Расчет солнечной фотоэлектрической батареи

3.1 Определение пиковых солнце–часов

Несколько факторов влияют на то, как много солнечной энергии будет принимать Ваша солнечная батарея:

· Когда будет использоваться система? Летом? Зимой? Круглый год?

· Типичные погодные условия вашей местности

· Будет ли система ориентироваться на солнце

· Расположение и угол наклона фотоэлектрических модулей

Значение электроэнергии, генерируемой фотоэлектрическим преобразователем (ФЭП) принципиально зависит от интенсивности и продолжительности солнечной инсоляции, а также способа установки ФЭП относительно положения Солнца на небосводе.

Величина инсоляции за месяц определяется количеством солнце - часов , которое зависит от географических координат местности и сезона (зима, лето). Уровень инсоляции для Украины изменяется с севера на юг, т.е. соответственно изменению широты. Украина расположена между 45^о - 52^о с.ш. В летние дни величина инсоляции изменяется от 0.5 до 1 кВт/м², а в зимние 0,05 до 0.4 кВт/м².

Величина инсоляции за световой день в расчете учитывается с помощью значения числа пиковых солнце - часов :

где: – число дней в месяце.

Выработка электроэнергии ФЭП зависит от угла падения солнечных лучей на его поверхность. Максимум достигается при угле 90 градусов. При отклонении от этого угла значительное количество лучей отражается, что снижает генерацию фотоэлектричества.

Существует несколько способов установки фотоэлектрических батарей (ФЭБ): с системой слежения за положением солнца на небосводе (установка следящей системы значительно увеличивает стоимость ФЭС в целом) или без системы слежения. В первом случае значение принимают равным среднемесячной продолжительности светлого времени суток (от восхода до заката Солнца). Во втором случае среднемесячное значение _. следует умножить на поправочный коэффициент, учитывающий утренние и вечерние часы, когда угол падения солнечных лучей на ФЭП является недостаточным для генерации фотоэлектричества. Для регионов юго-востока Украины значение этого коэффициента рекомендуется принять равным 0.6-0.7.

Для надежного электроснабжения значение , следует принимать исходя из наименьших среднемесячных значений для периода, в течение которого будет использоваться ФЭС. При эксплуатации ФЭС круглый год, расчетное значение , принимают как для зимнего сезона.

Изменение широты влияет на продолжительность солнечного дня (для Донецка 48^о с.ш.):

где φ – широта;

δ – угол склонения от солнца до экваториальной плоскости в декабре и в июне;

, - продолжительность светового дня в июне и декабре.

Если заданы какие-то определенные дни в году, то угол δ можно определить по приближенной формуле Купера:

где n – номер суток с начала года;

- угол наклона земной оси для северного полушария.

Рисунок 2.1 – горизонт, ось Земли, небесный экватор, полюса Земли.

Зная продолжительность солнечного дня можно определить величину суточной облученности солнечного элемента:

Выбор типа фотоэлектрической батареи приложение г (Таблица П.Г.1): Принимаем ФЭМ-120-12, Номинальный рабочий ток ФЭМ -120-12 :

3.2 Потери на заряд-разряд АБ. Учитываем потери на заряд-разряд аккумуляторной батареи (обычно 20% при использовании специальных батарей):

3.3 Ток, который должна генерировать СБ:

- поправочный коэффициент, учитывающий утренние и вечерние часы

3.6 Число параллельно соединенных модулей:

(принимаем )

3.5 Общее количество требуемых фотоэлектрических модулей: