광전지 시스템 계산 절차. 구성표, 설명

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광전지 시스템 계산 절차. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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광전지 시스템의 계산은 다음 단계로 나눌 수 있습니다.

부하 및 소비 에너지 결정.
필요한 인버터 전력 및 배터리 용량 결정.
시스템 설치 장소에 태양 복사가 도달하는 데이터를 기반으로 필요한 광전지 모듈 수를 결정합니다.
시스템 비용 계산.

4단계를 완료한 후 시스템 비용이 감당할 수 없을 정도로 높으면 자율 전원 공급 시스템의 비용을 줄이기 위해 다음 옵션을 고려할 수 있습니다. 기존 부하를 에너지 효율적인 기기로 교체하고 에너지 소비를 줄입니다. 열, "유령" 및 불필요한 부하(예: 가스로 작동하는 냉장고, 에어컨 등을 사용할 수 있음):

AC 부하를 DC 부하로 교체합니다. 이 경우 인버터 손실이 없는 이점을 누릴 수 있습니다(10~40%). 그러나 저전압 DC 시스템의 설계 특징을 고려할 필요가 있습니다.
추가 발전기 또는 풍력 터빈, 디젤 가솔린 발전기를 전원 공급 시스템에 도입;
항상 전기가 공급되지는 않는다는 사실을 받아들이십시오. 그리고 시스템 전력이 전력 소비량과 더 많이 다를수록 전력이 공급되지 않는 기간을 경험할 확률이 높아집니다.

1. 에너지 사용량 결정

태양광 발전소에서 전력을 공급할 전기 소비자 장치 목록을 작성하십시오. 작동 중 전력 소비를 결정하십시오. 대부분의 장치에는 와트 또는 킬로와트 단위의 정격 전력 소비가 표시되어 있습니다. 전류 소비가 표시된 경우 이 전류에 정격 전압(일반적으로 220V)을 곱해야 합니다.

AC 부하를 계산합니다. 이러한 부하가 없으면 이 단계를 건너뛰고 DC 부하 계산으로 넘어갈 수 있습니다.

1.1. 모든 AC 부하, 전력 정격, 주당 작동 시간을 나열합니다. 각 기기의 작동 시간에 전력을 곱합니다. 결과 값을 추가하여 주당 총 AC 에너지 소비량을 결정하십시오.

다음은 PVS(광발전 시스템)를 계산하는 간단한 단계별 방법입니다. 이 방법은 시스템 요구 사항을 결정하고 필요한 전기 시스템 구성 요소를 선택하는 데 도움이 됩니다.

1.2. 다음으로 필요한 DC 전력량을 계산해야 합니다. 이렇게 하려면 결과 값에 1,2배를 곱해야 하며, 이는 인버터의 손실을 고려합니다.

1.3. 선택한 인버터의 특성에 따라 인버터 입력 전압 값을 결정합니다. 일반적으로 12V 또는 24V입니다.

1.4. 1.2항의 값을 1.3항의 값으로 나눕니다. AC 부하를 감당하는 데 필요한 주당 앰프 시간을 받게 됩니다.

DC 부하를 계산합니다.

1.5. DC 부하 데이터를 기록합니다.

1.6. DC 시스템의 전압을 결정합니다. 일반적으로 12V 또는 24V입니다. (단락 1.3에서와 같이)

1.7. DC 부하에 필요한 주당 Ah 수를 결정합니다(1.5항의 값을 1.6항의 값으로 나눕니다).

1.8. 1.4항과 1.7항의 값을 더해 필요한 총 배터리 용량을 결정합니다. 이는 일주일에 소비되는 Ah의 수입니다.

1.9. 1.8항의 가치를 7일로 나눕니다. 소모된 Ah의 일일 가치를 받게 됩니다.

2. 부하 최적화

이 단계에서는 부하를 분석하고 전력 소비를 줄이는 것이 중요합니다. 이는 모든 시스템에 중요하지만, 절약 효과가 매우 클 수 있으므로 주거용 전기 시스템의 경우 특히 중요합니다. 먼저 크고 가변적인 부하(예: 물 펌프, 실외 조명, AC 냉장고, 세탁기, 전기 히터 등)를 식별하고 이를 시스템에서 제거하거나 다른 유사한 가스 또는 구동 모델로 교체해 보십시오. .

