пятница, 20 декабря 2019 г.

Таблица для расчета солнечной электростанции

Всем привет!
Соскучились по техническим деталям?
Вот вам пример расчетов электрической солнечной системы в файле.
я к сожалению не большой спец по работе в экселе и прочих электронных таблицах, поэтому под постоянные величины выделяю целый столбец, т.к. в каждой строке идет расчет учитывая эти константы.
Например постоянными являются угол установки солнечных панелей к горизонту, емкость аккумулятроных батарей, и номинальная мощность солнечной панели или группы панелей.
Здесь в таблице идет расчет получаемой от солнца энергии (вся энергия выражается в заряде батареи, в Ампер*часах) по дням.
Я взял для примера два месяца декабрь и январь. Это самые показательные в плане подбора емкости аккумуляторов.
Время светового дня и угол наклона солнца я брал из таблиц отсюда:
https://timewek.ru/citysun.php/?sID=54
Естественно что я брал это для своего места , то есть Новосибирск. У каждого может быть свое место положение и от этого будет зависеть долгота светового дня и угол наклона солнца к горизонту.
Самое сложное было найти хоть какие-то адекватные цифры по облачности...
Обычно это в архивах погоды описывается словами или баллами , но как это перевести в коэффициент потерь энергии не понятно.
Поэтому я делал все приблизительно , "на глаз". с помощью этого коэффициента потерь от облачности я примерно смоделировал поведение моей солнечной системы, на период который уже прошел. Я же помню как она себя вела и когда разрядилась полность.
А на последующие даты поставил примерные цифры потерь от облачности.
Видите  -  в общем не сложные формулы для вычисление получаемой от солнца энергии.
А дальше мы для каждого следующего дня берем сумму полученной энергии за прошлый день и оставшейся в аккумуляторах и отнимаем энергию которую "съели" потребители.
Здесь надо заметить, мне пришлось посчитать какое количество потребителей и какой мощности, а также какое время в сутки этот потребитель работает.
Затем я округлив это значение в большую сторону подставил в столбец нагрузки.
На второй вкладке файла расчетов вы можете посмотреть расчет потребительной нагрузки.
Там учтено, что нагрузка меняется. Когда наступает период с большей солнечной активностью начинают работать вентиляторы солнечных коллекторов. Из-за этого нагрузка возрастает.
Конечно хотя выглядит все просто - здесь есть несколько важных упрощений и упущений.
Например: у меня солнечные панели расположены покругу и поэтому вырабатываемая ими мощность почти не меняется в течении дня. Это соответствует панелям которые постоянно следят за солнцем.
Если у вас стационарные панели, которые не вращаются за солнцем в течение суток, то нужно учесть что в колонке номинальная мощность будет меньше указанной в паспорте.
Кроме этого в таблице есть колонка для учета потери энергии около горизонта, но это не учитывается в данном расчете.
В общем есть свои ньюансы.
Что мы видим в итоге?
В течение декабря солнечная активность очень слабая и батареи не могут зарядиться, чтобы обеспечить нагрузку когда солнца нет.
Нужно понимать, что наргузка тоже делится на постоянно необходимую (у меня например это около 70 Ампер часов в сутки) и на не критическую, которую можно отключить на время слабой солнечной активности.
И у меня (в моем месте и с моей обязательной нагрузкой) получается что в декабре примерно неделя или две в батарее не хватает заряда. Приходится ее подзаряжать из сети.
А дальше начиная с середины января даже не смотря на возрастание нагрузки заряд батареи растет.
Т.к. растет солнечная активностьи количество солнечных дней у нас в январе больше (туч мало).
И почти весь год батарея стоит заряженная, а солнечные панели работают в холостую. Ну вернее они дают энергию перекрывающую потребление и могут заряжать еще больше батарей. Но накапливать не в чем.
Таким образом, видно что весной летом и осенью можно увеличивать нагрузки на солнечную систему в несколько раз.
Как это проверить? во сколько раз? вы можете просто продолжить таблицу датами. Углами наклона и продолжительностью светового дня и изменение нагрузки , если она у вас изменяется от месяца к месяцу.
В общем можете поиграться с цифрами, подставить свою емкость батареи или можность солнечных панелей и т.д.
При желании можете прикрутить туда стоимость панелей и батарей и будет понятно за какие деньги вы сможете построить себе устойчивую солнечную электростанцию.
Ну и если найдете способ как учесть облачность  - это сильно приблизит вас к реальности.
Забыл сказать, что мощность панелей указана в Ваттах и напряжение их 12 Вольт.
В формуле получаемого от панели заряда (Ампер* часы) это учитывается.