Cómo elegir paneles solares para casas particulares.

La fórmula para calcular la potencia eléctrica de una batería solar

Hay bastante información en Internet sobre los paneles solares, por lo que prefiero centrarme en números específicos que le permitan calcular la cantidad promedio de energía generada por los paneles solares. Por supuesto, un factor importante a considerar al instalar dichos paneles es la cantidad de radiación solar que cae sobre ellos. Por ejemplo, ha comprado paneles solares, que indican una potencia de 250 vatios. Esto significa que te dará 250W de energía solar a una radiación de 1000W/m². Naturalmente, este rendimiento ideal solo se puede lograr con cielos despejados y luz solar brillante. Para calcular la potencia eléctrica, es necesario utilizar la siguiente fórmula:

área de la batería * eficiencia de conversión * radiación solar.

Por ejemplo,

1,6 m² * 15% * 1000 W/m² = 240 W.

Cada lavandera alaba su pantano

Aunque el 52 % de los encuestados señala una crisis de reproducibilidad en la ciencia, menos del 31 % considera que los datos publicados son fundamentalmente erróneos y la mayoría indicó que todavía confía en el trabajo publicado.

Pregunta: ¿Hay una crisis de reproducibilidad?

Por supuesto, no vale la pena culpar y linchar a toda la ciencia como tal solo sobre la base de esta encuesta: la mitad de los encuestados todavía eran científicos conectados de una forma u otra con disciplinas biológicas. Como señalan los autores, en física y química, el nivel de reproducibilidad y confianza en los resultados obtenidos es mucho mayor (ver el gráfico a continuación), pero aún no es del 100%. Pero en medicina las cosas están muy mal comparadas con el resto.

Me viene a la mente una anécdota:

Marcus Munafo, psicólogo biológico de la Universidad de Bristol, Inglaterra, tiene un interés de larga data en la reproducibilidad de los datos científicos. Recordando los días de su juventud estudiantil, dice:

Pregunta: ¿Cuántos trabajos ya publicados en su industria son reproducibles?

Datos iniciales para los cálculos

Ahora considere cómo calcular los paneles solares? La cifra principal requerida para los cálculos es el consumo total de energía durante un período determinado. Si los paneles se instalan en una casa de campo electrificada, el medidor puede determinar el consumo de electricidad. Sin embargo, si la fuente de alimentación se conecta por primera vez, es necesario hacer una lista de todos los consumidores disponibles con una indicación de la capacidad de cada uno de ellos.

Por ejemplo, un frigorífico consume 350 Wh. Consumirá alrededor de 1 kWh por día y alrededor de 30 kWh por mes. De la misma manera, debe calcular el consumo de energía de la iluminación y otros electrodomésticos.

Las cifras resultantes se suman y primero se determina el consumo energético diario total. Luego, el resultado se multiplica por el número de días del mes para dar el valor preliminar. Por ejemplo, el consumo de energía es de 100 kWh. Esta cifra será relativa, ya que habría que añadirle otro 40% por pérdidas en la batería y durante el funcionamiento del inversor.

Así, el consumo total de electricidad al mes será de 140 kWh. Resulta 140:30:7 = 0,67 kW/h por día. Por lo tanto, se requieren paneles con una potencia mínima de 0,7 kW. Sin embargo, serán suficientes solo con buen tiempo en verano y en parte en primavera y otoño. También es necesario tener en cuenta los días nublados, que suelen observarse en los meses de verano. En este sentido, se requiere aumentar la cantidad de paneles al menos dos veces, de lo contrario, la electricidad será intermitente.

El efecto máximo del sistema solar se obtiene solo bajo la condición del trabajo coordinado de todas las partes y componentes constituyentes. En primer lugar, debe calcular correctamente las baterías en función de los datos iniciales, ya que la eficiencia de toda la central eléctrica dependerá de estos cálculos.

Qué hacer

De los 1500 entrevistados, más de 1000 hablaron a favor de mejores estadísticas en la recolección y procesamiento de datos, una mejor supervisión por parte de los jefes y un diseño más riguroso de los experimentos.

Pregunta: ¿Qué factores ayudarán a mejorar la reproducibilidad?

