Стр.: 1
Надо войти или зарегистрироваться
  Сообщений: 7
15 февраля 2016 г.
#1
Добрый день.
Необходимо рассчитать систему на солнечных панелях для уличного освещения.
Мощность прожектора 10Вт, 12В. Режим работы круглогодичный, 17 часов в день.
Подскажите с чего начать? Какие есть теоретические выкладки.
Заранее благодарен.
Участник
Регистрация: 15.02.16 Сообщения: 4
15 февраля 2016 г.
На мой взгляд точно рассчитать  отталкиваясь от данных NASA (https://forum.solnechnye.ru/viewpost/380/) и аналогичных, практически невозможно. Особенно если учесть, что данные средние, а разброс минимальных и максимальных значений, который приведен на том же сайте NASA составляет десятки процентов. Т.е. все зависит от реальной погоды в конкретный год и в конкретном месте с учетом местных климатических условий.
Возможна только некоторая количественная оценка или практический опыт для данной местности.
Учитывая, что Вас интересует круглогодичное использование, грубая оценка, чтобы представлять порядок величин может быть следующая:
Нагрузка 10 Вт, работающая 17 часов требует средней генерации не менее 170 Вт*ч в сутки.
Берем инсоляцию в самый плохой месяц  декабрь - 1.21 kWh/m2/day. Умножаем эту величину на примерную эффективность солнечных элементов (17%).: 1.21 х 0.17 = 0.205. Т.е. средняя генерация электроэнергии с 1 кв. м солнечных элементов в декабре будет около 200 Вт*ч в сутки. Примерно столько Вам и нужно.
1 кв. м солнечных элементов примерно соответствует двум панелям мощностью по 100 Вт, см. 
солнечная батарея CHN100-36M Панель состоит из 36-ти элементов 125x125 мм, т.е.: 0.125м х 0.125м х 36 = 0.5625 кв.м. Две панели: 1.125 кв.м.
Это если я нигде не ошибся :). И еще раз - это только оценка!
Что касается аккумулятора, то он дожен обеспечивать работу нагрузки при длительной пасмурной погоде. Тут все зависиит от возможной длительности пасмурного периода. Допустим 7 дней. Тогда нужен запас энергии на 7 дней при расходе 170 Вт*ч в сутки:
170 Вт*ч х 7 = 1190 Вт*ч. Приблизтельно соответствует аккумулятору емкостью 100 А*ч при глубоком разряде.
Примерно так.
Еще можно посмотреть на данные, приведенные для средней генерации в описании стандартных решений, например здесь: 
Солнечная электростанция SM-350
Данные приведены для Москвы и Крыма, у Вас широта близка к Московской, так что можно примерно оценить по Москве.
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 870
16 февраля 2016 г.
Добавлю, что чисто теоретический расчет, приведенный выше, надо еще скорректировать с учетом типа используемого контроллера - MPPT или PWM. Мощность и соответственно КПД солнечных панелей приводится для точки наибольшей мощности, т.е. при напряжении около 17-18 В. При использовании PWM контроллера, в зависимости от степени разряженности аккумулятора, генерация будет меньше примерно на 10 - 30 %.
Подробнее здесь: Выбор контроллера заряда для солнечных батарей и здесь: MPPT контроллер заряда для солнечных батарей
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 870
16 февраля 2016 г.
Спасибо.
В таком случае какие данные по солнечной инсоляции лучше брать для расчетов:
Averaged Direct Normal Radiation или Averaged Insolation Incident On A Horizontal Surface?
Участник
Регистрация: 15.02.16 Сообщения: 4
Отредактировано 16 февраля 2016 г. alex
nikolajich, здравствуйте!

Продублирую мой ответ на аналогичный Ваш вопрос по электронной почте:
При работе 17-ть часов в сутки 1 прожектора мощностью 10Вт Вам понадобится:
 
1. солнечная батарея мощностью 250Вт
2. контроллер заряда
3. аккумуляторная батарея
или
4. провода, разъемы
 
Так же Вам может понадобиться DC/DC преобразователь, т.к. напряжение на аккумуляторной батареи в момент зарядки может превышать 15В.

Ход расчета srsolnechnye написал правильно. Однако необходимо внести некоторые уточнения...
В запросе по электронной почте Вы указали рабочий температурный диапазон оборудования "Температурный режим -40 ...+40."
Необходимо учесть и тип предлагаемого контроллера (MPPT), вернее выдаваемый им ток зарядки. В связи с этим, необходимо внести коррективы в емкость аккумуляторной батареи - 100Ач будет маловато. Поэтому я предложил Вам АКБ 150Ач или 200Ач.
Мною предложена солнечная батарея мощностью 250Вт, а не 200Вт по двум причинам:
1. Выработка СБ 200Вт будет только-только
2. В настоящее время СБ 250Вт дешевле, чем СБ 200Вт.

По Вашему второму вопросу: если Вы будете устанавливать панели горизонтально, то нужно ориентироваться по Averaged Insolation Incident On A Horizontal Surface . Так как такая установка, скорее всего, не планируется, то я бы ориетировался на Averaged Direct Normal Radiation - ее мы всегда и используем в своих расчетах.
Менеджер
Регистрация: 03.05.12 Сообщения: 240
16 февраля 2016 г.
Ни в коем случае не сомневаюсь в правильности подобранного вами оборудования, так и в вашей компетенции по данному вопросу.
Преследую цель детально разобраться (на сколько это возможно конечно) каким образом производятся расчеты, вникнуть во все возможные
нюансы. Поскольку в данном направлении деятельности являюсь новичком, очень большой поток разрозненной информации. Пытаюсь все как-то обобщить, пока не сложится целостное представление.
Участник
Регистрация: 15.02.16 Сообщения: 4
Отредактировано 16 февраля 2016 г. vsv
Здравствуйте, nikolajich!
Полностью согласен с тем, что Вам написал alex
Почему лучше использовать 
 Averaged Direct Normal Radiation:
Строго говоря все зависит от того как Вы разместите панель. 
Максимальная генерация возможна при перпендикулярном падении излучения на поверхность панели.
Т.к. общая минимальная генерация будет в зимний период при коротком световом дне и низком солнце, то панель естественно лучше размещать ближе к вертикали, чтобы угол установки был оптимален именно для зимы и при малой высоте солнца над горизонтом излучение падало на панель под углом близким к прямому, этому варианту точнее соответствует 
Averaged Direct Normal Radiation.
Если интересно, то здесь можно посмотреть азимут и высоту солнца над горизонтом для заданных координат и времени: http://planetcalc.ru/320/?lang uage_select=ru. 
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 870