Эта статья была обновлена ​​автором в феврале 2016 года. Оригинальная версия этой статьи появилась в выпуске PBO летом 2011 года и была перепечатана в Руководстве по основному обслуживанию летом 2012 года. В феврале 2016 года достаточно данных, ссылок и источников изменился, чтобы сделать его достойным обновления.

Хранение аккумуляторов является постоянной проблемой для владельцев лодок. Достаточно ли время от времени запускать двигатель и мириться с огромной неэффективностью, влияющей на долговременную работу двигателя и рычать от ваших соседей, или вы должны использовать независимые средства зарядки аккумулятора, такие как ветрогенератор или солнечная батарея? панель?

Солнечные панели становятся все более популярным вариантом, причем не только в Средиземном море, но и на побережье Великобритании, поскольку цена снижается. Но их выбор может показаться чем-то вроде черного искусства: в конце концов, как вы можете предсказать, сколько солнца вы собираетесь получить в течение сезона или сколько энергии будет излучать ваша панель, если она не совсем совпадает с солнцем? Но при условии, что вы принимаете статистический подход с использованием установленных баз данных, тогда прогнозирование будет проще, чем вы думаете.

Сколько энергии мне нужно?
Первый шаг - определить требования к мощности вашей лодки. Все, что вам нужно сделать, это сложить всю энергию в ватт-часах, используемую каждым устройством на вашей лодке, таким как холодильник, освещение, компьютеры и так далее. Энергия - это мощность, накопленная во времени, поэтому, если мощность измеряется в ваттах, энергия равна ватт-часам. У большинства этих устройств будет значок, который сообщит вам, каковы требования к питанию в ваттах, поэтому вы просто умножаете это число на количество часов в день, когда устройство фактически работает. Делая свои оценки, помните, что холодильник будет работать больше, когда солнце не светит, а температура поднимается.

Как только вы определите свои энергетические требования, я предлагаю вам добавить хороший запас для расширения и ошибок - не менее 10%. В конце этой статьи есть рабочий пример.

Затем вам нужно решить, насколько это требование должно быть выполнено солнечными батареями. Мы отправляем нашу лодку Moody 33 Aderyn Glas в течение всего летнего сезона с нашей базы в Превезе, Греция, поэтому наши требования, в основном, соответствуют требованиям моряков-лайнеров - мы хотим, чтобы панели были в состоянии удовлетворить большинство наших потребностей в электроэнергии и не позволять нам разрушить спокойствие тихой стоянки, запустив двигатель только для зарядки, в то время как моряки выходного дня могут довольствоваться небольшой панелью, достаточной для подзарядки в течение недели энергии, используемой во время дневного плавания.

Правильный баланс очень важен, особенно если вы хотите установить достаточно солнечных панелей, чтобы более или менее удовлетворить ваши потребности в электроэнергии. Для этого вам нужно будет рассчитать, сколько энергии вы можете разумно ожидать от своих панелей в течение 24 часов - больше этого позже - и убедиться, что панели достаточно мощные, чтобы обеспечить ваши полные требования по питанию в дневное время, плюс иметь достаточно способность заряжать аккумулятор на сумму, разряженную за ночь. Если вы недооцените это, вам в конечном итоге придется запускать двигатель, чтобы периодически заряжать батареи; переоценка и регулятор солнечной панели будет выбрасывать энергию. Но получите ли вы указанную мощность от вашей панели? Если панель 100 Вт, вы получите 100 Вт? Панели оцениваются как электрическая мощность, произведенная при определенных строгих условиях испытаний, а именно: солнечное излучение (называемое: инсоляция) 1000 Вт / м2 ^ 2 при 25 ° С и атмосфера особой ясности. Получаем ли мы когда-нибудь эти условия на практике? Что ж, да, но жизнь никогда не бывает такой простой, и позже я объясню, как оценить реальную инсоляцию в течение дня в выбранном вами месте.

Какую панель мне следует установить?
Этот вопрос является чем-то вроде красной селедки - на самом деле вопрос должен быть «Сколько места у меня есть?»