Respuestas (de arriba a abajo): –Mejor comprensión de las estadísticas –Supervisión más estricta –Mejor diseño de experimentos –Educación –Validación intralaboratorio –Mejorar las habilidades prácticas –Incentivo para la revisión formal de datos –Validación entre laboratorios –Dedicar más tiempo a la gestión de proyectos –Aumentar el estándares de revistas científicas – Asignar más tiempo para trabajar con registros de laboratorio

Conclusión y alguna experiencia personal.

En segundo lugar, el artículo ignora (o más bien no considera) el papel de las métricas científicas y las revistas científicas revisadas por pares en el surgimiento y desarrollo del problema de la irreproducibilidad de los resultados de la investigación. En pos de la velocidad y frecuencia de las publicaciones (lectura, aumento de los índices de citas), la calidad cae bruscamente y no queda tiempo para verificar adicionalmente los resultados.

Como dicen, todos los personajes son ficticios, pero basados ​​en hechos reales. De alguna manera, un estudiante tuvo la oportunidad de revisar un artículo, porque no todos los profesores tienen el tiempo y la energía para leer los artículos cuidadosamente, por lo que se recopila la opinión de 2-3-4 estudiantes y médicos, a partir de la cual se forma una revisión. Se escribió una revisión, se señaló la irreproducibilidad de los resultados según el método descrito en el artículo. Esto se lo demostró claramente al profesor. Pero para no estropear las relaciones con los "colegas", después de todo, tienen éxito en todo, la revisión fue "ajustada". Y tales artículos fueron publicados 2 o 3 piezas.

Resulta un círculo vicioso. El científico envía el artículo al editor de la revista, donde indica revisores “deseables” y, lo más importante, “no deseados”, es decir, de hecho, deja solo a aquellos que tienen una disposición positiva hacia el equipo de autores. Revisan el trabajo, pero no pueden "cagar en los comentarios" de manera negra e intentar elegir el menor de los dos males: aquí hay una lista de preguntas que deben responderse y luego publicaremos el artículo.

PD: El artículo se tradujo y escribió a toda prisa, sobre todos los errores e inexactitudes notados, escriba al PM.

Cálculo del número de paneles solares.

Se hace de manera muy simple: la necesidad total de electricidad se divide por la potencia del panel. La necesidad total se puede determinar de dos maneras:

1. Componer lista de todos los dispositivos eléctricos
   , determine la duración aproximada del trabajo durante el mes, calcule cuánta electricidad consume cada uno de ellos por mes (potencia multiplicada por el número de horas), y resuma todas las cifras obtenidas.
2. Aumentar facturas de electricidad
   y encuentre la mayor cantidad de kWh consumidos en un mes. Por si acaso, la cifra resultante se puede multiplicar por 1,5.

Suponga que en un mes 3-4 los habitantes de la casa usan 300 kWh. Para abastecerse completamente de su energía eléctrica, necesita tener 300 * 12 / 284.16 = 12.66 paneles SolarWorld 2015. La cifra final se redondea, por supuesto. Por lo tanto, necesita comprar 13 paneles.

En 1991, en Alemania, en la capital de Baviera, Munich, se inauguró la exposición INTERSOLAR EUROPE. En esta exposición, los principales fabricantes de sistemas de energía solar presentaron sus últimos desarrollos.

Tal como lo concibieron los organizadores de esta exposición, Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH & Co. KG: esta exposición internacional se dedicó por completo al uso de células solares fotovoltaicas en varios campos, así como a componentes de calefacción solar.

La exposición atrajo de inmediato la atención de expertos de muchos países del mundo. Fue un gran éxito, por lo que los organizadores decidieron hacerlo tradicional y realizarlo anualmente.

La exposición, que tiene lugar entre mayo y junio, reúne a los jefes de las mayores empresas de fabricación, así como a empresas que utilizan diversos tipos de productos de energía solar, desarrolladores, ingenieros y científicos que trabajan en este campo.

Todos quieren familiarizarse con nuevas ideas, las últimas tecnologías en el campo de la aplicación de la energía solar. Los expertos intercambian experiencias, presentan sus últimos desarrollos. En las salas de exhibición se pueden ver cargadores en miniatura y los paneles solares más potentes, un televisor transparente alimentado por energía solar y una casa solar, varios electrodomésticos, dispositivos, máquinas que funcionan únicamente con energía solar.

