- Форум /
- Общие вопросы /
- Расчет и выбор солнечной панели /
Стр.: 1
Надо войти или зарегистрироваться
|
Сообщений: 11
|
25 мая 2017 г.
#1
Доброго времени суток всем! Скажу сразу честно, на данный момент закпуать у вас солнечные панели не могу, т.к. нет финансов, но стоит задача, подумать над автономностью некой системы. Подобрать самый бюджет вариант, который сможет обеспечивать автономно некую систему и если все сложится хорошо, то будет и заказ возможно. Но, непосредственно к теме.
Итак есть некая автономная система. В сутки по нашим подсчетам она потребляет максимум 720Вт*ч. Хотелось бы обеспечить (как минимум попробовать) полностью автономное питание для нее с помощью солнечных панелей. Инвертор не нужен, поскольку все что есть у системы может работать с 12В. Затык стоит в том на сколько Ватт подобрать панель, чтобы эти условия выполнить.
Надеюсь ссылки на другие сайты не запрещены (в правилах вроде нет такого).
Во всем интернете формулы расчета везде одинаковые, где первоисточник сейчас понять сложно, однако во хорошая ссылка:
http://khd2.narod.ru/gratis/solbat.htm
Здесь есть 2 формулы по которым я и пытался считать. Дневная сумма инсоляции есть здесь:
http://net220.ru/poleznye_stati/solnechnaya_radiaciya_tablicy_insolyacii/
Я предполагаю что считаю я где=то неверно, но например, если взять дневную сумму солнечной радиации в декабре в Екатеринбурге (0,44 - вторая ссылка) и например взять панель 100Вт, то по первой формуле с первой ссылки, 0,44*0,1/1=0,044 кВт*ч или 44Вт*ч. Если я правильно понимаю то раз я брал за день, тогда и получаю 44Вт*ч за день. Тогда 44/24=1,83 Вт это будет мощность которую выдаст панель за час? Или все это считается все же по другому.
Итак есть некая автономная система. В сутки по нашим подсчетам она потребляет максимум 720Вт*ч. Хотелось бы обеспечить (как минимум попробовать) полностью автономное питание для нее с помощью солнечных панелей. Инвертор не нужен, поскольку все что есть у системы может работать с 12В. Затык стоит в том на сколько Ватт подобрать панель, чтобы эти условия выполнить.
Надеюсь ссылки на другие сайты не запрещены (в правилах вроде нет такого).
Во всем интернете формулы расчета везде одинаковые, где первоисточник сейчас понять сложно, однако во хорошая ссылка:
http://khd2.narod.ru/gratis/solbat.htm
Здесь есть 2 формулы по которым я и пытался считать. Дневная сумма инсоляции есть здесь:
http://net220.ru/poleznye_stati/solnechnaya_radiaciya_tablicy_insolyacii/
Я предполагаю что считаю я где=то неверно, но например, если взять дневную сумму солнечной радиации в декабре в Екатеринбурге (0,44 - вторая ссылка) и например взять панель 100Вт, то по первой формуле с первой ссылки, 0,44*0,1/1=0,044 кВт*ч или 44Вт*ч. Если я правильно понимаю то раз я брал за день, тогда и получаю 44Вт*ч за день. Тогда 44/24=1,83 Вт это будет мощность которую выдаст панель за час? Или все это считается все же по другому.
Отредактировано 25 мая 2017 г. srsolnechnye
player
Если я правильно понимаю то раз я брал за день, тогда и получаю 44Вт*ч за день. Тогда 44/24=1,83 Вт это будет мощность которую выдаст панель за час? Или все это считается все же по другому.
В принципе, Вы считаете правильно (без учета потерь), а что смущает? Не совсем понятно зачем Вам нужна мощность, которую выдает панель за час - это совсем условная величина, я бы остановился на суточной генерации.
Обращу ваше внимание на два момента:
1. Данные по инсоляции, которые Вы используете для Екатеринбурга в декабре (0.44 кВт*ч/м2), приведны для горизонтальной площадки, а это худший из всех возможных вариантов размещения панели зимой. Для зимы оптмальным является вертикальное или близкое к вертикальному расположение солнечной панели. Максимальная выработка энергии получается при падении солнечных лучей перпендикулярно плоскости панели.