В настоящее время существует целая таксономия солнечных панелей, включающая три поколения и различные виды в каждом поколении. Академическая задача состоит в том, чтобы сделать панели, более экологичные, как для изготовления, так и для утилизации, а также снизить стоимость ватта. Но это привело к гораздо более низкой эффективности преобразования (количество электроэнергии, которое вы получаете на ватт солнечной энергии), что бесполезно для моряков с небольшой площадью, доступной для монтажа панелей. В связи с этим давайте исключим из этого обсуждения органические панели третьего поколения, однако заслуживают похвалы мотивы их разработки. Аналогичным образом, панели Amorphous второго поколения, на мой взгляд, мало что могут порекомендовать: хотя они дешевле производить стоимость ватта к тому времени, когда они сидят на полке в магазине, в два-три раза больше, чем стоимость ватта кристаллические панели первого поколения. Их единственным очевидным преимуществом является их терпимость к затенению. Итак, вернемся к первому поколению: кристаллические панели бывают моно- или поликристаллическими, но они лишь незначительно отличаются по стоимости на ватт и эффективности.

В смесь добавлен аспект гибкости, гибкие панели требуют немного умного производства, и это передается по более высоким ценам. Если вы хотите немного подробнее рассказать о трех поколениях панели, прочитайте мою статью в PBO, январь 2015 г., которую можно получить в службе перепечатки. Значит ли это, что отправной точкой по умолчанию для любой установки является жесткая кристаллическая панель? Короче говоря: да!
Каковы затраты? Это быстрый опрос, проведенный в ноябре 2015 года среди небольшого числа уважаемых поставщиков. Когда я это сделал, на меня выпали две вещи: во-первых, если вы используете панели, предназначенные для бытовых установок на солнечной энергии, их стоимость действительно низкая, ниже £ 1 / ватт, так что было бы целесообразно оснастить их вашей яхтой, и если рамы в конечном итоге получат коррозия раньше, чем вы могли бы надеяться, что вы можете позволить себе бросить их и заменить их. Их выходное напряжение обычно составляет около 30 В, поэтому вам нужен регулятор, который будет обрабатывать это напряжение, но я буду серьезно рассматривать их как замену, когда они мне в конечном итоге понадобятся. Во-вторых, в целом я был удивлен тем, насколько снизилась стоимость панелей с тех пор, как оригинал этой статьи был опубликован в PBO Summer 2011, и насколько велик выбор производителя в настоящее время. Вот несколько указателей, но не торопитесь, и вы, вероятно, сможете побить эти цифры. Таблица отсортирована по £ / Вт.

Пожалуйста, не пишите о показателях низкой эффективности, я знаю, что панели будут давать лучше, чем это (на самом деле я знаю, что панели будут достигать своей номинальной выходной мощности при правильных условиях, поэтому эффективность представляет только академический интерес), но если вам нужны подробности Эффективность панельных технологий и то, как они улучшились, можно увидеть на действительно интересной диаграмме Национальной лаборатории возобновляемой энергии США: http://energyinformative.org/wp-content/uploads/2013/08/efficiency_chart.jpg
Итак, вы понимаете, что я имею в виду, когда я говорю, что вопрос заключается в том, сколько места у вас есть, по умолчанию должна быть кристаллическая панель, потому что она имеет лучший ватт на единицу площади в сочетании с ценой за ватт, и нам нужно только отклониться от этого простое решение первого поколения, если важны другие факторы. Аморфные панели требуют в четыре раза больше площади на ватт, чем кристаллические, и стоят примерно вдвое дороже на ватт, а при гибкости стоимость возрастает по экспоненте.

Типы панелей:

Аморфные панели изготавливаются путем нанесения кремния на подложку. Этот процесс является дешевым и позволяет относительно легко изготавливать гибкие панели, но для выработки большой мощности необходимы большие площади. Это эффективно повышает цену. Тем не менее, аморфные панели устойчивы к низким уровням освещенности, поэтому может быть хорошим выбором.

Поликристаллические (или мультикристаллические) панели используют маленькие кусочки кремния, сплавленные вместе, благодаря чему панели выглядят так, как будто они сделаны из металлических чешуек. Они хорошо работают при беспрепятственном солнечном свете, но если даже один из кремниевых элементов затенен, другие пытаются подать на него энергию, что значительно снижает общую эффективность панели. Обычно доступны полугибкие панели, которые обладают достаточной кривизной, чтобы соответствовать, например, каретной крыше.

