Расчёт производительности солнечных батарей

 Солнечная энергия | Фотовольтаика

Существует довольно простая методика позволяющая рассчитать количество электроэнергии, выдаваемое солнечной батареей. Результат этого расчета позволит получить среднее значение количества энергии вырабатываемой солнечной электростанцией за год.

Формула расчёта энергии генерируемой солнечными батареями

Чтобы произвести расчет солнечных батарей воспользуемся следующей формулой:

формула расчета производительности

где:

  • I — интенсивность солнечного излучения, попадающее на поверхность Земли в горизонтальной плоскости. Значение можно выбрать, воспользовавшись картой интенсивности солнечной радиации за год:

  • Ко — поправочный коэффициент пересчета суммарного потока солнечной энергии с горизонтальной плоскости на наклонную поверхность солнечных батарей. Данные можно взять и следующей таблицы:

коеффициент на поверхность панели

  • Vмодуля – номинальная мощность солнечной батареи или цепи солнечных модулей. Указывается в паспортных данных, кВт;
  • Кпот – коэффициент, учитывающий потери солнечной батареи при преобразовании и передаче электроэнергии;
  • Uиспыт — интенсивность солнечной радиации, при которой фотоэлектрические панели тестируются (условия STC), то есть 1000 Вт/м2.

Потери энергии в солнечной электростанции

Общие потери энергии при преобразовании солнечного излучения в фотоэлектрической системе включают в себя :

  • потери в проводах – 1%
  • потери в инверторе – 3-5%
  • потери связанные с ростом температуры фотоэлементов — 2-5%
  • потери в процессе работы солнечной батареи в период низкого уровня солнечного излучения — 1-3%
  • потери связанные с затенением и загрязнением солнечных батарей – 1-3% (в случае неоптимального ориентирования эти потери могут быть значительно выше)
  • потери шунтирующих диодов – 0,5%

При оптимальной компоновке оборудования эффективность солнечной системы в 90% считается очень хорошей. На практике возможны случаи, когда общие потери могут достигать значения 20-30 % из-за плохого качества оборудования или неправильного подбора компонентов системы и других факторов.

Пример расчёта производительности солнечных батарей

Для примера произведем расчет солнечной фотоэлектрической станции со следующими параметрами:

  • Общая номинальная мощность солнечных батарей – 10 кВт;
  • Регион – Киев;
  • Угол ската кровли 45º и отклонение от южного направления 25º;
  • Общие потери принимаем равные 10%.

Воспользовавшись данными из карты солнечной интенсивности выбираем значение 1000 кВт·ч/(м²·год) соответствующее 4-й зоне. Поправочный коэффициент пересчета суммарного потока солнечной энергии будет равен 1,10.

Подставив значение, получаем:

Е = 1 000 [кВт·ч/(м²·год)] × 1,1 × 10 [кВт] × 0,9 / 1 [кВт·ч/м²] = 9 900 [кВт·ч/год]

Данный расчет солнечных батарей позволяет приблизительно оценить среднее количество энергии которое выработает фотоэлектрическая станция за год.

Ссылка на основную публикацию