2. Для груглогодичной автономной системы, при эксплуатации в сезон осень - зима целесообразно, кроме солнечных панелей, использовать генератор, т.к. в наших широтах очень велика разница между летней и зимней инсоляцией. Если Вы подберете мощность панелей необходимую для декабря это будет дорого и чрезмерно избыточно для периода весна - лето.
Недавно сам публиковал сообщение на тему расчета необходимой мощности, формулы аналогичные, посмотреть можно здесь: https://forum.solnechnye.ru/viewpost/432/#comment4144
А в этом сообщении: https://forum.solnechnye.ru/viewpost/324/#comment2868 есть ссылка на сайт NASA, где можно посмотреть значение инсоляции для любых заданных координат и краткое объяснение как пользоваться сайтом.
Отредактировано 26 мая 2017 г. srsolnechnye
Здравствуйте, srsolnechnye! Спасибо за ответ.
В данном случае именно поставлена задача посчитать возможно ли полностью обеспечить автономной энергией круглый год. Поэтому и считаю мощность за час, чтобы понять на сколько надо панель.Я правильно понимаю, что в таком случае если продолжать расчет то 720 я делю на 44 и получаю 16. Это будет количество 100Вт панелей (квадратов) нужных для автономного обеспечения? И если так, то в таком случае какие и сколько мне нужны аккумуляторы и контроллер заряда?
srsolnechnye
Не совсем понятно зачем Вам нужна мощность, которую выдает панель за час - это совсем условная величина, я бы остановился на суточной генерации.
srsolnechnye
2. Для груглогодичной автономной системы, при эксплуатации в сезон осень - зима целесообразно, кроме солнечных панелей, использовать генератор, т.к. в наших широтах очень велика разница между летней и зимней инсоляцией. Если Вы подберете мощность панелей необходимую для декабря это будет дорого и чрезмерно избыточно для периода весна - лето.
В данном случае именно поставлена задача посчитать возможно ли полностью обеспечить автономной энергией круглый год. Поэтому и считаю мощность за час, чтобы понять на сколько надо панель.Я правильно понимаю, что в таком случае если продолжать расчет то 720 я делю на 44 и получаю 16. Это будет количество 100Вт панелей (квадратов) нужных для автономного обеспечения? И если так, то в таком случае какие и сколько мне нужны аккумуляторы и контроллер заряда?
26 мая 2017 г.
Добрый вечер, player!
У Вас известно потребление в сутки - 720 Вт*ч и средняя инсоляция в сутки - 0.44 кВт*ч/м2 . Зачем считать в час непонятно, это чисто арифметическое упражнение. Но, в итоге Вы получаете правильный результат.
Я бы считал так:
Суммарная мощность панелей, которая Вам нужна - P(Вт), для обеспечения нагрузки - W(Вт*ч) в сутки, при средней инсоляции - I(Вт*ч/кв.м) в сутки:
P(Вт) = ( 1000(Вт/м2) х W(Вт*ч) ) / I(Вт*ч/м2) = (1000 Вт/м2 х 720 Вт*ч ) / 440 Вт*ч/м2 = 1636.4 Вт. Панелей мощностью 100 Вт, действительно, потребуется около 16 шт.: 1636 / 100 = 16.4 шт. Возможно, Вам проще считать на панели 100 Вт, но панели Вы можете использовать любой мощности.
Еще раз обращу Ваше внимание, что инсоляцию Вы берете заниженную, возможно, просто не нашли значения для более оптимального расположения солнечных батарей. Смотрите сайт NASA. При правильном расположении панелей инсоляция может быть в 1.5 - 2 раза выше, соответственно получится, что солнечных батарей понадобится меньше.
Важно! Суммарная мощность панелей и их количество, которое Вы определяете подобными рассчетами не могут гарантировано обеспечить необходимое потребление только за счет солнечных батарей. Значение инсоляции в сутки - средняя величина, в реальности в конкретный год возможны значительные отклонения в пределах 50-ти, а иногда и более процентов от среднего, как в большую, так, к сожалению, и в меньшую сторону. Значения отклонений от среднего, также можно посмотреть на сайте NASA. Строго говоря, учитывая погодные аномалии, необходимую генерацию можно рассчитать только с некоторой вероятностью.