Монокристаллические панели панели используют большие отдельные кусочки кремния для каждой ячейки. Сейчас они, как правило, являются самым дешевым решением и точкой по умолчанию, с которой следует начинать планирование установки. Полужесткие панели доступны, но редки из-за хрупкости монокристаллов. Они так же подвержены влиянию тени, как и поликристаллические панели.

Где я должен положить свои панели?
Если вы просто устанавливаете небольшую панель для заправки батарей на причале, купите дешевую жесткую панель и найдите места на своей лодке, где вы можете наклонить ее, чтобы ловить солнечные лучи большую часть дня. Мы делаем это зимой в Греции, где привязываем старую аморфную панель мощностью 15 Вт к крыше, и она хорошо работает для нас. Это не тяжело, и кристаллическая панель будет меньше и, следовательно, легче. Выберите место, которое не затенено в течение большей части дня, и эта техника должна хорошо служить вам. Делай суммы. Я слышал о людях, чьи батареи были повреждены из-за постоянной высокой мощности, подаваемой на уже заряженную батарею даже через регулятор. Мое эмпирическое правило для струйной зарядки - это мощность панели около 10% от заявленных ампер-часов батареи, но чьи-либо предположения столь же хороши.

Если вы проводите больше времени на борту и хотите получить максимальную отдачу от своих панелей, моно- или поликристаллические панели будут давать больше энергии из одного и того же пространства - мы заменили наш банк аморфных панелей мощностью 75 Вт на монокристаллические панели мощностью 200 Вт в той же области. Но чем выше эффективность, тем выше чувствительность к плохим условиям монтажа, поэтому, если вы хотите получить лучшее от своих панелей, вы должны сделать все возможное, чтобы они не были затенены, а также чтобы они были наклонены как можно ближе к прямому углу солнца. насколько это возможно. По этой причине liveaboards обычно устанавливают свои на порталы на корме или на канале.

Aderyn Glas оснащен двумя монокристаллическими панелями, которые рассчитаны на 100 Вт за штуку - они занимают то же пространство, которое ранее занимали аморфные панели, которые могли собирать только 75 Вт между ними

Указание вашей системы
После того, как вы поделили энергию в ватт-часах, вы должны будете обеспечить охлаждение пива и зарядку планшета, предоставив достаточно запасных частей для педикюрного набора и фена для вашей команды, и осмотрели вашу лодку, чтобы найти подходящее место для установки, которое Рядом с аккумуляторной батареей, но абсолютно без тени, у вас фактически есть набор критериев, которым вы бы хотели соответствовать. Теперь пришло время взглянуть на ограничения технологии и увидеть, насколько близко вы можете достичь требуемой производительности.

Собственные потери
Позвольте мне еще раз вернуться к этому: отношения между номинальной мощностью солнечной панели и тем, что вы действительно получаете. Когда производитель указывает, например, 100 Вт для панели, это ожидаемая мощность в условиях испытаний. Условиями испытаний являются инсоляция 1000 Вт на квадратный метр при 25 ° C.
Таким образом, если вы получите солнечный день, который утеплит вашу панель мощностью 100 Вт при 1 кВт / м2 ^ 2, то у вас будет возможность получить мощность 100 Вт в течение короткого времени около солнечного полдня. Но энергия в течение 24 часов будет ниже этого из-за склонения солнца в течение дня. Это может быть частично исправлено с помощью панели слежения, но когда солнце падает, свет должен проходить под более наклонным углом через атмосферу, что приводит к потере мощности. На инсоляцию также будут влиять ваша широта и любая форма затенения или рассеяния от атмосферной пыли, тумана или облаков.

Другая важная внутренняя потеря заключается в том, что тепло снижает выход панели примерно на 5% на каждые 10 ° C повышения температуры, превышающего 25 ° C. По этой причине вполне возможно получить более высокую мощность от солнечной панели в более холодных северных широтах, чем на экваторе! Другие потери панели, о которых вы должны знать:

• Существует допустимое отклонение номинальной стоимости. Я видел цифры +/- 3% от одного производителя и + 5% от другого (что, конечно, хорошо).
• В течение жизни выходной сигнал панели будет затухать. Кристаллическая панель потеряет около 10% через 10 лет.

