1000 Вт/м2 – стандартная энергетическая освещённость ;

t = E / 1000 - количество пикочасов в течение выбранного периода.

Количество энергии W, необходимой для потребления за этот период равно:

W = W_с · количество дней = N · W_м = N · k_с · P · E / 1000 (1)

Суммарная мощность модулей или мощность солнечной батареи равна

P_СБ = N · P = W · 1000 / k_с · E (2)

Отсюда определяем количество солнечных модулей N , необходимых для получения этой энергии:

N = W · 1000 / k_с · P · E (3)

Здесь, W_с - суточное энергопотребление, Вт·ч/сутки ;

W_м - энергия, вырабатываемая одним модулем в течение выбранного периода, Вт·ч;

P - мощность одного модуля, соответствующая освещённости 1000 Вт/м² ;

N - количество модулей, образующих батарею.

Коэффициент k_с учитывает все потери (нагрев батареи под солнцем, учитывает наклонное падение света в течение дня, потери на заряд АКБ), за исключением потерь в соединительных кабелях. Сечение кабелей обычно подбирается из расчета потерь не превышающих 2-3%.

6. Определение суммарной мощности и количества солнечных модулей для приведенного примера для летнего периода Оренбурга

Предполагается, что солнечные модули ориентированы в пространстве оптимально и ничто их не загораживает в течении светового дня. Однако, системы слежения за положением Солнца нет.

- Географическая широта Оренбурга - примерно 52° с.ш. ;

- Оптимальный угол наклона модулей для летнего периода ϑ = 52°- 15°= 37°

- Солнечная инсоляция в летние месяцы в Оренбурге условно равна Е = 180 кВт·ч/м² за один летний месяц (июнь, июль, август) ;

- Месячное энергопотребление, рассчитанное в пункте 3, W = 36 кВт·час ;

- Сезонный коэффициент k_с = 0,55;

- По формуле (2) вычисляем суммарную мощность солнечных модулей

P_СБ = W · 1000 / k_с · E = 36·10³ · 10³ / 0,55 · 180·10³= 364,6 Вт

- Выберем из таблицы 2 подходящий по параметрам тип модуля ; Например, для приведенных условий подходит модуль МСК – 95.

- Путём деления суммарной мощности P_СБ на мощность одного модуля 95 Вт, определяем количество модулей N = 4. Суммарная мощность 4-х модулей МСК – 95 равна 380 Вт, что немного больше расчётной.

следующее Выполнение работы

Задание 1. Ознакомиться с методикой расчёта автономной ФЭС.

Задание 2. Осуществить расчёт автономной ФЭС для предложенного набора нагрузок переменного тока согласно описанной методике:

1. Составить перечень нагрузок ;

2. Расчёт суточного и месячного энергопотребления ;

3. Определение ёмкости аккумуляторной батареи ;

4. Оценить мощность инвертора ;

5. Определить мощность солнечной батареи и количество модулей.

Считать условия эксплуатации, угол наклона модулей оптимальными. Сезон эксплуатации – летний. Значение месячной инсоляции взять равным Е = 140 кВт·ч/м², напряжение аккумуляторной батареи U_АКБ = 12 В, количество пасмурных дней (подряд) n = 2. При подборе модулей использовать табл.2.

Стандартные солнечные кремниевые модули

Таблица 2 Каркасные солнечные модули серии МСК

__________________________________________________________________________

Модель Размер, мм Uн, В Uxx, В Iкз, А Up, В Ip, А Wp, Вт Вес, кг

МСК-15 285*425*28 12 21,8 0,92 17 0,86-0,88 15 1,9

МСК-20 425*425*28 12 21,8 1,30 17 1,05-1,20 20 2,7

МСК-24 425*555*28 12 21,8 1,75 17 1,40-1,65 24 3,4

МСК-30 425*555*28 12 21,8 1,80 17 1,65-1,75 30 3,4

МСК-40 535*615*28 12 21,8 2,75 18 2,35-2,50 40 4.0

МСК-60 550*810*28 12 21,8 3,55 18 3,25-3,35 60 5,5

МСК-95 500*1185*28 12 21,8 5,58 18 5,00-5,27 95 7,2

МСК-120 705*1315*38 12 21,8 7,25 18 7,00-7,20 120 10

МСК-140 667*1467*38 12 21,8 8,25 18 7,78-8,05 140 12

МСК-185 805*1575*38 12 21,8 10,99 18 10,00-10,26 185 17

МСК-185 805*1575*38 24 43,6 5,59 36 5,00-5,13 185 17

___________________________________________________________________________________

В таблице 2 - U_р, I_р, W_р - рабочие напряжение, ток и мощность модуля.

работает