Berechnung einer Photovoltaikanlage. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Alle Photovoltaikanlagen (PV) können in zwei Typen unterteilt werden: autonome und an das Stromnetz angeschlossene. Stationen des zweiten Typs geben überschüssige Energie an das Netz ab, das als Reserve im Falle eines internen Energiemangels dient.

Ein autonomes System besteht im Allgemeinen aus einer Menge Solarmoduleplatziert auf der Tragkonstruktion oder auf dem Dach, Akkumulator (Batterie), Entladeregler - Batterieladung, Verbindungskabel. Wenn der Verbraucher eine Wechselspannung benötigt, wird diesem Bausatz ein Wechselrichter-Konverter von Gleichspannung auf Wechselspannung hinzugefügt.

Die Berechnung von FES bedeutet die Bestimmung der Nennleistung von Modulen, ihrer Anzahl, ihres Anschlussschemas; Wahl des Typs, der Betriebsbedingungen und der Batteriekapazität; Wechselrichter- und Lade-Entladeregler-Kapazitäten; Bestimmung von Parametern von Verbindungskabeln.

Zunächst muss die Gesamtleistung aller gleichzeitig angeschlossenen Verbraucher ermittelt werden. Die Leistung von jedem von ihnen wird in Watt gemessen und ist in den Produktdatenblättern angegeben. Hier kann bereits die Wechselrichterleistung gewählt werden, die mindestens das 1,25-fache der errechneten betragen sollte. Es ist zu beachten, dass ein so schlaues Gerät wie ein Kompressorkühlschrank zum Zeitpunkt der Markteinführung siebenmal mehr Strom verbraucht als das Typenschild. Der Nennbereich der Wechselrichter beträgt 7, 150, 300, 500, 800, 1500, 2500 W. Bei leistungsstarken Stationen (mehr als 5000 kW) wird die Stationsspannung mindestens 1 V gewählt, weil Bei höheren Leistungen arbeiten Wechselrichter besser mit höheren Eingangsspannungen.

Der nächste Schritt besteht darin, die Kapazität der Batterie zu bestimmen. Die Batteriekapazität wird aus dem Standardbereich von Kapazitäten ausgewählt, die auf die Seite gerundet sind, die größer als die berechnete ist. Und die berechnete Kapazität wird erhalten, indem einfach die Gesamtleistung der Verbraucher durch das Produkt der Batteriespannung durch den Wert der Entladungstiefe der Batterie in Bruchteilen dividiert wird.

Wenn beispielsweise die Gesamtleistung der Verbraucher 1000 Wh pro Tag beträgt und die zulässige Entladetiefe einer 12-V-Batterie 50 % beträgt, beträgt die berechnete Kapazität:

1000 / (12 * 0,5) = 167 Ah

Bei der Berechnung der Batteriekapazität in einem vollständig autonomen Modus muss das Vorhandensein von bewölkten Tagen in der Natur berücksichtigt werden, an denen die Batterie den Betrieb der Verbraucher sicherstellen muss.

Der letzte Schritt ist die Ermittlung der Gesamtleistung und der Anzahl der Solarmodule. Die Berechnung erfordert den Wert der Sonneneinstrahlung, der während des Betriebs der Station gemessen wird, wenn die Sonneneinstrahlung minimal ist. Bei ganzjähriger Nutzung ist dies der Dezember.

In der Rubrik "Meteorologie", solbat.narod.ru/meteo.htm, werden monatliche und jährliche Gesamtwerte der Sonneneinstrahlung für die Hauptregionen Russlands sowie mit Abstufungen nach unterschiedlichen Ausrichtungen der Lichtempfangsebene angegeben .

Nimmt man daraus den Wert der Sonneneinstrahlung für den uns interessierenden Zeitraum und dividiert ihn durch 1000, erhält man die sogenannte Zahl der Pikostunden, also die bedingte Zeit, in der die Sonne sozusagen mit an scheint Intensität von 1000 W / m².

