Методика розрахунку сонячної електростанції

Для проведення розрахунку вам знадобляться такі вихідні параметри:

U_{сидіння} — напруга АБ і СП — 12В/24В/48В/96В/ 192В, з практичних міркувань рекомендуємо використовувати системи з використанням одного контролера

• на 12 В за пікової потужності до 360...600 Вт,
• на 24 В за пікової потужності від 450 Вт до 1.4 кВт,
• на 48 В за пікової потужності від 1 кВт до 2.5 кВт.

У разі використання паралельного з'єднання двох і більше контролерів заряду АБ у такий же раз збільшується максимальна потужність системи, але треба уточнити, чи дають змогу обрані вами моделі контролерів здійснювати таке під'єднання!

Нагадування, що під час проведення робіт із монтажу й обслуговування СП необхідно дотримуватися техніки безпеки, оскільки можливий ураження струмом і сумні наслідки! 

W_{нагр сут} – сумарна необхідна потужність, для споживання впродовж однієї доби (як варіант розраховується потужність за тиждень і усередняється на день);

N — кількість днів безперебійного електропостачання (вчить можливих похмурих днів);

T — час пікового освітлення, коли панель виробляє максимальну потужність — середньомісячна кількість годин для конкретного регіону, що залежить від пори року та кліматичних особливостей місцевості. Час пікової освітленості безпосередньо залежить від сонячної інсоляції у вашому регіоні.  Цей параметр статистичний і для кожного регіону індивідуальний і може бути знайдений через пошуковик на сайтах, які є метеостерології. З огляду на бажану пору року використання системи вибираємо найменше щомісячне значення для необхідного інтервалу. Як можна легко переконатися, економічно найактуальніше використання сонячних електростанції з травня до серпня, а під час періоду з квітня до вересня також не збільшить вартість системи щодо літнього варіанту. Цілорічне використання найдорожче, тому що під час розрахунку треба відштовхуватися від значень грудня місяця (зазвичай це найбільш несонячний місяць). 

Знаючи необхідне енергоспоживання на добу, розрахуємо необхідну добову потребу в А·год:

I_S стут = W_{нагр сут} / ( U_{сидіння} * КИ ) ,

де КУ — ККД інвертора, зазвичай він становить 0.8...0.9; якщо система не передбачає перетворення напруження, рахує його рівним 1.0.

Тепер, знаючи необхідний добовий запас А·год, можна прорахувати необхідну місткість АБ, що забезпечують безперебійну роботу системи:

I_АБ = ( I_S стут * N ) / K_{РОЗРІЯДА} ,

де K_{РОЗРІЯДА} — допустима глибина розряду батареї. Ця величина впливає на тривалість експлуатації вашого АБ. Зазвичай для АБ типу GEL вибирається глибина розряду 20-30% — значення коефіцієнта — 0,7...0,8.

Тепер вибираємо тип акумулятора, на яких будуватиметься резервна АБ. Кількість необхідних акумуляторів для створення АБ рахуємо як:

A = I_АБ / E_А ,

де E_А — номінальна ємність одного акумулятора.

Отримане число округляємо у велику сторону до найближчої цілої кількості. Для розрахунку числа СП необхідно, крім потужності, що віддається в навантаження, врахувати потужність для підзаряджання АБ. На підзаряджання АБ у нормальному режимі витрачається приблизно 10% потужності:

W_{АБ стут} = (A * E_А * U_{сидіння} ) * 0.1 .

Тоді середньодобова потужність споживання становитиме:

W_стут = W_{АБ стут} + W_{нагр сут} .

Тепер можна розрахувати кількість необхідних сонячних модулів:

F = W_стут / (T * P_СП ) ,

де P_СП — потужність одного модуля СП.

Для підбору моделі контролера заряду необхідно розрахувати максимальний струм заряджання зі СП (див. енергетичні характеристики СП) і максимальний струм, що віддається в піку споживання в навантаження. Вибравши максимальну з цих величин із додаванням 15-20% запасу по струму та знаючи U_{сидіння}Порівнюємо характеристики контролерів b зупиняємося на відповідній моделі (зокрема і з фінансових міркувань). Потужність інвертора необхідно вибирати з урахуванням максимального споживаного в піку навантаження потужності (надо враховувати пускові струми електроприладів!!!) і з запасом 20-30% від цієї потужності.