太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源,就要根據(jù)用電器的功率,合理選擇各部件。太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮如下因素:
Q1、 太陽能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用?該地日光輻射情況如何?
Q2、 系統(tǒng)的負(fù)載功率多大?
Q3、 系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流?
Q4、 系統(tǒng)每天需要工作多少小時(shí)?
Q5、 如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣,系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天?
下面以(負(fù)載)100W輸出功率,每天使用6個(gè)小時(shí)為例,介紹一下計(jì)算方法:
1. 首先應(yīng)計(jì)算出每天消耗的瓦時(shí)數(shù)(包括逆變器的損耗):
若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%,則當(dāng)輸出功率為100W時(shí),則實(shí)際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%=111W;若按每天使用6小時(shí),則耗電量為111W*6小時(shí)=666Wh,即0.666度電。
2. 計(jì)算太陽能電池板:
按每日有效日照時(shí)間為5小時(shí)計(jì)算,再考慮到充電效率和充電過程中的損耗,太陽能電池板的輸出功率應(yīng)為666Wh÷5h÷70% =190W。其中70%是充電過程中,太陽能電池板的實(shí)際使用功率。
3.
180瓦組件日發(fā)電量
180×0.7×5=567WH=0.63度
1MW日發(fā)電量=1000000×0.7×5=3500,000=3500度
例2:安10w燈,每天照明6小時(shí),3個(gè)連雨天,如何計(jì)算太陽能電池板wp?以及12V蓄電池ah?
每天的用電量: 10W X 6H= 60WH,
計(jì)算太陽能電池板:
假設(shè)你安裝點(diǎn)的平均峰值日照時(shí)數(shù)為4小時(shí).
則:60WH/4小時(shí), = 15WP 太陽能電池板.
再計(jì)算充放電損耗, 以及每天需要給太陽能電池板的補(bǔ)充:
15WP/0.6= 25WP,
也就是一塊25W的太陽能電池板就夠了.
再計(jì)算蓄電池.
60WH/12V=5AH.
每天要用12V5AH的電量.
三天則為12V15AH.
蓄電池配置需要設(shè)計(jì)成每天的用電量不超過20%, 或連續(xù)陰雨天內(nèi)用電量不超過50%. 以達(dá)到蓄電池最長壽命要求.
這樣我們得出此系統(tǒng)的蓄電池為26AH-30AH足夠.
例3:用6小時(shí)要充滿12V45安的蓄電池要多少瓦的太陽能電池板?
12V45安的蓄電池為648瓦時(shí)(?) 6小時(shí)要充滿的話太陽能電池板理論上只要108瓦 但實(shí)際因?yàn)槿照諒?qiáng)度 溫度 光伏控制器效率 整體效率等因素影響108瓦的電池板6小時(shí)是沖不滿12V45安蓄電池的 將整體效率按0.8計(jì)算 你需要選擇135瓦的太陽能電池組件 順便說一句 鉛酸蓄電池的最佳充電電流是1/10電池容量電流 也就是4.5A 過大的充電電流將加快電池極板硫化 影響電池壽命。
最簡單計(jì)算方法:
電池:12V×45A=540WH
太陽能板功率=540/6/0.8(損耗)=112.5W
例4:請(qǐng)問2塊20瓦(36片)太陽能電池板給12伏17安蓄電池充電需幾個(gè)小時(shí)?一塊普通的12v4AH的蓄電池,那用那兩塊太陽能電池板給它充電需要幾小時(shí)呀?
1.20W的太陽能板工作電壓一般是17.2V,電流是1.15A。如果板子質(zhì)量不錯(cuò),實(shí)測電流一般在1.1A(本人測試過)。
2.假設(shè)你說的6小時(shí)光照是中午到下午這段時(shí)間,那么可以算4小時(shí)全功率發(fā)電,也就是說2塊20W的板子每天可以發(fā)電2*1.1*4=8.8A
3.這樣17AH的電瓶,2天可以充滿;4AH的只要2小時(shí)就差不多了。
或者 太陽能電池板總w數(shù)為 20+5=25W
蓄電池總w 數(shù)為 12v*17A=204w
充滿時(shí)長為 204/25=8小時(shí)
4A 的電池:
4A *12=48w
48w /25w =1.92小時(shí)
或者 因?yàn)槿照諒?qiáng)度和電池容量不準(zhǔn)的關(guān)系,精算是沒必要的繁瑣,估算吧,
太陽能電池電流:20/12=1.7A
充電時(shí)間1:17/1.7*1.5充電常數(shù)=15小時(shí),
充電時(shí)間2:4/1.7*1.5充電常數(shù)=3.5小時(shí),
其實(shí)你可以把兩塊電池和兩塊太陽能電池板并起來充也是一樣的,
充電時(shí)間3:(17AH+4AH)/(1.7*2塊)*1.5充電常數(shù)=9小時(shí),
你那地方日光好的話差不多充兩天。
充電沒什么注意的,如果你有萬用表的話,充電時(shí)常測測蓄電池兩端電壓,不超過14V就行。放電時(shí)記得也不能少于10.5V。過充和過放都引響電池壽命。
例5假設(shè)連續(xù)2個(gè)陰雨天,負(fù)載功率為40W每天照明時(shí)間8小時(shí), 要達(dá)到以上的照明時(shí)間,需要配置多少瓦的太陽能電池板,多少瓦的蓄電池?
最簡單的算法就是四倍.
也就是負(fù)載功率*4倍, 需要160W太陽能電池板.
如果要精確一些的,就如下:
負(fù)載功率為40W.
40W * 8 小時(shí)/天花板* =320WH / 12V(蓄電池電壓)==27AH.
