Методика расчета солнечных батарей (фотопребразователей)

Согласно варианту, который выбирается по списку группы спроектировать источник пи­тания на базе солнечных батарей. Номер заданного варианта выби­рают из таблицы 7.

При заданном мощности Р₂ на выходе инвертора определяют необходимую мощность Р_СБ солнечных батарей, которая равна или больше

, (1)

где - количество, а - мощность солнечного модуля (элемента), которую выбирают из таблицы 1.

Для получения нужной мощности и напряжения солнечные элементы соединяются по­следовательно, параллельно, смешанно и образуют батареи (рисунок 1) .

Рисунок 1 – Соединение солнечных элементов.

а) последовательное соединение; б) параллельное соединение; в) смешенное соединение.

Далее определяют номинальное напряжение на зажимах солнечных батарей следующим образом

, (2)

где - количество, а - номинальное напряжение в одном солнечном модуле, которое выбирается из таблицы 8.

Как правило, солнечные батареи работают совместно с аккумуляторами, так как в ноч­ное время потребителя надо обеспечить электроэнергией. В этом случае следует правильно выбрать параметры аккумулятора, в частности напряжение на зажимах аккумулятора должен быть больше или равно напряжению солнечных батарей, т.е.

. (3)

В современные аккумуляторы выпускаются на напряжение 12 или 24 В, поэтому

(4)

где - количество, а - номинальное напряжение на одном аккумулятора, который выби­рается из таблицы 9.

Среднестатистические данные говорят о том, что в солнечные дни энергия солнечными батареями вырабатывается в течение t_СБ =10 часов, поэтому ос­тавшиеся t_АК =14 часов сутки должны быть подключены аккумуляторы. В этом случае следует определить параметры ак­кумулятора, который определя­ется следующим образом. При заданной мощности на выходе преобразователя можно определить требуемый ток от аккумулятора

. (5)

Если ток аккумулятора умножить на время работы аккумулятора, то полу­чится Амперчасы аккумулятора, т.е.

. (6)

Значение Амперчасов аккумулятора выбирается из таблицы 2, при этом может оказаться, что недостаточно одного аккумулятора, тогда следует брать несколько последовательно соеди­ненных аккумуляторов

. (7)

Следует отметить, что аккумуляторы требуют ежедневной зарядки, кото­рая будет осуществляться от солнечных батарей в солнечные дни, поэтому требуется дополнительное ко­личество солнечных батареи. Для этого опреде­ляют ток зарядки аккумулятора

, (8)

где t_З = t_СБ =10 часам – время зарядки аккумулятора.

Тогда дополнительная мощность солнечных батареи Р_доп длязарядки аккуму­ляторов равна

, (9)

которая выбирается также из таблицы 1.

В настоящее время выпускают специальные аккумуляторы для солнечных преобразова­телей. Автомобильные аккумуляторы для солнечных преобразова­телей не пригодны, так как в них происходить са­моразряд и они не рассчитаны на большой цикл работы, т.е. на большое количество зарядов и разрядов.

Постоянное напряжение солнечных батарей будут уравновешены напряже­ние аккумуляторов, поэтому

, (10)

где - напряжение на входе инвертора.

Таблица 7

№ вари­анта	Мощность на вы­ходе, в кВт	Напряжение на нагрузке Uн, в вольтах	Частота преоб­разования f,в Гц	Схема преобра­зования	Коэффици­ент мощно­сти
	1,0			1,1	0,85
	1,2			1,1	0,9
	1,5			1,2	0,96
	1,75			1,3	0,82
	2,0			1,1	0,92
	2,2			1,1	0,9
	2,4			1,1	0,9
	2,6			1,1
	2,75			1,1	0,8
	3,0			1,1	0,89
	4,0			1,2	0,86
	4,0			1,3	0,92
	0,063			1,1
	0,1			1,1	0,85
	0,16			1,2
	0,25			1,3
	0,4			1,1	0,92
	0,63			1,1	0,85
	1,2			1,2
	1,6			1,3	0,82
	2,5			1,1	0,8
	3,0			1,1	0,95
	1,25			1,1	0,8
	0,5			1,1
	0,75			1,2	0,82
	1,0			1,3	0,75
	1,2			1,1	0,86
	3,5			1,1	0,95
	1,5			1,2	0,92
	1,0			1,3
	2,0			1,1	0,9
	2,0			1,1	0,82
	2,5			1,2	0,85
	2,5			1,3	0,89
	3,0			1,1	0,96
	4,0			1,1
	4,0			1,2	0,88
	0,063			1,3	0,9
	0,1			1,1
	0,2			1,1	0,85

Таблица № 8

Параметры солнечных модулей (элементов)

Таблица № 9

Данные об аккумуляторных батареи напряжением 12 В

Данные об аккумуляторных батареи напряжением 24 В

Поиск по сайту: