Расчёт производительности солнечных батарей
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:
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:
- 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.
Сергей Маринец
Автор - инженер по возобновляемым источникам энергии
Шикарно просто и понятно
День добрый в формуле указан к потерь если его брать от 10 кВт станции то не получается 0.83. И по этой формуле считается на одну панель по идее не на всю систему 10 кВт, вы же взяли интенсивность на 1м2 а посчитали как для панелей на 10 кВт?
Добрый день, для примера мы взяли 17% общих потерь, поэтому коэффициент будет равен 1- 0,17 = 0,83. Этот к-т учитывает все имеющиеся потери на солнечной станции. Эта формула как раз учитывает общую мощность солнечных батарей, а мощность солнечной интенсивности на 1 м кв. Т.е. если у вас будет 50 панелей с номинальной мощность по 200 Вт каждая, то мы и получим 10 000 Вт = 10 Квт, общей номинальной мощности, при этом площадь одной отдельно взятой батареи нас не интересует, т.к. все расчеты сведены к 1 м кв.
Добрый день! Эта формула не верна. Если у нас интенсивность солнечного излучения равна 1250, поправочный коэффициент 1.1, номинальная мощность 10кВт, КПД 0.85 и делим мы это все на единицу. Мы получаем мощность, равную 11,4125кВт, что больше номинальной мощности батареи 10кВт.
Если я всё правильно понимаю, то этот показатель должен быть меньше паспортных данных батареи. Так как здесь учитываются потери, угол наклона.
Меня смущает таблица. Кто может, объясните, почему при наклоне батареи на 0 градусов и азимуте 0 градусов у нас коэффициент 1?
Формула верна! В формуле значение 1250 кВт*ч/(м2*год) — соответствует годовой солнечной энергии поступающей на метр квадратный горизонтальной площади поверхности Земли, а не мгновенной мощности. А вы пересчитываете на мгновенную мощность. И да, если бы фактическая мощность солнечного излучения была больше испытуемой (например в горах такое бывает) то действительно мощность панели может быть выше номинала в некоторые часы светового дня.
Значение поступаемой энергии указано для горизонтальной поверхности, поэтому, при расположении модуля горизонтально (при этом ориентир модуля по югу не имеет значения), мы имеет к-т = 1, если же мы приподнимаем модуль, то имеем небольшую прибавку к выработке, т.к. солнце в течении дня светит под углом большую часть времени, однако «задирая» модули еще выше мы уже хуже используем солнечный свет, что и учитывает таблица. Таблица имеет укрупнённые значения, в программах моделирования используются более сложные алгоритмы поправочных коэффициентов, но при этом суть не меняется.
Как посчитать отклонение от южного направления?
Расчета как такового нет. Для этого можно воспользоваться гугл или яндекс картами или компасом непосредственно на месте монтажа.
А яке джерело Ви використовували для даної формули?
Книга, від наших сусідів: PORADNIK „INSTALACJE FOTOWOLTAICZNE” VIII
Эта формула без учета солнечных часов в году?Если я хочу посчитать, сколько солнечная панель выработает за год с учетом солнечных часов в году мне стоит ответ(к примеру 9000кВт*ч/год) умножить на количество солнечных часов к примеру на 1000 и разделить на 8760(всего часов в году), я верно понимаю?
Не совсем так. В этой формуле уже учтено суммарное количество солнечной энергии падающее на 1 м2 площади горизонтальной поверхности.
Добрый день.
В Интернете много разных вариантов подсчета производительности солнечных батарей, но откуда авторы берут информацию — не понятно. Есть первоисточники, к которым можно обратиться — мне для учёбы нужно.
Спасибо.
Данная формула очень проста, и даёт достаточно укрупнённый результат расчёта. Можете ссылаться на эту статью.
Как понять, что значит левая колонка в таблице?
Это угол наклона солнечной панели. 0 — панель горизонтально поверхности Земли, 90 — вертикально.
Спасибо. Отлично. Еле нашел такой расчет в сети. Все точно. А Вы Сергей молодец, Вам желаю терпения.