يتكون نظام توليد الطاقة الشمسية من الألواح الشمسية وأجهزة التحكم بالشحن والعاكسات والبطاريات ؛ لا يشمل نظام توليد الطاقة الشمسية DC المحولات. من أجل تمكين نظام توليد الطاقة الشمسية من توفير طاقة كافية للحمل ، من الضروري اختيار مكونات مختلفة بشكل معقول وفقًا لقوة الأجهزة الكهربائية. يحتاج تصميم نظام الطاقة الشمسية إلى مراعاة العوامل التالية:
س 1. أين يتم استخدام نظام توليد الطاقة الشمسية؟ ما هو وضع الاشعاع الشمسي في المنطقة؟
س 2. ما هي قوة تحميل النظام؟
س 3. ما هو جهد الخرج للنظام ، DC أو AC؟
س 4. كم عدد الساعات التي يحتاجها النظام ليعمل كل يوم؟
س 5. في حالة الطقس الممطر دون ضوء الشمس ، كم عدد الأيام التي يحتاجها النظام لتزويد الطاقة بشكل مستمر؟
دع&يأخذ (تحميل) طاقة خرج تبلغ 100 واط واستخدمها لمدة 6 ساعات يوميًا كمثال لتقديم طريقة الحساب:
1. أولاً ، احسب عدد ساعات واط المستهلكة يوميًا (بما في ذلك فقد العاكس):
إذا كانت كفاءة التحويل للعاكس 90٪ ، عندما تكون طاقة الخرج 100W ، يجب أن تكون طاقة الإخراج الفعلية المطلوبة 100W / 90٪=111W ؛ إذا تم استخدامه لمدة 6 ساعات في اليوم ، يكون استهلاك الطاقة 111 وات * 6 ساعات=666 وات / ساعة ، أو 0.666 كيلو وات / ساعة من الكهرباء.
2. حساب الألواح الشمسية:
تم حسابها بناءً على وقت سطوع الشمس اليومي الفعال البالغ 5 ساعات ، ومع مراعاة كفاءة الشحن والخسارة أثناء عملية الشحن ، يجب أن تكون طاقة خرج الألواح الشمسية 666Wh ÷ 5h ÷ 70٪=190W. من بينها ، 70٪ هي الطاقة الفعلية التي تستخدمها الألواح الشمسية أثناء عملية الشحن.
3.
توليد الطاقة اليومي من وحدات 180 واط
180 × 0.7 × 5=567WH=0.63 درجة
1 ميغاواط من الطاقة اليومية=1000000 × 0.7 × 5=3500000=3500 درجة
مثال 2: تركيب مصباح بقدرة 10 وات ، الإضاءة لمدة 6 ساعات في اليوم ، 3 أيام ممطرة متتالية ، كيف تحسب الألواح الشمسية wp؟ وبطارية 12V آه؟
استهلاك الطاقة اليومي: 10W X 6H=60WH ،
حساب الألواح الشمسية:
افترض أن متوسط ساعات ذروة سطوع الشمس في موقع التثبيت الخاص بك هو 4 ساعات.
ثم: 60WH / 4 ساعات ،=15WP الألواح الشمسية.
ثم احسب خسارة الشحن والتفريغ والمكملات اليومية للوحة الشمسية:
15 واط / 0.6=25 واط ،
أي أن الألواح الشمسية 25 واط كافية.
ثم احسب البطارية.
60WH / 12V=5AH.
استخدم 12V5AH من الكهرباء كل يوم.
ثلاثة أيام هي 12V15AH.
يجب تصميم تكوين البطارية بحيث لا يتجاوز استهلاك الطاقة اليومي 20٪ ، أو لا يتجاوز استهلاك الطاقة 50٪ خلال الأيام الممطرة المستمرة. من أجل تحقيق أطول عمر للبطارية.
بهذه الطريقة نستنتج أن بطارية هذا النظام كافية لـ 26AH-30AH.
مثال 3: كم عدد الواط من الألواح الشمسية اللازمة لملء بطارية 12V45A في 6 ساعات؟
بطارية 12V45A هي 648 واط / ساعة (؟) إذا تم شحنها بالكامل في 6 ساعات ، فإن اللوحة الشمسية تحتاج نظريًا فقط إلى 108 واط ، لكن اللوحة الشمسية الفعلية تتأثر بعوامل مثل شدة أشعة الشمس ودرجة الحرارة والكفاءة الكلية من وحدة التحكم الكهروضوئية. يتم حساب الكفاءة الإجمالية للبطارية بمقدار 0.8. تحتاج إلى اختيار وحدة الخلايا الشمسية بقدرة 135 وات. بالمناسبة ، أفضل تيار شحن لبطارية الرصاص الحمضية هو 1/10 من سعة البطارية الحالية ، وهو 4.5A. سيؤدي تيار الشحن الزائد إلى تسريع لوحة البطارية. يؤثر الكبريت على عمر البطارية.