Аккумуляторы нужны такие, чтобы их емкость обеспечивала питание аппаратуры с учетом возможногое количества пасмурных (условно без генерации) дней подряд. Посмотрите информационные материалы: Выбор аккумулятора для системы автономного или резервного питания.
Контроллер подбирается с учетом суммарной мощности солнечных батарей и напряжения системы. Подобрать, используя параметрический фильтр, можно здесь: Контроллеры заряда для солнечных батарей.
player, обстоятельства складываются так, что, возможно, до вторника (30.05.17) я не смогу отвечать на форуме. Если будут вопросы, пишите, но ответы до вторника не гарантированы.
player
В данном случае именно поставлена задача посчитать возможно ли полностью обеспечить автономной энергией круглый год. Поэтому и считаю мощность за час
Я бы считал так:
Суммарная мощность панелей, которая Вам нужна - P(Вт), для обеспечения нагрузки - W(Вт*ч) в сутки, при средней инсоляции - I(Вт*ч/кв.м) в сутки:
P(Вт) = ( 1000(Вт/м2) х W(Вт*ч) ) / I(Вт*ч/м2) = (1000 Вт/м2 х 720 Вт*ч ) / 440 Вт*ч/м2 = 1636.4 Вт. Панелей мощностью 100 Вт, действительно, потребуется около 16 шт.: 1636 / 100 = 16.4 шт. Возможно, Вам проще считать на панели 100 Вт, но панели Вы можете использовать любой мощности.
Еще раз обращу Ваше внимание, что инсоляцию Вы берете заниженную, возможно, просто не нашли значения для более оптимального расположения солнечных батарей. Смотрите сайт NASA. При правильном расположении панелей инсоляция может быть в 1.5 - 2 раза выше, соответственно получится, что солнечных батарей понадобится меньше.
Важно! Суммарная мощность панелей и их количество, которое Вы определяете подобными рассчетами не могут гарантировано обеспечить необходимое потребление только за счет солнечных батарей. Значение инсоляции в сутки - средняя величина, в реальности в конкретный год возможны значительные отклонения в пределах 50-ти, а иногда и более процентов от среднего, как в большую, так, к сожалению, и в меньшую сторону. Значения отклонений от среднего, также можно посмотреть на сайте NASA. Строго говоря, учитывая погодные аномалии, необходимую генерацию можно рассчитать только с некоторой вероятностью.
player
какие и сколько мне нужны аккумуляторы и контроллер заряда?
Контроллер подбирается с учетом суммарной мощности солнечных батарей и напряжения системы. Подобрать, используя параметрический фильтр, можно здесь: Контроллеры заряда для солнечных батарей.
player, обстоятельства складываются так, что, возможно, до вторника (30.05.17) я не смогу отвечать на форуме. Если будут вопросы, пишите, но ответы до вторника не гарантированы.
26 мая 2017 г.
srsolnechnye
Контроллер подбирается с учетом суммарной мощности солнечных батарей и напряжения системы. Подобрать, используя параметрический фильтр, можно здесь: Контроллеры заряда для солнечных батарей.
player, извините, сразу не сообразил. С подбором контроллера у Вас будут проблемы. Если вам нужна система на 12 В (напряжение аккумуляторов) то при мощности солнечных батарей более 1600 Вт нужен контроллер на очень большой ток, порядка 1600 Вт / 12 В ~ 140 А. Не знаю есть ли такие, на сайте самый мощный контроллер на 100 А. Если вы в фильтр выбора контроллера подставите напряжение АКБ 12 В и мощность панелей 1600 Вт, то результата не будет. В вашем случае можно использовать несколько контроллеров в параллель. Например, 1 контроллер на 8 панелей по 100 Вт.
Отредактировано 27 мая 2017 г. player
srsolnechnye
ще раз обращу Ваше внимание, что инсоляцию Вы берете заниженную, возможно, просто не нашли значения для более оптимального расположения солнечных батарей.
Я понимаю, но, еще раз говорю, что задача стоит именно в проверке возможности на 100% обеспечить при любых условиях автономность, поэтому соответственно я беру с запасом. Если брать инсоляцию при оптимальном наклоне, то там вроде бы в 1,5-2 раза меньше панелей нужно, это конечно меняет дело. 100Вт я взял для примера просто:) Большое спасибо за ответы и за совет по контроллеру, думаю так и сделаю! Вопросов пока вроде больше нет:)
UPD: посмотрел инсоляцию на сайте NASA, очень интересно, там в декабре в Екатеринбурге аж 1,13. Это на самом деле уже значительно меняет дело.