Другие системные потери
Кабели
Потери в кабелях пропорциональны квадрату тока. Уравнение P = R * I ^ 2, где I - ток в амперах, R - сопротивление в омах, а P - мощность в ваттах. Градиент напряжения от высокого напряжения на панелях к нижнему на регуляторе определяется сопротивлением кабеля и током (закон Ома), который, в свою очередь, определяется тем, насколько солнечно оно и требуемой мощностью, но сопротивление вопрос дизайна. Для минимизации потерь в кабеле (и предотвращения возможных проблем с перегревом кабеля) необходимы кабели с большим сердечником. Сопротивление также пропорционально длине кабеля, поэтому длинные кабели должны быть даже толще коротких.

затенение
Из всех возможных способов потери питания от панели это наиболее важный. На кристаллической панели даже полоса тени веревки может уничтожить огромное количество потенциальной выходной мощности. У нас были ситуации, когда тень от мачты нашего соседа в порту лишала нас большей части мощности, которую мы могли бы достичь, и нам даже приходилось перемещать наш прапорщик из-за кулис, потому что эта дрожащая тень отбрасывала выходную мощность. Почему это? Отдельные ячейки в кристаллической панели подключены таким образом, что ячейка, находящаяся в тени и не производящая, будет действовать как поглотитель энергии, производимой другими ячейками, к которой она подключена, в результате чего от панелей практически не уходит питание. в целом. Так что тени, которая покрывает, возможно, 10% панели, может быть достаточно, чтобы полностью обнулить ее вывод. Напротив, более дорогие аморфные панели потеряют, возможно, только 10% своей продукции, что, как я уже говорил, является их единственным преимуществом.

Максимальная мощность

Номинал производителя указан как наилучший из возможных выходных данных независимо от напряжения, необходимого для получения этого выхода. В качестве типичного примера вы можете найти панель мощностью 120 Вт с выходом 7,1 А при 16,9 В, что дает 120 Вт. Но чтобы использовать эту мощность, вы должны работать при напряжении 16,9 В. Есть регуляторы, которые делают это (см. Типы MPPT ниже), и они становятся более доступными для экономных моряков с течением времени. Когда я написал первую версию этой статьи в 2011 году, я рекомендовал, поскольку регуляторы MPPT были настолько дороги, что было бы лучше потратить деньги на панели немного большего размера, но с изменением цен на регуляторы и панели это не такой очевидный вариант. и теперь я бы предложил использовать регулятор MPPT, такой как Victron 75/15, который можно купить менее чем за 100 фунтов стерлингов, а не более старый тип ШИМ. ШИМ-регулятор должен работать при входе около 15 В, чтобы обеспечить требуемый выход 14,4 В, а при 15 В панель испытывает потери мощности по сравнению с точкой максимальной мощности, составляющей от 10% до 33%.

регулятор

Задача регулятора - выбросить энергию. Это делает это для того, чтобы мощность, передаваемая батареям или сервисам, была не слишком велика для них. Обычно это происходит путем управления количеством энергии, проходящей через него, чтобы удерживать выходное напряжение на некотором заранее определенном значении, таком как напряжение заряда поплавка 13,8 В. Значение мощности, которую он передает, зависит от тока, требуемого нагрузкой: сумма батарей, ламп, холодильника и т. Д., Которые отсасывают ток от панелей. Например, если холодильник включен, через регулятор будет поступать больше энергии, и он будет выделять меньше энергии в виде тепла.

Наиболее распространенные старые регуляторы используют систему широтно-импульсной модуляции (ШИМ), которая более эффективна, чем простое управление выходным напряжением. Устройства с отслеживанием точек максимальной мощности (MPPT) обеспечивают более полезную мощность благодаря поиску оптимального напряжения питания панели, и в последнее время стоимость этих устройств резко упала, и теперь они заслуживают серьезного рассмотрения. Я исследовал влияние подгонки одного из них на Адерин Глас, и мой отчет был опубликован в PBO в январе 2015 года.
Для солнечной панели регулятор является частью нагрузки - потребителя энергии - поэтому вход в регулятор является подходящим местом для измерения напряжения и тока, если вы хотите точно определить, сколько генерируется панелями.

