Hệ thống phát điện mặt trời bao gồm các tấm pin mặt trời, bộ điều khiển sạc, bộ biến tần và pin; hệ thống phát điện DC bằng năng lượng mặt trời không bao gồm bộ biến tần. Để hệ thống phát điện mặt trời có thể cung cấp đủ điện năng cho phụ tải, cần phải lựa chọn các linh kiện khác nhau một cách hợp lý theo công suất của các thiết bị điện. Việc thiết kế hệ thống điện mặt trời cần quan tâm đến các yếu tố sau:
Q1. Hệ thống phát điện bằng năng lượng mặt trời được sử dụng ở đâu? Tình hình bức xạ mặt trời trong khu vực như thế nào?
Quý 2. Công suất tải của hệ thống là gì?
Q3. Điện áp đầu ra của hệ thống, DC hay AC là gì?
Q4. Hệ thống cần làm việc bao nhiêu giờ mỗi ngày?
Q5. Trong trường hợp thời tiết mưa không có nắng thì hệ thống cần cấp điện liên tục trong bao nhiêu ngày?
Hãy' s lấy (tải) công suất đầu ra 100W và sử dụng nó trong 6 giờ một ngày làm ví dụ để giới thiệu phương pháp tính toán:
1. Đầu tiên, hãy tính toán số giờ watt tiêu thụ mỗi ngày (bao gồm cả sự mất mát của biến tần):
Nếu hiệu suất chuyển đổi của biến tần là 90%, khi công suất đầu ra là 100W, thì công suất đầu ra yêu cầu thực tế phải là 100W / 90%=111W; nếu nó được sử dụng trong 6 giờ một ngày, mức tiêu thụ điện là 111W * 6 giờ=666Wh, hoặc 0,666 kilowatt-giờ điện.
2. Tính toán các tấm pin mặt trời:
Được tính toán dựa trên thời gian nắng hiệu quả hàng ngày là 5 giờ và có tính đến hiệu suất sạc và tổn thất trong quá trình sạc, công suất đầu ra của tấm pin mặt trời phải là 666Wh ÷ 5h ÷ 70%=190W. Trong số đó, 70% là điện năng sử dụng thực tế của các tấm pin mặt trời trong quá trình sạc.
3.
Sản xuất điện hàng ngày của mô-đun 180 watt
180 × 0,7 × 5=567WH=0,63 độ
Sản lượng điện hàng ngày 1MW=1000000 × 0,7 × 5=3500,000=3500 độ
Ví dụ 2: Lắp một bóng đèn 10w, mỗi ngày chiếu sáng 6 giờ, 3 ngày mưa liên tục thì tính wp của tấm pin năng lượng mặt trời như thế nào? và bình acquy 12V ah?
Công suất tiêu thụ hàng ngày: 10W X 6H=60WH,
Tính toán các tấm pin mặt trời:
Giả sử rằng số giờ nắng cao điểm trung bình tại địa điểm lắp đặt của bạn là 4 giờ.
Sau đó: 60WH / 4 giờ,=15WP tấm pin mặt trời.
Sau đó, tính toán tổn thất sạc và xả, và bổ sung hàng ngày của bảng điều khiển năng lượng mặt trời:
15WP / 0,6=25WP,
Đó là, một bảng điều khiển năng lượng mặt trời 25W là đủ.
Sau đó, tính toán pin.
60WH / 12V=5AH.
Sử dụng điện 12V5AH mỗi ngày.
Ba ngày là 12V15AH.
Cấu hình pin cần được thiết kế sao cho mức tiêu thụ điện năng hàng ngày không vượt quá 20%, hoặc tiêu thụ điện năng không vượt quá 50% trong những ngày mưa liên tục. Để đạt được yêu cầu về thời lượng pin lâu nhất.
Bằng cách này, chúng tôi kết luận rằng pin của hệ thống này đủ cho 26AH-30AH.
Ví dụ 3: Cần bao nhiêu watt của tấm pin mặt trời để làm đầy một acquy 12V45A trong 6 giờ?
Pin 12V45A là 648 watt-giờ (?) Nếu nó được sạc đầy trong 6 giờ, về lý thuyết tấm pin mặt trời chỉ cần 108 watt, nhưng tấm pin năng lượng mặt trời thực tế bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như cường độ ánh nắng mặt trời, nhiệt độ và hiệu suất tổng thể của bộ điều khiển quang điện. Hiệu suất chung của pin được tính bằng 0,8. Bạn cần chọn mô-đun pin mặt trời 135 watt. Nhân tiện, dòng sạc tốt nhất của pin axit-chì là 1/10 của dòng dung lượng pin, là 4,5A. Dòng sạc quá mức sẽ làm tăng tốc độ của tấm pin. Quá trình sunfua hóa ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin.