Esta exposición no está destinada al público en general, sino exclusivamente a los profesionales. En sus sitios se llevan a cabo seminarios y conferencias para especialistas que trabajan en los campos de la energía fotovoltaica, los sistemas de almacenamiento de energía y las tecnologías de calefacción renovable. Se asignan pabellones separados para la presentación de los desarrollos más interesantes.

En las últimas dos exposiciones, los fabricantes de módulos solares de China y Corea del Sur presentaron sus últimos productos: paneles con una potencia de más de 300 vatios.

La segunda fórmula para calcular la potencia de un panel solar.

Existe otra fórmula que te permite calcular la cantidad de energía generada por los paneles solares. Para ello, necesitas conocer el tamaño de tu batería, así como la cantidad de energía que produce y el tiempo medio que ha estado expuesta a la radiación solar. Digamos que tienes un panel solar de 2 m² con una potencia de 185 watts. En invierno, recibe luz solar durante un máximo de 1 a 1,5 horas, en verano, de 3 a 3,5 horas. Ahora podemos calcular la electricidad promedio generada por dicha batería.

Invierno: 185 * 1,5 = 278 Wh. Verano: 185 * 3,5 = 648 Wh.

Pros y contras de los paneles solares

Sí, el uso de paneles solares puede parecer una solución bastante racional cuando necesitas abastecerte de electricidad y calor:

1. Hay muchas empresas en el mercado ahora que están listas para proporcionarle baterías de calidad.
2. A pesar del precio, los paneles fotovoltaicos pueden amortizarse en 2 o 3 años.
3. Garantía de potencia: 12 (más del 90%) y 25 años (más del 80%).
4. Mantenimiento mínimo.

Pero no te olvides de los contras, que también tienen cabida:

1. Baja eficiencia en días nublados.
2. La necesidad de áreas bastante grandes para acomodar los paneles para que puedan generar suficiente energía.
3. Para almacenar energía, se necesitan baterías especiales.

Conclusión

Yo mismo siempre he querido cambiar a fuentes de energía alternativas y, con la llegada de los paneles solares en Ucrania, me di cuenta de que era hora de poner en práctica mis planes. El único problema que observo ahora es una pequeña cantidad de radiación solar en el invierno. ¡Pero eso no me detiene! Creo que ella puede ser tratada al final. Realmente creo que los paneles solares pueden proporcionar la cantidad necesaria de electricidad para mantener una forma de vida normal, lo que significa que en un futuro cercano pueden ser una excelente manera de generar energía para la persona promedio.

13.02.2017

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Ejemplo de cálculo

Datos iniciales (opcional):

• Un televisor con una potencia de Pa = 100 W funciona t = 5 horas al día y 7 días a la semana.
• Dispositivos de iluminación con una potencia total de Pa = 1000 W, t = 6 horas al día y 7 días a la semana.
• Iluminación del panel solar: T - 5,5 horas por día (latitud de Moscú, verano).
• Eficiencia del inversor - 0,9.
• Características de una batería: Ca - 225 A / h, Ua - 12 V.
• El nivel de descarga de la batería es 0,7.

Con una potencia total de dispositivos de 1100 W, el consumo de energía diario promedio será Wn = 45.500 kWh por semana o Wc = 6.500 kWh por día. Para un cálculo preciso, es necesario tener en cuenta la probabilidad de uso simultáneo de dispositivos, cargas máximas y reactivas, o distribución de carga durante el día.

Sobre la base de la potencia total del consumidor de 1,1 kW, seleccionamos un inversor con una potencia de 2 kW (con perspectiva de crecimiento y compensación de cargas no contabilizadas). Voltaje de entrada del inversor Uinv - 24 V.

Carga de corriente diaria completa en el inversor en A * h, teniendo en cuenta la eficiencia del inversor: Wc / eficiencia * Uinv \u003d 6500 / 0.9 * 24 \u003d 297.91 A * h.

Este valor es importante para determinar el número de baterías, la corriente de carga y, en definitiva, la fiabilidad del sistema.

En nuestro caso:

• La carga actual se duplica para proporcionar una fuente de alimentación de dos días.
• Tenemos en cuenta la profundidad de descarga permitida de la batería 0.7.
• Obtenemos la carga de corriente total: 297.91 * 2 * 0.7 \u003d 851.19 A * h.