Beispielsweise beträgt der Wert der Sonneneinstrahlung für den Breitengrad von Moskau und den Monat Juli 167 kWh / m² wenn der Standort in einem Winkel von 40 nach Süden ausgerichtet ist^о bis zum Horizont. Das bedeutet, dass die durchschnittliche Sonne im Juli 167 Stunden lang (5,5 Stunden pro Tag) mit einer Intensität von 1000 W/m² scheint², obwohl die maximale Beleuchtung am Mittag an einem Ort, der senkrecht zum Lichtstrom ausgerichtet ist, 700-750 W / m nicht überschreitet².

P-Modul_w während des ausgewählten Zeitraums wird die folgende Menge an Energie erzeugt:

W = kP_w E / 1000, wobei E der Sonneneinstrahlungswert für den ausgewählten Zeitraum ist, k ein Koeffizient von 0,5 im Sommer und 0,7 im Winter ist.

Sie (k) korrigiert die Verlustleistung von Solarzellen bei Erwärmung durch die Sonne und berücksichtigt auch den schrägen Einfall der Strahlen auf die Oberfläche der Module während des Tages.

Der Wertunterschied zwischen Winter und Sommer ist auf die geringere Erwärmung der Elemente im Winter zurückzuführen.

Anhand der Gesamtleistung der verbrauchten Energie und der obigen Formel lässt sich die Gesamtleistung der Module leicht errechnen. Und wenn wir es wissen, indem wir es einfach durch die Leistung eines Moduls dividieren, erhalten wir die Anzahl der Module.

Beim Erstellen eines FES wird dringend empfohlen, die Leistung der Verbraucher so weit wie möglich zu reduzieren. Verwenden Sie beispielsweise (wenn möglich) nur Leuchtstofflampen als Beleuchtung. Solche Lampen verbrauchen zwar 5-mal weniger, liefern jedoch einen Lichtstrom, der dem einer Glühlampe entspricht.

Für kleine FES ist es ratsam, ihre Module auf einer Schwenkhalterung zu installieren, um eine optimale Drehung relativ zu den einfallenden Strahlen zu erreichen. Dadurch wird die Kapazität der Station um 20-30 % erhöht.

Sammlung der häufigsten Missverständnisse

- die Solarbatterie selbst wird nicht aufgeladen, sondern lädt selbst die Batterie auf;
- Der Name „Solarbatterie“ bedeutet nicht, dass sie bei der gleichen Beleuchtung, unter der der solarbetriebene Taschenrechner noch arbeitet, die angegebene Leistung abgibt. Die angegebene Leistung bedeutet, dass die Solarbatterie unter Standardbedingungen (e = 1000 W / m 2 , m = 25 o s, am = 1,5), die in der Natur nicht vorkommen. Die Leistung der Batterie ist direkt proportional zur Beleuchtung. In der Realität weicht die erzeugte Leistung aufgrund der unterdurchschnittlichen Erwärmung der Module und der Beleuchtung sowie des schrägen Einfalls der Strahlen auf die Moduloberfläche vom Typenschild ab. Beispielsweise wird eine Station mit einer Leistung von 1000 Watt auf dem Breitengrad von Moskau im Juli etwa 70-75 kWh erzeugen und nicht 1000 Watt pro Stunde, wie viele Leute denken !!!
- Das nächste weit verbreitete Missverständnis ist, dass es unmöglich ist, sich durch die Installation einiger Module auf dem Balkon von Chubais unabhängig zu machen.
- Energieverbraucher wie Kühlschrank, Elektroherd, Bügeleisen, Glühlampen etc. sind sehr gefräßig und können mit diesen beiden Modulen nicht ernährt werden!
- Es ist natürlich möglich, eine Solarbatterie mit dem Licht eines Kronleuchters im Raum zu testen, nur die Parameter werden weit von der Wahrheit abweichen, genau wie die Beleuchtung, die der Kronleuchter durch Sonnenbeleuchtung erzeugt, d.h. zehn Mal!

Veröffentlichung: alternativeenergy.ru

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