28 мая 2017 г.
В общем в итоге при инсоляции 1,13 у меня получилось что нужно 7 панелей по 100Вт. Плюс 1 аккумулятор:
https://www.solnechnye.ru/akkumulyatory/akkumulyatornaya-batareya-Delta-GX12-100.htm
И плюс 2 контроллера заряда:
https://www.solnechnye.ru/controllery-zaryada/MorningStar-TriStar-TS-45-45A-12-24-48V.htm
78 А я насчитал ток, у вас на сайте 80 и 100 дорогие. Если я правильно понял ваше предыдущее сообщение, то я могу взять эти 2 контроллера по 45 А и включить их в параллель?
https://www.solnechnye.ru/akkumulyatory/akkumulyatornaya-batareya-Delta-GX12-100.htm
И плюс 2 контроллера заряда:
https://www.solnechnye.ru/controllery-zaryada/MorningStar-TriStar-TS-45-45A-12-24-48V.htm
78 А я насчитал ток, у вас на сайте 80 и 100 дорогие. Если я правильно понял ваше предыдущее сообщение, то я могу взять эти 2 контроллера по 45 А и включить их в параллель?
Отредактировано 29 мая 2017 г. srsolnechnye
player
Плюс 1 аккумулятор:
https://www.solnechnye.ru/akkumulyatory/akkumulyatornaya-batareya-Delta-GX12-100.htm
https://www.solnechnye.ru/akkumulyatory/akkumulyatornaya-batareya-Delta-GX12-100.htm
Запас энергии в аккумуляторе до полного разряда (что не рекомендуется) 12В х 100А*ч = 1200 Вт*ч. При потреблении 720 Вт*ч в сутки не хватит даже на двое суток пасмурной погоды. У Вас более суток пасмурно не бывает?
Кроме того, при ваших мощностях солнечных батарей, в ясную погоду для АКБ 100 А*ч будет очень большой зарядный ток, значительно превышающий рекомендованные 0.2 С, т.е. 20 А.
player
И плюс 2 контроллера заряда:
https://www.solnechnye.ru/controllery-zaryada/MorningStar-TriStar-TS-45-45A-12-24-48V.htm
https://www.solnechnye.ru/controllery-zaryada/MorningStar-TriStar-TS-45-45A-12-24-48V.htm
player
В общем в итоге при инсоляции 1,13 у меня получилось что нужно 7 панелей по 100Вт.
Еще я бы рекомендовал не использовать нечетное количество панелей. Учитывая оценочность расчетов, округляйте до ближайшего четного - меньше будет проблемм с соединением панелей.
Отредактировано 29 мая 2017 г. player
srsolnechnye
Запас энергии в аккумуляторе до полного разряда (что не рекомендуется) 12В х 100А*ч = 1200 Вт*ч. При потреблении 720 Вт*ч в сутки не хватит даже на двое суток пасмурной погоды. У Вас более суток пасмурно не бывает?
Бывает. Но задача поставлено чтобы именно хватило на сутки, больше не надо. Пока идет только прикидка целесообразно ли все это. Поэтому так. Я понимаю что тут противоречие, вроде надо полностью на круглый год, но скажем так, мы допускаем что более суток пасмурно не бывает))
srsolnechnye
Не знаю откуда Вы взяли инсоляцию 1.13,
Это с сайта NASA.
srsolnechnye
Если нужна гарантированная генерация, то скорее всего не хватит. Отклонения от среднего значения инсоляции за преиод наблюдения 22 года составляют до 50 и более процентов, а 50 процентов в меньшую сторону # это в два раза. Т.е. если закладываться на плохой по инсоляции год (месяц), то мощности надо значительно увеличивать, а полной гарантии все равно не будет.
Да, это так, но мне в данном случае достаочно расчета по средней при этом с упоминаем что гарантированно этого вероятно не хватит.
srsolnechnye
Еще я бы рекомендовал не использовать нечетное количество панелей. Учитывая оценочность расчетов, округляйте до ближайшего четного - меньше будет проблемм с соединением панелей.