Phương pháp tính toán đơn giản nhất:
Ắc quy: 12V × 45A=540WH
Công suất bảng điều khiển năng lượng mặt trời=540/6 / 0,8 (mất mát)=112,5W
Ví dụ 4: Mất bao nhiêu giờ để hai tấm pin mặt trời 20 watt (36 miếng) sạc được một pin 12 volt 17 amp? Mất bao nhiêu giờ để sạc một pin 12v4AH thông thường với hai tấm pin mặt trời đó?
Điện áp làm việc của tấm pin mặt trời 1,20W nói chung là 17,2V và dòng điện là 1,15A. Nếu bo mạch có chất lượng tốt, dòng điện đo được nói chung là 1.1A (tôi đã thử nghiệm).
2. Giả sử 6 giờ sáng bạn nói là khoảng thời gian từ trưa đến chiều thì tính được 4 giờ phát điện đầy đủ, tức là 2 bo mạch 20W có thể tạo ra 2 * 1.1 * 4=8.8A mỗi ngày.
3. Bằng cách này, pin 17AH có thể được sạc đầy trong 2 ngày; pin 4AH gần như giống nhau trong 2 giờ.
Hoặc tổng w của các tấm pin mặt trời là 20+5 = 25W
Tổng số w của pin là 12v * 17A=204w
Toàn thời gian là 204/25=8 giờ
Pin 4A:
4A *12=48w
48w / 25w=1,92 giờ
Hoặc do mối quan hệ không chính xác giữa cường độ ánh sáng mặt trời và dung lượng pin, các tính toán tính toán theo phương pháp tính toán là không cần thiết và rườm rà. Ước tính,
Dòng pin mặt trời: 20/12=1.7A
Thời gian sạc 1: 17 / 1.7 * 1.5 hằng số sạc=15 giờ,
Thời gian sạc 2: 4 / 1.7 * 1.5 hằng số sạc=3.5 giờ,
Trên thực tế, bạn có thể sạc song song hai pin và hai tấm pin mặt trời, điều này cũng đúng.
Thời gian sạc 3: (17AH+4AH) / (1,7 * 2 khối) * 1,5 sạc hằng số = 9 giờ,
Nếu ánh sáng mặt trời ở nơi bạn ở tốt, nó sẽ tồn tại trong gần hai ngày.
Không có gì phải chú ý khi sạc. Nếu bạn có đồng hồ vạn năng, hãy luôn đo điện áp ở cả hai đầu của pin trong quá trình sạc và nó không vượt quá 14V. Hãy nhớ không được nhỏ hơn 10,5V khi phóng điện. Cả sạc quá mức và xả quá mức đều ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin.
Ví dụ 5 Giả sử trong 2 ngày mưa liên tiếp, công suất tải là 40W và thời gian chiếu sáng trong ngày là 8 giờ. Để đạt được thời gian chiếu sáng như trên thì cần bao nhiêu oát của tấm pin mặt trời và bao nhiêu oát của pin?
Thuật toán đơn giản nhất là nhân bốn.
Đó là, công suất tải * 4 lần, và các tấm pin mặt trời 160W là bắt buộc.
Nếu bạn muốn chính xác hơn, nó' s như sau:
Công suất tải là 40W.
40W * 8 giờ / trần *=320WH / 12V (điện áp ắc quy) == 27AH.
Sử dụng điện 12V27AH mỗi ngày,
Tốt nhất nên để pin trong mức 30% dung lượng xả mỗi ngày. Vì vậy, chúng tôi cần một pin có thể dễ dàng là 90AH12V. Trong trường hợp này, chúng ta chỉ có thể chọn 100AH, vì pin 90AH rất khó mua, pin mặt trời. 40W * 8 giờ=320WH.
320WH loại bỏ 20% tổn thất trong mạch và quá trình lưu trữ năng lượng, và nhu cầu thực tế hàng ngày là 400WH.
Nếu thời gian là 4 giờ mỗi ngày theo giờ nắng tiêu chuẩn thì cách tính như sau:
400WH / 4 giờ=100W.