أبسط طريقة حسابية:
البطارية: 12V × 45A=540WH
طاقة الألواح الشمسية=540/6 / 0.8 (خسارة)=112.5W
مثال 4: كم عدد الساعات التي تستغرقها لوحتان شمسيتان بقوة 20 واط (36 قطعة) لشحن بطارية 12 فولت 17 أمبير؟ كم ساعة يستغرق شحن بطارية 12v4AH عادية بهاتين اللوحتين الشمسيتين؟
جهد العمل للألواح الشمسية 1.20W هو بشكل عام 17.2V ، والتيار هو 1.15A. إذا كانت اللوحة ذات نوعية جيدة ، فإن التيار المقاس عمومًا يكون 1.1A (لقد اختبرته).
2. بافتراض أن 6 ساعات من الضوء التي قلتها هي الفترة من الظهر إلى الظهيرة ، فيمكن حساب 4 ساعات من توليد الطاقة بالكامل ، مما يعني أن لوحين 20 واط يمكنهما توليد 2 * 1.1 * 4=8.8 أمبير في اليوم
3. بهذه الطريقة ، يمكن شحن بطارية 17AH بالكامل في يومين. بطارية 4AH هي نفسها تقريبًا خلال ساعتين.
أو إجمالي w الألواح الشمسية هو 20+5 = 25W
العدد الإجمالي للبطارية ث هو 12 فولت * 17 أمبير=204 واط
بدوام كامل هو 204/25=8 ساعات
بطارية 4A:
4A *12=48w
48 واط / 25 واط=1.92 ساعة
أو بسبب العلاقة غير الدقيقة بين شدة ضوء الشمس وسعة البطارية ، فإن الحسابات الاكتوارية غير ضرورية ومرهقة. تقدير،
تيار الخلايا الشمسية: 20/12=1.7A
وقت الشحن 1:17 / 1.7 * 1.5 ثابت الشحن=15 ساعة ،
وقت الشحن 2: 4 / 1.7 * 1.5 شحن ثابت=3.5 ساعة ،
في الواقع ، يمكنك شحن بطاريتين ولوحين شمسيين على التوازي ، نفس الشيء صحيح.
وقت الشحن 3: (17AH+4AH) / (1.7 * 2 قطعة) * 1.5 شحن ثابت = 9 ساعات ،
إذا كان ضوء الشمس في مكانك جيدًا ، فسيستمر لمدة يومين تقريبًا.
لا يوجد شيء يجب الانتباه إليه عند الشحن. إذا كان لديك مقياس متعدد ، فقم دائمًا بقياس الجهد عند طرفي البطارية أثناء الشحن ، ولا يتجاوز 14 فولت. تذكر ألا تقل عن 10.5 فولت عند التفريغ. يؤثر كل من الشحن الزائد والتفريغ الزائد على عمر البطارية.
مثال 5 بافتراض يومين ممطرين متتاليين ، تكون طاقة الحمل 40 وات ووقت الإضاءة 8 ساعات في اليوم. لتحقيق وقت الإضاءة أعلاه ، كم عدد واط من الألواح الشمسية وكم عدد واط من البطاريات اللازمة؟
أبسط خوارزمية رباعية.
أي ، قوة التحميل * 4 مرات ، والألواح الشمسية 160 واط مطلوبة.
إذا كنت تريد أن تكون أكثر دقة ، فإن&# 39 ؛ كالتالي:
قوة الحمل 40 واط.
40W * 8 ساعات / السقف *=320WH / 12V (جهد البطارية) == 27AH.
استخدم 12V27AH من الكهرباء كل يوم ،
من الأفضل الاحتفاظ بالبطارية في حدود 30٪ من سعة التفريغ يوميًا. لذلك نحن بحاجة إلى بطارية يمكن أن تكون 90AH12V بسهولة. في هذه الحالة ، يمكننا فقط اختيار 100AH ، لأنه يصعب شراء بطاريات 90AH ، الخلايا الشمسية. 40 واط * 8 ساعة=320 واط في الساعة.
320WH يزيل 20٪ من الفاقد في الدائرة وعملية تخزين الطاقة ، والطلب اليومي الفعلي هو 400WH.
إذا كان الوقت 4 ساعات يوميًا وفقًا لوقت سطوع الشمس القياسي ، يكون الحساب كما يلي:
400 واط / 4 ساعات=100 واط.
