Si l'angle d'inclinació no requereix ajust, els panells es poden col·locar directament al sostre de l'edifici.

L'esdeveniment més responsable és el càlcul de plaques solars, el nombre de mòduls i la seva eficiència. Les dades es prenen del millor i del pitjor mes en termes d'eficiència energètica. Per als càlculs d'insolació estàndard, es selecciona una àrea d'1 m2, i per determinar la potència nominal, es requereix una temperatura de 25 ° C, amb un flux lluminós estàndard d'1 kW / m2.

La determinació del rendiment de la bateria solar durant el mes es realitza segons la fórmula següent: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Les seves variables corresponen als següents indicadors:

• Esb és la quantitat d'energia generada per la bateria.
• Eins és el resultat d'una insolació mensual d'1 m2.
• η és el valor de l'eficiència global en la transmissió de corrent a través dels conductors.
• Rsb - potència nominal del panell solar.
• Rins - el poder d'insolació més alt d'1 m2 de la superfície terrestre.

A l'hora de calcular, cal utilitzar unitats que siguin iguals per a tots els indicadors. Per regla general, això són joules o quilowatts-hora. Calculant la insolació mensual, podeu determinar fàcilment la potència nominal de la placa solar necessària per generar la quantitat mensual d'electricitat: Psb = Rins x Esb / (Eins x η).

Cal tenir en compte que la tensió de sortida del panell solar serà un 15-40% superior a la tensió de la bateria. Quan s'utilitzen controladors barats, aquesta diferència invariablement es perd. Els models moderns més cars poden reduir aquesta xifra al 2-5%.

La radiació solar té diferents indicadors de potència, segons l'època de l'any i un mes concret. La potència nominal del panell en si es manté sense canvis, de manera que l'elecció correcta de la seva ubicació d'instal·lació és de gran importància. Utilitzant les fórmules anteriors, només es pot determinar un nombre aproximat de mòduls. Per obtenir un valor precís amb el marge necessari, es pren el doble de panells, ajustats per a la nit, els dies ennuvolats, les nevades i altres factors que redueixen l'eficiència del sistema.

La potència dels panells solars per a una casa privada i el seu rendiment depèn en gran mesura de l'elecció correcta de la bateria i l'inversor.

Varietats de plaques solars. Què cal buscar a l'hora de calcular els paràmetres de funcionament de l'experiència d'usuari d'una planta d'energia solar.

Els panells solars rarament es consideren l'única font d'electricitat, però, hi ha una conveniència en la seva instal·lació. Així, amb temps sense núvols, un sistema autònom correctament calculat podrà subministrar electricitat als aparells elèctrics connectats a ell gairebé durant tot el dia. Tanmateix, els panells solars, les bateries i els dispositius auxiliars ben empaquetats, fins i tot en un dia d'hivern ennuvolat, reduiran significativament el cost de pagar l'electricitat per comptador.

La correcta organització dels sistemes d'alimentació autònoms basats en plaques solars és tota una ciència, però a partir de l'experiència dels usuaris del nostre portal podem considerar els principis generals per a la seva creació.

Característiques dels indicadors utilitzats en la fórmula

La quantitat d'energia solar que cau sobre el sostre i les parets d'una casa en una regió determinada es pot mesurar durant diferents períodes de temps. Meteoròlegs (són els que mesuren aquest indicador) calcula la radiació solar anual, mensual i diària per 1 km². m.
Si aquest indicador és anual, la seva unitat de mesura és kWh / (m² * any). En lloc de la paraula "any" hi pot haver les paraules "mes" i "dia". Per exemple, un indicador de 5 kWh / (m² * dia) significa que en 1 dia 5 kW d'energia solar cauen en 1 metre quadrat.

Qualsevol indicador es pot substituir a la fórmula anterior. Al mateix temps, cal recordar que si es substitueix l'energia solar anual, el resultat del càlcul serà la quantitat d'electricitat que produeix el panell en 1 any. De la mateixa manera amb els indicadors d'altres períodes de temps. El més convenient és calcular la producció mensual d'energia elèctrica. Això és degut a que la intensitat de la il·luminació és diferent cada mes, i per generar, per exemple, 10 kW d'electricitat, s'ha d'utilitzar, i també connectar el nombre adequat de bateries.

Tot i que l'expressió inclou 2 compassos, s'ha de tractar com un sol. Això és perquè es veu rendiment del panell
. Seria més correcte utilitzar l'expressió ,
on S és l'àrea de les plaques fotosensibles en metres quadrats. m. Permet determinar l'eficiència dels panells solars, o millor dit, quina part del món pot convertir 1 quadrat. panell del comptador en energia elèctrica.

Per exemple, hi ha un panell monocristal·lí alemany SolarWorld 2015. Té una superfície de 1.995 metres quadrats. metre i potència 320 watts. La seva eficiència és de 320 / (1.000 * 1,995) * 100 = 16,04%. Per descomptat, per utilitzar-la a la fórmula, no cal que l'expressió es multipliqui per 100. Hauria d'utilitzar el número 0,1604.

Tanmateix, la segona expressió no s'utilitza perquè el resultat serà potència 1 sq. comptadors de panell
. Com sabeu, la bateria poques vegades té aquesta àrea. Aquesta xifra és molt superior. Per exemple, el producte anterior té una superfície de 1.995 m². Com a resultat, el resultat final calculat per la fórmula s'hauria de multiplicar per l'àrea. Resultaria que al numerador i denominador de l'expressió hi hauria S. I si es divideix S per S, sortirà 1.

Ko es treu d'una taula especial, en la qual un determinat coeficient correspon a un valor diferent de l'angle d'inclinació i l'angle de desviació de la direcció sud. Els fabricants poden proporcionar aquesta taula. També poden donar sempre consells útils, alguns dels quals poden estar relacionats amb l'elecció de les piles.