Сколько энергии я действительно получаю от своей солнечной панели?
Если вы делаете суммы, неизбежные потери на новой панели, работающей при температуре 65 ° C, обычно составляют 40%. Таким образом, наша панель мощностью 100 Вт дает мощность всего 60 Вт, и это всего на несколько часов. Если вам действительно нужен каждый клочок энергии, вам нужно найти способ, чтобы сохранить панель прохладной, и вам нужно инвестировать в
MPPT регулятор. По мере старения панели ее производительность падает еще больше. Все немного удручает, не так ли?

Я должен сказать, однако, что в нашей конкретной установке на Aderyn Glas результат лучше, чем может предположить теория. Мы регулярно получаем более 10 А от наших панелей мощностью 200 Вт, и наше самое высокое зарегистрированное значение было 170 Вт, что говорит о том, что эти показатели потерь являются консервативными.

Кажется, что реальность такова, что при хорошо настроенной установке вы можете получить максимум 75% мощности, которую вы ожидаете от постоянно изолированной панели, работающей на номинальной мощности.

Эти полуэластичные солнечные панели были искусно встроены в водонепроницаемую крышу

Тщательно выбирайте свой сайт - эта панель на крыше будет затенена стрелой, что приведет к снижению ее производительности

Освещенность и инсоляция

Irradiance - сколько энергии достигает меня?

Солнце в 93 миллионах миль отсюда, дай или возьми. Пакеты энергии, называемые фотонами, покидают его и движутся со скоростью 186 000 миль в секунду, чтобы упасть на нас и обеспечить нас энергией. Если вы держите солнечную панель за пределами нашей атмосферы, она будет облучаться солнечным светом широкого спектра при 1370 Вт / м ^ 2; это называется инсоляцией.

Поскольку Земля наклонена вокруг своей оси, мы видим больше солнца летом, чем зимой; зимой он почти ползет над горизонтом, и поток фотонов должен проходить через гораздо более длинный атмосферный путь, чем летом над головой.

На рассвете и закате длина атмосферного пути примерно в 11 раз превышает длину пути в полдень

Длина атмосферной трассы также изменяется от рассвета до заката - на рассвете или закате она в 11 раз длиннее, чем в полдень. Чем длиннее длина пути, тем больше солнечной энергии теряется в результате атмосферного поглощения и рассеяния.

Широта является другим важным влияющим фактором. Если бы вы сидели на северном или южном полюсе, длина атмосферного пути была бы почти постоянно в 11 раз больше длины пути над человеком, сидящим на экваторе. Полезная математическая модель доступна Вот.

Свет должен путешествовать намного дальше через атмосферу, когда солнце находится на горизонте. Это чисто геометрический эффект; фактическая потеря энергии будет зависеть от чистоты атмосферы, но всегда есть некоторая потеря. (Этот график предполагает 100-километровую глубину атмосферы и двумерную геометрию).

Инсоляция - или может ли наклонная панель помочь мне поймать значительно больше энергии?
В солнечный полдень горизонтальная установка панелей будет настолько близка к панели на креплении трекинга, насколько это возможно. Однако, когда солнце садится, мощность быстро падает. На графике (ниже) показано, как изменяется яркость горизонтальной панели в процентах от яркости панели слежения.

Я установил панели на Aderyn Glas на наклонном креплении, чтобы я мог отслеживать солнце по высоте, но не по азимуту. Это компромисс: если вы путешествуете на определенной широте и можете наклонить свои панели до оптимального угла для своей широты и отследить солнце по азимуту с востока на запад, вы получите гораздо больше от своих панелей. Доступны подходящие крепления, такие как двухосное крепление Altazimuth, но может быть лучше потратить деньги на покупку больших панелей и выбор более скромного монтажа. Мы просто пытаемся разогнать Адерин Глас по азимуту, но, конечно, мы не всегда можем это сделать.

Адерин Глас со своими оригинальными аморфными солнечными батареями. Гора наклоняется вперед и назад, что позволяет нам отслеживать солнце на высоте в течение дня

Альтернативой является установка панелей под фиксированным углом, чтобы они постоянно наклонялись и вообще не следили за солнцем. Опять же, это лучше, чем горизонтальная панель, и это техника, используемая солнечными панелями в таких местах, как Испания. Это наиболее полезно, если вы склонны плавать на постоянной широте, поскольку оптимальный угол наклона зависит от широты.

