Файл: Решение Количество необходимых солнечных батарей можно найти по следующей формуле (1).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 170
Скачиваний: 9
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Практическое задание №1
Для бесперебойного питания загородного дома в летний период с количеством потребителей
, необходимо определить количество солнечных батарей (
, их тип, а так же самостоятельно выбрать оптимальный угол установки. Ответ обосновать.Решение:
Количество необходимых солнечных батарей можно найти по следующей формуле:
(1)Здесь
– средняя выработка электроэнергии одной солнечной батареи; 
– коэффициент запаса, равный 1,2; 
– общее потребление энергии электроприборами в сутки. Рассчитаем среднюю выработку электроэнергии одной солнечной батареи:
Здесь использованы следующие данные:
, 
– мощность в кВт и площадь солнечной батареи; 
– КПД солнечной батареи в %, данные представлены в приложение №1.4; 
– среднее количество энергии поступающей от солнца, определяется по приложению №1.1. 
– солнечная инсоляция в %, находиться по приложению №1.2Расчёт среднего потребления электроэнергии в день для каждого электроприбора можно произвести по данной формуле:
В этой формуле
– номинальная мощность электроприбора; 
– среднее количество рабочих часов в сутки
;
– количество потребителей электроэнергии одного типа. Исходные данные, такие как номинальная мощность и среднее количество рабочих часов, можно найти в приложениях №1.3 и №1.4.Общее потребление электроэнергии можно определить по формуле:
Где
– среднее потребление электроэнергии в день для каждого типа электроприбора; 
– это индекс электроприбора. Подставим выражения друг в друга и выведем общую формулу:
(5)
– целочисленное значение. В ответе необходимо указать:
-
Количество солнечных батарей -
Угол установки по отношению к поверхности. Оптимальным является угол равный широте. Однако его можно скорректировать в необходимую сторону по приложению №1.2 (найти как можно больший % инсоляции).
Пример заполнения таблицы и выбора солнечных батарей:
| Вариант – | ||||||
| Наименование электроприбора | Мощность,  (Вт) | Кол-во рабочих часов в сутки, T (час) | Кол-во, N (шт) | , кВт*ч/сутки |  , кВт*ч/сутки | |
| Электролампа | 30 | 5 | 5 | 0,75 | 46,41 | |
| Телевизор | 1200 | 5 | – | 6 | ||
| Холодильник | 1500 | 24 | 1 | 20,4 | ||
| Чайник | 950 | 15 минут | 1 | 0,24 | ||
| Микроволновая печь | 1500 | 1 | – | – | ||
| Садовый насос | 400 | 3 | 1 | 1,2 | ||
| Компьютер | 350 | 5 | – | – | ||
| Электроплита | 3850 | 3 | – | – | ||
| Кофеварка | 2200 | 15 минут | – | – | ||
| Стиральная машина | 1750 | 1 | – | – | ||
| Утюг | 1050 | 15минут | – | – | ||
| Пылесос | 880 | 15 минут | – | 0,22 | ||
| Насосная станция | 800 | 3 | – | 2,4 | ||
| Водонагреватель (бойлер) | 2500 | 6 | – | 15 | ||
| Другие приборы | 100 | 1 | 1 | 0,2 | ||
| Параметры установки солнечных батарей | ||||||
| Координаты | 54°; 79° | |||||
| Азимут | 20° | |||||
, следовательно, необходимо 1 8 солнечных батарей. Ответ: Для бесперебойного питания данного дома достаточно 18 солнечных батарей, установленных под углом 54 градуса. При широте в 54° и азимуте 20° солнечная инсоляция максимальна, поэтому нет смысла менять угол установки солнечных батарей.
Практическое задание №2
Домашняя осветительная система питается от аккумуляторной батареи напряжением U (В). Освещение включается каждый вечер на время равное T (час), потребляемый ток I, A. Какой должна быть солнечная батарея, чтобы зарядить аккумулируемую батарею, если известно, что кремниевый элемент имеет ЭДС Е (В) при токе
(А). Расход энергии на заряд батареи 20 % больше, чем энергия отдаваемая потребителю при разряде. Определите общую мощность солнечной батареи, а также её состав (сколько элементов и как они должны быть соединены).Решение:
Первым делом, находим какое напряжение и ток должна выдавать солнечная батарея (не один кремниевый элемент):
В (1)где
– исходные данные аккумулятора (таблица 1). 
– коэффициент заряда, равный 1,2 (т.к. для заряда необходимо на 20% больше энергии). Рассчитываем сколько энергии расходуется каждый вечер и сколько необходимо для заряда аккумулятора:
(2)
(3)I – ток, потребляемый осветительной установкой (приложение 2.1).
T – время работы осветительной установки.
Солнечная батарея освещена солнцем каждый день в течение 5 ч, следовательно, можем найти
(ток заряда аккумулятора):
А (4)ЭДС (Е) каждого элемента в пике равен 0,5 В и ток
А (для всех значения едины), соответственно, мы можем найти как и сколько элементов должны быть соединены в солнечную батарею:
(5)
(6)
– количество кремниевых элементов в последовательно соединённой цепочке, 
– количество последовательно соединённых цепочек элементов. Исходя из этих данных, мы рассчитываем какой должны быть мощность солнечной батареи:
Вт (7)Вывод общей формулы:
Вт (8)Пример решения:
Дано:
В; 
А; 
ч.Решение:
;
;
В общей сложности, у нас выходит 192 элемента ↔ матрица 12 х 16, в которой 24 элемента соединены последовательно для получения нужного напряжения. И эти 8 «лент» соединены параллельно для увеличения тока.
Если у Вас по каким-то причинам не выходит матрица ± похожая на квадрат, то можно докинуть в каждую последовательную цепь 1 кремниевый элемент. Это увеличит напряжение и мощность солнечной батареи.