مثال 6 تحميل 2 50 واط جهد إدخال الحمل 24 فولت 3 أيام ممطرة متتالية ، تعمل 8 ساعات في اليوم
طلب نظام الألواح الشمسية وحسابات البطارية المطلوبة
1. لوحة شمسية 2 * 50 واط * 8 ساعات / 0.6 / 4 ساعات=340 واط (إجمالي استهلاك الطاقة / عامل استخدام النظام / وقت سطوع الشمس الفعال)
2. البطارية 2 * 50/24 * 8 * (3+1) /0.7=200AH (إجمالي التيار * وقت الاحتفاظ الذاتي / عامل الهامش)
(طاقة الألواح الشمسية=طاقة التحميل * وقت العمل / الخسارة 0.6 / متوسط الضوء الفعال)
(سعة البطارية=طاقة التحميل * وقت العمل * الطقس الممطر المستمر / جهد البطارية / معامل الشحن والتفريغ)
محسوبة بكمية الإشعاع الشمسي
توليد الطاقة السنوي (EP)=PAS * HA * K * 365 (يومًا)
PAS: سعة سلسلة البطارية الشمسية
HA: الإشعاع الشمسي التراكمي لموقع التركيب وظروف التركيب (kWh / m2 * day)
K: معامل تصميم المجموع (0.65 ～ 0.8 ≒ 0.7 درجة)
محسوبة من خلال استخدام النظام
توليد الطاقة السنوي=توليد الطاقة لقالب مجموعة الخلايا الشمسية * معدل استخدام النظام * 8760 (ساعة)
نسبة استخدام النظام=0.1 ～ 0.15 ≒ 0.12 درجة
مجموع الساعات في السنة=24 (ساعة) * 365 (يوم)=8760 ساعة.
يمكن استبدال الكهرباء المنزلية بتوليد الطاقة الشمسية ، والتي ستصبح أيضًا موضة عندما تحظى حماية البيئة بشعبية اليوم. يمكننا أن نوصي بأفضل حل لك بناءً على كمية الكهرباء التي يستخدمها منزلك وموقعك الجغرافي ومعلومات أخرى.
على الرغم من أن نظام توليد الطاقة الشمسية يتميز بالسلامة وحماية البيئة وخالي من التلوث ، إلا أن تكلفته مرتفعة للغاية ، لذلك يوصى عمومًا باستخدامه للإضاءة فقط.
حول حساب التكلفة التقريبي ، يمكنك الحساب وفقًا للطريقة البسيطة التالية لمعرفة كيفية ترتيب مقياس توليد الطاقة الشمسية.
1. بحساب إجمالي استهلاك الطاقة اليومي ، يجب أن يكون متوسط استهلاك الكهرباء المنزلي بين 5 درجات و 10 درجات في اليوم. يمكنك تقسيم إجمالي فاتورة الكهرباء الشهرية على سعر الوحدة ثم عدد الأيام.
2. يمكنك ببساطة تطبيق الصيغة 5000W (بافتراض 5 كيلوواط / ساعة من الكهرباء في اليوم) / 5 ساعات (متوسط وقت الإضاءة الفعلي في اليوم ، مختلف في مناطق مختلفة) /0.7 (الكفاءة الفعلية للألواح الشمسية) /0.9 (خسائر مختلفة )=1600 واط ، ثم بإضافة هامش 5٪ ، يكون 1700 واط تقريبًا.
3. الرقم أعلاه هو قوة النظام. حتى لو كان متوسط سعر الوحدة في النظام الحالي 60 يوانًا / وات (بما في ذلك جميع المواد والتركيبات) ، فإن إجمالي الاستثمار هو 1700 × 60=102000 ، أي أكثر من 100000. في الوقت الحالي ، يتم حساب سعر الكهرباء في معظم المناطق عند 0.6 يوان ، 102000 / 0.6=170.000 كيلو واط ساعة ، 5 كيلو واط ساعة يوميًا ، والتي يمكن استخدامها لمدة 90 عامًا.
4. من وجهة النظر المذكورة أعلاه ، من غير الواقعي أن تعتمد الأسر المنزلية فقط على الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء. الدول الأجنبية تتطور بشكل جيد للغاية بسبب الدعم الحكومي. يجب أيضًا أن نحصل على إعانات ، ويجب تخفيض التكلفة بشكل كبير ، حتى تتمكن الطاقة الشمسية من دخول منازل الناس حقًا.
يمكن أن يتكون نظام توليد الطاقة من الألواح الشمسية والبطاريات وأجهزة التحكم والمحولات. عندما تكون هناك أشعة الشمس خلال النهار ، يمكنك استخدام لوحة البطارية مع وحدة تحكم لشحن البطارية ، واستخدام البطارية لتشغيل الأجهزة الكهربائية في الليل.
في هذه الحالة ، يوصى باستخدام لوحة بطارية بقوة 80 وات وبطارية 12 فولت 20 أمبير (يتم شراؤها محليًا) وجهاز تحكم 12 فولت 5 أمبير وعاكس 300 وات. عندما تكون مشحونة بالكامل ، يمكن استخدامها لأربعة مصابيح 20 وات لأكثر من 5 ساعات ، وهو ما يكفي لمعظم الناس. إذا لم يكن ذلك كافيًا ، يمكنك إضافة لوحة واحدة أو أكثر.
هذا النوع من الأنظمة الصغيرة مناسب جدًا لنقص الطاقة أو مناطق الطاقة المنخفضة ، مثل مناطق الغابات أو المناطق الجبلية أو العمل الميداني (تربية النحل). التكلفة ليست عالية ، وهي مريحة للحمل. يمكن تعديل النظام وفقًا للاحتياجات ، والتي يمكن أن تلبي تمامًا استهلاك الكهرباء اليومي.