Ví dụ 6 Tải 2 tải 50w điện áp đầu vào 24v 3 ngày mưa liên tục, ngày làm việc 8 tiếng
Yêu cầu các tấm pin mặt trời hệ thống cần thiết và tính toán pin
1. Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 2 * 50W * 8H / 0.6 / 4H=340W (tổng công suất tiêu thụ / hệ số sử dụng hệ thống / thời gian nắng hiệu quả)
2. Pin 2 * 50/24 * 8 * (3+1) /0,7=200AH (tổng dòng điện * thời gian tự giữ / hệ số lề)
(Công suất bảng điều khiển năng lượng mặt trời=công suất tải * thời gian làm việc / mất 0,6 / ánh sáng hiệu quả trung bình)
(Dung lượng pin=công suất tải * thời gian làm việc * thời tiết mưa liên tục / điện áp pin / hệ số sạc và xả)
Tính bằng lượng bức xạ mặt trời
Sản lượng điện hàng năm (EP)=PAS * HA * K * 365 (ngày)
PAS: công suất chuỗi pin năng lượng mặt trời
HA: Bức xạ mặt trời tích lũy của vị trí lắp đặt và điều kiện lắp đặt (kWh / m2 * ngày)
K: Hệ số thiết kế tổng (0,65 ～ 0,8 ≒ 0,7 độ)
Được tính bằng cách sử dụng hệ thống
Sản lượng điện hàng năm=sản lượng điện của mẫu mảng pin mặt trời * tỷ lệ sử dụng hệ thống * 8760 (giờ)
Hệ số sử dụng hệ thống=0,1 ～ 0,15 ≒ 0,12 độ
Tổng số giờ trong một năm=24 (giờ) * 365 (ngày)=8760 giờ.
Điện gia dụng có thể được thay thế bằng việc phát điện bằng năng lượng mặt trời, điều này cũng sẽ trở thành mốt khi việc bảo vệ môi trường được phổ biến ngày nay. Chúng tôi có thể đề xuất giải pháp tốt nhất cho bạn dựa trên lượng điện mà nhà bạn sử dụng, vị trí địa lý của bạn và các thông tin khác.
Mặc dù hệ thống phát điện bằng năng lượng mặt trời có ưu điểm là an toàn, bảo vệ môi trường và không gây ô nhiễm, nhưng giá thành của nó khá cao nên chỉ được sử dụng để chiếu sáng.
Về cách tính giá thành gần đúng, bạn có thể tính theo phương pháp đơn giản sau để xem cách bố trí quy mô phát điện mặt trời.
1. Tính tổng điện năng tiêu thụ hàng ngày, mức tiêu thụ điện trung bình của hộ gia đình nên từ 5 độ đến 10 độ mỗi ngày. Bạn có thể chia tổng tiền điện hàng tháng cho đơn giá và sau đó là số ngày.
2. Bạn có thể chỉ cần áp dụng công thức 5000W (giả sử 5 kilowatt-giờ điện mỗi ngày) / 5 giờ (thời gian ánh sáng hiệu quả trung bình mỗi ngày, khác nhau ở các vùng khác nhau) /0,7 (hiệu suất thực tế của các tấm pin mặt trời) /0,9 (các tổn thất khác nhau )=1600W, sau đó Thêm biên độ 5%, nó gần như là 1700W.
3. Con số trên là lũy thừa của hệ thống. Ngay cả khi đơn giá trung bình của hệ thống hiện tại là 60 nhân dân tệ / W (bao gồm tất cả vật liệu và lắp đặt), thì tổng đầu tư là 1700X60=102.000, tức là hơn 100.000. Hiện tại, giá điện ở hầu hết các khu vực được tính là 0,6 nhân dân tệ, 102000 / 0,6=170.000 kWh, 5 kWh mỗi ngày, có thể sử dụng trong 90 năm.
4. Theo quan điểm trên, về cơ bản các hộ gia đình trong nước chỉ dựa vào năng lượng mặt trời để cung cấp điện là không thực tế. Nước ngoài phát triển rất tốt vì có sự bao cấp của nhà nước. Chúng ta cũng phải có trợ cấp, phải giảm chi phí đi rất nhiều để điện mặt trời thực sự vào được nhà của người dân.
Hệ thống phát điện có thể bao gồm các tấm pin mặt trời, pin, bộ điều khiển và bộ biến tần. Khi có ánh nắng vào ban ngày, bạn có thể sử dụng bảng điện có bộ điều khiển để sạc pin, và sử dụng pin để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện vào ban đêm.
Trong trường hợp này, bạn nên sử dụng bảng pin 80W, pin 12V20AH (mua trong nước), bộ điều khiển 12V5A và bộ biến tần 300W. Khi sạc đầy, nó có thể được sử dụng cho bốn đèn 20W trong hơn 5 giờ, đủ cho hầu hết mọi người. Nếu vẫn chưa đủ, bạn có thể thêm một hoặc nhiều bảng.
Loại hệ thống nhỏ này rất thích hợp cho các khu vực thiếu điện hoặc ít điện, chẳng hạn như khu vực rừng, vùng núi, hoặc công việc đồng áng (nuôi ong). Chi phí không cao, và nó là thuận tiện để mang theo. Hệ thống có thể được điều chỉnh theo nhu cầu, hoàn toàn có thể đáp ứng được lượng điện tiêu thụ hàng ngày.