每天要用12V27AH的電量,
而蓄電池最好每天保持在30%以內(nèi)的放電量.這樣我們需要一個(gè)容易為90AH12V的電池. 這種情況下就只能選擇100AH了, 因?yàn)?0AH的電池很難買到,太陽能電池. 40W*8小時(shí)=320WH.
320WH 除掉20%在電路以及蓄電過程的損耗,每天實(shí)需求400WH.
若當(dāng)時(shí)時(shí)間按每天標(biāo)準(zhǔn)日照時(shí)間為4小時(shí),則計(jì)算如下:
400WH / 4小時(shí)=100W.
例6負(fù)載 2個(gè) 50w 負(fù)載輸入電壓 24v 連續(xù)3個(gè)陰雨天 每天工作8小時(shí)
請(qǐng)求所需系統(tǒng)太陽能電池板以及蓄電池計(jì)算
1、太陽能板2*50W*8H/0.6/4H=340W(耗電總量/系統(tǒng)利用系數(shù)/有效日照時(shí)間)
2、蓄電池2*50/24*8*(3+1)/0.7=200AH(總電流*自持時(shí)間/余量系數(shù))
(太陽能板功率=負(fù)載功率*工作時(shí)間/損耗0.6/平均有效光照)
(蓄電池容量=負(fù)載功率*工作時(shí)間*連續(xù)陰雨天氣/電池電壓/充放電系數(shù))
以日射量來計(jì)算
年發(fā)電量(EP)=PAS * HA * K * 365(天)
PAS:太陽電池組列容量
HA:設(shè)置場所及設(shè)置條件的累計(jì)日射量(kWh/m2 *日)
K:總和設(shè)計(jì)係數(shù)(0.65~0.8≒0.7程度)
以系統(tǒng)利用率來計(jì)算
年發(fā)電量=太陽電池陣列模板的發(fā)電量*系統(tǒng)利用率 * 8760(小時(shí))
系統(tǒng)利用率=0.1~0.15≒0.12程度
一年總時(shí)數(shù)=24(小時(shí))* 365(天)=8760小時(shí)。
家庭的用電完全可以有太陽能發(fā)電來取代,在環(huán)保流行的今天,這也將成為一種時(shí)尚。我們可以根據(jù)您家庭用電的數(shù)量,您處的地理位置等信息,來給您推薦最好的方案。
太陽能發(fā)電系統(tǒng)雖然有安全,環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn),但其造價(jià)相當(dāng)高,所以一般建議只用來照明使用。
關(guān)于大概的成本計(jì)算,可以根據(jù)下面的簡單方法計(jì)算,看如何安排太陽能發(fā)電的規(guī)模。
1.計(jì)算每天總的耗電量,一般家庭每天用電應(yīng)該在5度到10度的樣子。你可以用每月總的電費(fèi)除單價(jià)電費(fèi)再除天數(shù)就可以了。
2. 可以簡單套用公式5000W(假設(shè)每天5度電)/5小時(shí)(平均每天的有效光照時(shí)間,各地區(qū)不同)/0.7(太陽能電板的實(shí)際效率)/0.9(各種損耗)=1600W,然后還要加上5%的余量,就是差不多1700W了。
3.上面的數(shù)字就是系統(tǒng)的功率,目前系統(tǒng)的平均單價(jià)就算是60元/W(包括所有材料和安裝什么)的話,那么總的投入就是1700X60=102000,10萬多了,F(xiàn)在大部分地區(qū)的電價(jià)以0.6元計(jì)算,102000/0.6=170000度,每天5度電,可以用90年了。
4. 從上面看來,國內(nèi)家庭用電完全靠太陽能發(fā)基本是不現(xiàn)實(shí)的。國外是因?yàn)橛袊已a(bǔ)貼,所以發(fā)展的很好。我們也必須要有補(bǔ)貼,而且成本還要有大幅度的降低,太陽能發(fā)電才能真正走進(jìn)百姓家。
交流發(fā)電系統(tǒng)可以由太陽能電池板,蓄電池,控制器和逆變器等組成。白天有陽光的時(shí)候,可以用電池板配上控制器給蓄電池充電,晚上就直接用蓄電池給電器供電。
這樣的話,建議用一塊80W的電池板,一個(gè)12V20AH的蓄電池(當(dāng)?shù)刭徺I),12V5A的控制器和300W的逆變器就可以了。充滿電的情況下,可以供4個(gè)20W的燈使用5個(gè)小時(shí)以上,一般人家也夠用了。如果不夠的話,可以加一塊或幾塊電池板。
這種小系統(tǒng)很適合缺電或少電地區(qū),比如林區(qū)、山區(qū),或者野外工作(養(yǎng)蜂)等使用。成本不高,攜帶也方便,可以根據(jù)需要調(diào)整系統(tǒng),完全可以滿足日常用電。
峰瓦
定義:在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下太陽能電池組件或方陣的額定最大輸出功率。
應(yīng)用學(xué)科:
電力(一級(jí)學(xué)科);可再生能源(二級(jí)學(xué)科)
峰瓦(Wp): 太陽能裝置容量計(jì)算單位,為裝設(shè)之太陽電池模板於標(biāo)準(zhǔn)狀況(模板溫度25℃,AM1.5 1,000W/m2太陽光照射)下最大發(fā)電量的總和。
1峰瓦=1瓦/平方米日照強(qiáng)度下所產(chǎn)生的功率
Wp
在太陽能發(fā)電里Wp這個(gè)單位,是表示太陽能發(fā)電的峰值功率,由于發(fā)電量是隨著光照度的變化而變化的,為了表征光伏發(fā)電的功率,是在標(biāo)準(zhǔn)的光照條件下,所能發(fā)出的最大功率。