Teniendo en cuenta las características de una batería Ca ​​= 225 Ah, obtenemos el número de bloques de batería para una tensión de 24 V (tensión del inversor) 851,19/225 = 3,78. Redondea a 4. Para obtener Ua (12 V) para una batería, conectamos dos baterías en serie en un bloque. En total se obtienen 4 bloques conectados en paralelo, formados por dos baterías cada uno. Hay 8 baterías en total.

Además de la carga del consumidor, es necesario agregar una carga que tenga en cuenta la recarga de las baterías. Es el 10% de la potencia total del módulo de batería (8*225*12) = 21600 Wh*10% = 216 Wh. El consumo medio diario total será - 6500 + 216 = 6716 Wh.

Para dotar de energía al sistema, la batería solar debe generar la demanda eléctrica media diaria (6716 Wh) durante el tiempo de iluminación (T = 5,5 horas). Por tanto, un bloque de módulos solares (con una tensión de salida de 24 V y una potencia de 200 W cada uno) debe constar de 6 módulos (6716 / 5,5 * 200 = 6,10).

Latitud y longitud profundidad del problema

Imagina que eres un científico. Te encuentras con un artículo interesante, pero los resultados/experimentos no se pueden replicar en un laboratorio. Es lógico escribir sobre esto a los autores del artículo original, pedir consejo y hacer preguntas aclaratorias. Según la encuesta, ¡menos del 20% lo ha hecho alguna vez en su carrera científica!

Los autores del estudio señalan que tal vez tales contactos y conversaciones sean demasiado difíciles para los propios científicos, porque revelan su incompetencia e inconsistencia en ciertos temas o revelan demasiados detalles del proyecto actual.

Además, una minoría absoluta de científicos intentó publicar refutaciones de resultados irreproducibles, mientras encontraba la oposición de editores y revisores que exigían que se restara importancia a la comparación con el estudio original. ¿Es de extrañar que la probabilidad de informar resultados científicos no reproducibles sea de alrededor del 50 %?

Primera pregunta: ¿Ha intentado reproducir los resultados del experimento?

Segunda pregunta: ¿Ha intentado publicar su intento de reproducir los resultados?

¿Tal vez valga la pena entonces dentro del laboratorio al menos para realizar una prueba de reproducibilidad? Lo más triste es que un tercio de los encuestados NUNCA siquiera pensó en crear métodos para verificar la reproducibilidad de los datos. Solo el 40% indicó que usa regularmente tales técnicas.

Pregunta: ¿Alguna vez ha desarrollado técnicas/procesos tecnológicos especiales para mejorar la reproducibilidad de los resultados?

En otro ejemplo, una bioquímica del Reino Unido, que no quiso ser identificada, dice que tratar de replicar el trabajo para su proyecto de laboratorio simplemente duplica el tiempo y el dinero, sin agregar nada nuevo al trabajo. Los controles adicionales se llevan a cabo solo para proyectos innovadores y resultados inusuales.

Y, por supuesto, las antiguas preguntas rusas que comenzaron a torturar a los colegas extranjeros: ¿quién tiene la culpa y qué hacer?

Determinación de pérdidas eléctricas en el sistema doméstico

Kpot tiene en cuenta el valor de estas pérdidas. Estas pérdidas pueden ser:

1. Alambres. El valor es 1%.
2. . Van del 3 al 7%.
3. Diodos de derivación (0,5%).
4. La propia batería a muy baja radiación solar (1-3%).

también pueden producirse pérdidas de potencia debido al fuerte calentamiento del módulo
(hacen 4-8%) y por la presencia de suciedad en los paneles solares o su oscurecimiento (1-3%).

Un sistema eléctrico autónomo para una vivienda se considera óptimo si las pérdidas totales no superan el 15%. Luego, el período de recuperación se reduce y las baterías acumulan más corriente. kpot
es 0,85. Sin embargo, un equipo de mala calidad o una elección analfabeta de componentes puede provocar pérdidas del 30 por ciento. kpot
ya será 0.7.

Batería solar LG 315 N1C-G4 NeON2

Ya del mismo nombre de este módulo solar de la empresa surcoreana LG se deduce que la potencia declarada de este módulo es de 315 vatios.