Если вы решите сделать это, подумайте, следует ли фиксировать наклон в летнем или зимнем положении; Вы можете решить, что в зимней энергии нет необходимости (облачно, вы редко пользуетесь лодкой, есть достаточно энергии на берегу), и поэтому вы установите угол для летнего круиза. В качестве альтернативы, вы можете обнаружить, что летом у вас так много энергии, что лишняя часть свободной энергии зимой заставит вас выбрать зимний угол.

Вы можете поиграть с интерактивной моделью и найти годовой оптимум для себя, перейдя по этой ссылке.

Когда солнце находится прямо над головой, панель слежения и горизонтальная панель будут обеспечивать одинаковую энергию. Во всех других точках панель отслеживания будет иметь преимущество, как показано здесь. Например, когда солнце находится на 10 ° над горизонтом, горизонтальная панель преобразует только около 20% доступной энергии.

Сколько солнечного света вы можете ожидать?

Последняя важная информация, которую вы должны иметь, чтобы иметь возможность научно указать свою систему, - это сколько солнечного света вы можете ожидать получить. Это может показаться невозможным, но на самом деле это проще, чем вы думаете, благодаря некоторым удобным научным данным, опубликованным в Интернете.

В статье PBO, январь 2015 года, я ознакомился с методом расчета инсоляции Европейского объединенного исследовательского центра для выбранных месяцев и выбранных мест по всему миру. Их домашняя страница здесь: https://ec.europa.eu/jrc/ и стоит посетить.

Как я могу найти максимум, что я могу получить от своих панелей?

Большинство людей хотят знать это либо для проверки их установки, либо для планирования размера и количества панелей для установки. В настоящее время есть ряд интернет-калькуляторов, один из которых предоставлен Объединенным исследовательским центром Европейской комиссии (JRC) здесь: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#.

Я был заинтересован в том, чтобы выяснить, сколько моя номинальная 200-ваттная установка кристаллических панелей должна доставить в выбранный мною район Корфу в летние месяцы, а затем посмотреть, смогу ли я вернуться, чтобы оценить эффективность установки с учетом панелей. , регулятор, проводка и общие потери, другими словами «от солнечного света до батареи». Первое, что я сделал на веб-странице, это выбрал местоположение, поэтому, используя карту, элементы управления масштабированием и мышь, я переместился в середину канала Корфу. Я выбрал морской район, потому что у системы есть данные о горизонтах, и если бы я выбрал, скажем, Gouvia Marina, он бы отключил виртуальное солнце, когда оно опустилось ниже виртуальных гор.

Затем я выбрал вкладку Daily Radiation и заполнил некоторые данные. База данных самая лучшая, поэтому я оставил ее в SAF PVGIS, где хранятся все накопленные данные за последние годы. Мне нужны были данные за август, и я хотел получить среднее и ясное инсоляцию неба (облучение), поэтому я нажал на эти поля. Среднее учитывает любые облачные дни, используя накопленные данные. Чистое небо - это голубое небо каждый день от рассвета до заката. Я также хотел сравнить горизонтально установленные и фиксированные панели с панелями на наклонном креплении, поэтому я ввел ноль градусов для наклона, чтобы получить результаты горизонтальной панели. На лодке азимут трудно контролировать, поэтому ориентация осталась нулевой; к югу, но я выбрал двухосное отслеживание, чтобы получить максимум для сравнения.
Я выбрал графический вывод и попросил PDF-файл, чтобы я мог сохранить результаты, затем нажал «Рассчитать», и вот что я получил:

Рисунок 1 - Инсоляция на горизонтальной панели на Корфу в августе [JRC Европейской Комиссии]

Рисунок 2 - Инсоляция на двухосевой панели слежения на Корфу в августе [JRC Европейской Комиссии]