Спасибо!
srsolnechnye
Контроллеры этого типа не могут использовать 100% мощности солнечных батарей. Потери мощности составят до 30 %. При необходимых Вам мощностях рекомендуется использовать MPPT контроллеры.
Тогда наверно больше подойдет этот:
https://www.solnechnye.ru/controllery-zaryada/map-eco-dominator-MPPT-200-100A.htm
srsolnechnye
Кроме того, при ваших мощностях солнечных батарей, в ясную погоду для АКБ 100 А*ч будет очень большой зарядный ток, значительно превышающий рекомендованные 0.2 С, т.е. 20 А.
Да, это я не усмотрел. Но там у большинства максимальный 20 А. Как в таком случае быть? Соединяем несколько АКБ, например 2 аккумулятора по 55А*ч GX12-55? И я тут не очень понимаю тогда, а разве контроллер заряда не решает эту задачу?
29 мая 2017 г.
Добрый вечер, player!
DOMINATOR MPPT 200/100 подойдет, если суммарная мощность солнечных батарей будет до 1300 Вт. Вам подойдет любой MPPT контроллер, соответствующий по мощности планируемому массиву солнечных батарей. Для вашего случая есть еще одна причина использовать именно MPPT контроллер - у вас низковольтная сеть потребления на 12 В и в случае PWM контроллера, солнечные батареи пришлось бы коммутировать на 12 В, соответственно был бы большие токи и потери на проводах в цепи СБ - контроллер. При использовании MPPT контроллера солнечные батареи можно коммутировать на напряжение превышающее напряжение аккумуляторов, например 24 / 36 / 48 В, соответственно будут меньше потери мощности на проводах.
"у большинства 20 А, потому, что Вы смотрите на АКБ емкостью 100 А*ч
Практически для всех свинцово-кислотных АКБ рекомендованный предельный ток заряда в пределах 0.2 - 0.3 С (емкости). Если емкость 55 А*ч, то рекомендованный ток заряда будет не более 11 А. Два по 55 А*ч соединенные параллельно мало чем отличаются от одного на 100 А*ч (на 10 % отличаются).
Надо просто увеличивать емкость, как минимум брать два по 100 А*ч или один 200 А*ч, а лучше 3 по 100 А*ч.
Большинство контроллеров не ограничивают ток заряда, но есть контроллеры с этой функцией. Насколько я понимаю эта функция есть у контроллеров FLEXmax и, возможно, у моделей DOMINATOR, но тут у меня сомнения. Точно на скажу, я сам с этими контроллерами не работал, надо смотреть инструкции или консультироваться со специалистами.
DOMINATOR MPPT 200/100 подойдет, если суммарная мощность солнечных батарей будет до 1300 Вт. Вам подойдет любой MPPT контроллер, соответствующий по мощности планируемому массиву солнечных батарей. Для вашего случая есть еще одна причина использовать именно MPPT контроллер - у вас низковольтная сеть потребления на 12 В и в случае PWM контроллера, солнечные батареи пришлось бы коммутировать на 12 В, соответственно был бы большие токи и потери на проводах в цепи СБ - контроллер. При использовании MPPT контроллера солнечные батареи можно коммутировать на напряжение превышающее напряжение аккумуляторов, например 24 / 36 / 48 В, соответственно будут меньше потери мощности на проводах.
player
Но там у большинства максимальный 20 А. Как в таком случае быть? Соединяем несколько АКБ, например 2 аккумулятора по 55А*ч GX12-55?
Практически для всех свинцово-кислотных АКБ рекомендованный предельный ток заряда в пределах 0.2 - 0.3 С (емкости). Если емкость 55 А*ч, то рекомендованный ток заряда будет не более 11 А. Два по 55 А*ч соединенные параллельно мало чем отличаются от одного на 100 А*ч (на 10 % отличаются).
Надо просто увеличивать емкость, как минимум брать два по 100 А*ч или один 200 А*ч, а лучше 3 по 100 А*ч.
Большинство контроллеров не ограничивают ток заряда, но есть контроллеры с этой функцией. Насколько я понимаю эта функция есть у контроллеров FLEXmax и, возможно, у моделей DOMINATOR, но тут у меня сомнения. Точно на скажу, я сам с этими контроллерами не работал, надо смотреть инструкции или консультироваться со специалистами.