Es muy importante para LG ingresar al mercado de las fuentes de energía alternativa no solo como uno de los fabricantes, sino como uno de los principales fabricantes de sistemas fotovoltaicos.

Por lo tanto, el aseguramiento de la calidad del producto es una de las principales prioridades de la empresa. Los paneles solares se diseñan y fabrican utilizando los procesos tecnológicos más avanzados.

Y es que los fotoconversores que componen esta batería solar están fabricados con la máxima calidad y eficiencia.

Las celdas están hechas sobre la base de silicio monocristalino utilizando una tecnología bilateral especial. Debido a sus cualidades, estas celdas son capaces de transmitir la luz solar que, reflejada en un revestimiento especial en la parte posterior de la celda, contribuye a aumentar la generación de corriente eléctrica. Es decir, cada celda puede generar corriente eléctrica en ambos lados, aumentando así la potencia del módulo.

Módulo LG 315 N1C-G4 NeON2. Lado delantero

Antes de montar el módulo, cada placa se somete al más riguroso control para el estricto cumplimiento de las dimensiones (precisión al micrómetro) y detección de posibles daños mecánicos. Después de la verificación, las celdas seleccionadas pasan a la siguiente etapa de preparación. Para minimizar el reflejo de la luz solar, las células se someten a un paso de grabado húmedo alcalino. Las celdas en la parte frontal están laminadas con un revestimiento de tres capas de EVA (etileno acetato de vinilo) y una película reflectante especial en la parte posterior.

Módulo LG 315 N1C-G4 NeON2. Trasero

Luego, el módulo ensamblado se encapsula para proteger las celdas de la penetración de la humedad y luego se cubre con vidrio antirreflectante a prueba de golpes de 3 mm. El marco del módulo está fabricado en perfil de aluminio anodizado. En la parte trasera, se instala una caja de conexiones multifuncional con diodos de derivación.

Caja de conexiones multifuncional

Gracias a esta tecnología de fabricación, los módulos LG NeON 2 tienen un característico color negro, lo que los hace atractivos desde el punto de vista estético.

Potencia nominal 315 vatios.
Eficiencia 19,2%
tipo N
Dimensiones (LxAxP) 1640x1000x40 mm
Peso 17,0 ± 0,5 kg
Tipo de conectores MS-4
Clase de protección IP67
El costo del módulo es de 30,000 rublos.

Cálculo de paneles solares.

La potencia requerida de los paneles solares se calcula de acuerdo con el clima de la zona y la intensidad de la radiación en las diferentes épocas del año. De gran importancia en los cálculos son los ángulos de inclinación horizontal y vertical. Este indicador es especialmente importante si el sistema solar funcionará durante todo el año. De esto también dependerá la ubicación del equipo. Si el ángulo de inclinación no requiere ajuste, los paneles se pueden colocar directamente en el techo del edificio.

El evento más responsable es el cálculo de los paneles solares, el número de módulos y su eficiencia. Los datos se toman del mejor y peor mes en términos de eficiencia energética. Para los cálculos de insolación estándar se selecciona un área de 1 m2, y para determinar la potencia nominal se requiere una temperatura de 25°C, con un flujo luminoso estándar de 1 kW/m2.

La determinación del rendimiento de la batería solar durante el mes se realiza según la siguiente fórmula: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Sus variables corresponden a los siguientes indicadores:

• Esb es la cantidad de energía generada por la batería.
• Eins es el resultado de una insolación mensual de 1 m2.
• η - el valor de la eficiencia general en la transferencia de corriente a través de los conductores.
• Psb - potencia nominal del panel solar.
• Rins: el poder de insolación más alto de 1 m2 de la superficie de la Tierra.

Al calcular, es necesario usar unidades que sean iguales para todos los indicadores. Por regla general, se trata de julios o kilovatios-hora. Al calcular la insolación mensual, puede determinar fácilmente la potencia nominal del panel solar necesaria para generar la cantidad mensual de electricidad: Psb = Rins x Esb / (Eins x η).

Cabe señalar que el voltaje de salida del panel solar será un 15-40% más alto que el voltaje de la batería. Cuando se usan controladores baratos, esta diferencia invariablemente se desperdicia. Los modelos modernos más caros pueden reducir esta cifra al 2-5%.