Первое очевидное различие между горизонтальной установкой и системой слежения - пиковая выходная мощность меньше, если вы не можете наклонить панель. Это потому, что на Корфу солнце никогда не бывает точно над головой, поэтому они не могут быть равны. Во-вторых, формы кривых отличаются, так как установка трекинга намного толще. Это результат возможности захвата энергии при низком солнце, попробуйте сравнить значения на краях кривых, скажем, 7 часов утра. Сравните теорию с реальностью
Я хотел извлечь что-то измеримое из этого результата. Одна очевидная вещь была бы электроэнергия. Если бы я мог измерять напряжение и ток, подаваемый на аккумулятор в одну и ту же точку и время, то умножив их на два, я бы получил мощность. Так что это было бы то, что я мог бы использовать мой мультиметр для проверки. С самого начала я знал, что в этом расчете будет ряд предположений и предположений, некоторые из которых сделаны JRC (они объясняют это в разделах справки), а некоторые - мной. Тем не менее я должен быть в состоянии попасть в правильный стадион. Если бы я рассчитал теоретическую мощность, то взял бы мои самые высокие из когда-либо измеренных значений тока и напряжения за август, а деление одного на другое дало бы мне требуемое значение эффективности. У меня есть наклонное крепление, чтобы я мог использовать результаты отслеживания. Мои панели имеют номинальную мощность 200 Вт, что означает, что если они изолированы при 1000 Вт / м2, они будут выдавать 200 Вт электрической мощности в точке максимальной мощности. Пиковое значение кривой слежения составило 1010 Вт / м2 (из табличных результатов), поэтому пиковая мощность составила:
200 Вт * 1010 Вт / м2 / 1000 Вт / м2 = 202 Вт. Результат для горизонтальной панели дает 181 Вт.

К сожалению, для моего генерального плана ловить наибольший ток, попадающий в батареи, все равно, что пытаться сфотографировать дельфина; к тому времени, как вы увидели это, оно ушло. Ток зависит от нагрузки больше, чем от источника, поэтому максимальные токи могут возникать при низком заряде батареи, а это означает, что утром, но солнце не достигает своего пика. Лучшее, что я видел на сегодняшний день, составляет 13,1 А при 13,4 Вольт, что дает мне 170 Ватт, а общая производительность системы составляет 170/200 * 100% = 85%, что соответствует потере системы в 15%. Другими словами, 85% теоретической электрической мощности от панели достигает моей батареи, что довольно хорошо.

энергии
Общая площадь под кривой представляет энергию, собранную в типичный день, и я хотел измерить разницу между фиксированной горизонтальной панелью и наклонной. Это было довольно просто. Я перешел на вкладку оценки PV и заполнил пропуски, оставив оценку потерь в системе JRC на уровне 14% и введя свои солнечные панели мощностью 0,2 кВт. Я ввел ноль для угла, чтобы сгенерировать горизонтальный вывод панели, а также выбрал двухосное отслеживание, поскольку это было сравнение, которое я хотел сделать. Результат довольно наглядный: вы получаете минимум на 33% больше энергии, если можете следовать за солнцем; намного больше зимой.

Рисунок 3 - Оценки облучения по месяцам для горизонтальной панели и двухосевой панели слежения [JRC Европейской комиссии]

Будет ли ваша установка держать батареи заряженными?

Последняя полезная вкладка на веб-сайте JRC - автономная PV. Предполагается, что это система такого типа, как у нас на борту, где набор панелей подается в батарейный блок. Входные параметры очевидны, за исключением ежедневного потребления. Здесь вы должны сделать некоторую оценку вашего личного потребления энергии. Мой такой:

Рисунок 4 - Потребление энергии за день. Ток в амперах, долг пропорционален 24 часам

Я определил ток каждого основного устройства (обычно это указано где-то на плакате), а затем оценил максимальный рабочий цикл, который представляет собой количество времени, в течение которого устройство фактически работает. Умножение тока на напряжение батареи дает Вт, затем умножение на 24 часа, а дежурство - ежедневное потребление энергии для каждого устройства в Вт / час. Я суммировал все значения и ввел результат в поле на сайте. Для меня это дошло до 800 Вт / день, так что мои панели 200 Вт будут работать?

Рисунок 5 - Мощность, вырабатываемая из моего массива отслеживания 200 Вт, по сравнению с моими потребностями в 800 Вт / ч [JRC Европейской комиссии]

Синие столбцы показывают выработанную энергию, и они достигают целевого значения 800 Втч / день в течение летних месяцев. Но панели будут нуждаться в небольшой помощи с сентября и до мая.

Похожие

Комментарии