La radiación solar tiene diferentes indicadores de potencia, dependiendo de la época del año y de un mes en particular. La potencia nominal del panel en sí permanece sin cambios, por lo que la elección correcta de su ubicación de instalación es de gran importancia. Usando las fórmulas anteriores, solo se puede determinar un número aproximado de módulos. Para obtener un valor exacto con el margen necesario, se toma el doble de paneles, ajustado por horario nocturno, días nublados, nevadas y otros factores que reducen la eficiencia del sistema.

La potencia de los paneles solares para una casa privada y su rendimiento dependen en gran medida de la elección correcta de la batería y el inversor.

Variedades de paneles solares. Qué buscar al calcular los parámetros operativos de la experiencia del usuario de una planta de energía solar.

Los paneles solares rara vez se consideran como la única fuente de electricidad, sin embargo, existe una conveniencia en su instalación. Entonces, en un clima despejado, un sistema autónomo debidamente calculado podrá proporcionar electricidad a los aparatos eléctricos conectados a él casi todo el día. Sin embargo, los paneles solares, las baterías y los dispositivos auxiliares bien empaquetados, incluso en un día nublado de invierno, reducirán significativamente el costo de pagar la electricidad por metro.

La organización correcta de los sistemas de suministro de energía autónomos basados ​​​​en paneles solares es toda una ciencia, pero según la experiencia de los usuarios de nuestro portal, podemos considerar los principios generales para su creación.

Características de los indicadores utilizados en la fórmula.

La cantidad de energía solar que cae sobre el techo y las paredes de una casa en una determinada región se puede medir durante diferentes períodos de tiempo. Meteorólogos (son los que miden este indicador) calcular la radiación solar anual, mensual y diaria por 1 kilómetro cuadrado. metro.
Si este indicador es anual, entonces su unidad de medida es kWh/(m²*año). En lugar de la palabra "año" puede haber las palabras "mes" y "día". Por ejemplo, un indicador de 5 kWh / (m² * día) significa que en 1 día 5 kW de energía solar caen en 1 metro cuadrado.

Cualquier indicador puede sustituirse en la fórmula anterior. Al mismo tiempo, cabe recordar que si se sustituye la energía solar anual, entonces el resultado del cálculo será la cantidad de electricidad que produce el panel en 1 año. Del mismo modo con los indicadores de otros períodos de tiempo. Lo más conveniente es calcular la producción mensual de energía eléctrica. Esto se debe a que la intensidad de la iluminación es diferente cada mes, y para generar, por ejemplo, 10 kW de electricidad, debe usar y también conectar la cantidad adecuada de baterías.

Aunque la expresión incluye 2 medidas, debe tratarse como una sola. Esto es porque muestra rendimiento del panel
. Sería más correcto utilizar la expresión ,
donde S es el área de las placas fotosensibles en metros cuadrados. M. Le permite determinar la eficiencia de los paneles solares, o mejor dicho, en qué parte del mundo puede girar 1 cuadrado. panel de medidores en energía eléctrica.

Por ejemplo, hay un panel monocristalino alemán SolarWorld 2015. Tiene una superficie de 1.995 metros cuadrados. medidor y potencia 320 watts. Su eficiencia es 320 / (1.000 * 1,995) * 100 = 16,04%. Por supuesto, para usar en la fórmula, no es necesario multiplicar la expresión por 100. Debe usar el número 0.1604.

Sin embargo, la segunda expresión no se usa porque el resultado es potencia 1 m2 medidores de panel
. Como saben, la batería rara vez tiene tal área. Esta cifra es mucho mayor. Por ejemplo, el producto anterior tiene una superficie de 1.995 m². Como resultado, el resultado final calculado por la fórmula debería multiplicarse por el área. Resultaría que en el numerador y denominador de la expresión habría S. Y si se divide S por S, resultará 1.

Ko se toma de una tabla especial, en la que un cierto coeficiente corresponde a un valor diferente del ángulo de inclinación y el ángulo de desviación de la dirección sur. Los fabricantes pueden proporcionar una tabla de este tipo. Además, siempre pueden dar consejos útiles, algunos de los cuales pueden estar relacionados con la elección de las baterías.