DC 기기의 초기 비용은 일반적으로 동일한 AC 기기보다 높지만(대량 생산되지 않기 때문에) 인버터의 손실을 피할 수 있습니다. 더욱이 DC 기기는 AC 기기보다 더 효율적인 경우가 많습니다(많은 가전 기기, 특히 전자 기기는 AC를 DC로 변환하므로 기기의 전원 공급 장치에서 에너지 손실이 발생합니다).

가능하다면 백열전구를 형광등으로 교체하십시오. 형광등은 동일한 조도를 제공하면서도 전력 소모는 4~5배 적고, 수명도 약 8배 더 깁니다.

제거할 수 없는 부하가 있는 경우 맑은 기간이나 여름에만 실행하는 것을 고려하십시오. 워크로드 목록을 검토하고 데이터를 다시 계산하세요.

3. 배터리 매개변수 결정(AB)

사용할 배터리 유형을 선택하세요. 최고의 작동 및 경제적 매개변수를 갖춘 발열 유지 관리가 필요 없는 납산 배터리를 사용하는 것이 좋습니다.

다음으로, 배터리에서 얼마나 많은 전력을 얻어야 하는지 결정해야 합니다. 이는 종종 배터리가 재충전하지 않고 자체적으로 부하에 전원을 공급하는 일수에 따라 결정됩니다. 이 매개변수 외에도 전원 공급 시스템의 특성을 고려해야 합니다. 예를 들어, 주말에만 방문하는 시골집에 시스템을 설치하는 경우, 일주일 내내 충전하고 주말에만 에너지를 방출할 수 있으므로 더 큰 배터리를 설치하는 것이 좋습니다. 반면, 디젤이나 가스 발전기를 기반으로 하는 기존 전력 공급 시스템에 PV 모듈을 추가하면 언제든지 발전기를 켜서 배터리를 충전할 수 있기 때문에 배터리 용량이 설계보다 낮아질 수 있습니다.

필요한 배터리 용량을 결정한 후. 다음과 같은 매우 중요한 매개변수를 고려해 볼 수 있습니다.

3.1. 연속 "태양이 없는 날"의 최대 수를 결정합니다(즉, 악천후나 구름으로 인해 태양 에너지가 배터리를 충전하고 부하를 작동하기에 부족한 경우). 또한 이 매개변수를 선택한 횟수로 사용할 수도 있습니다. 이 기간 동안 배터리는 재충전 없이 자체적으로 부하에 전원을 공급합니다.

3.2. A*h 단위의 일일 소비량(위의 에너지 소비량 계산 단락 1.9 참조)에 이전 단락에서 결정된 일수를 곱합니다.

3.3. 허용되는 배터리 방전 깊이를 설정합니다. 방전 깊이가 클수록 배터리가 더 빨리 고장납니다. 20%(30% 이하)의 방전 깊이를 권장합니다. 이는 배터리 공칭 용량의 20%를 사용할 수 있음을 의미합니다. 계수(또는 0,3)를 사용합니다. 어떤 경우에도 배터리 방전이 80%를 초과해서는 안 됩니다!

3.4. 항목 3.2를 항목 3.3으로 나눕니다.

3.5. 배터리가 설치된 실내의 주변 온도를 고려하여 아래 표에서 계수를 선택하십시오. 일반적으로 이는 겨울의 평균 기온입니다. 이 계수는 온도 감소에 따른 배터리 용량 감소를 고려합니다.

배터리 온도 계수:

° F	° C	계수.
80	6.7	1.00
70	21.2	1.04
60	15.6	1.11
50	10.0	1.19
40	4.4	1.30
30	-1.1	1.40
20	-6.7	1.59

3.6. 3.4항의 값에 3.5항의 계수를 곱합니다. 필요한 총 배터리 용량을 얻을 수 있습니다.

3.7. 이 값을 선택한 배터리의 정격 용량으로 나눕니다. 결과 값을 가장 가까운 높은 정수로 반올림합니다. 이는 병렬로 연결될 배터리 수입니다.

3.8. 시스템의 정격 DC 전압(12, 24 또는 48V)을 선택한 배터리의 정격 전압(일반적으로 2, 6 또는 12V)으로 나눕니다. 결과 값을 가장 가까운 높은 정수로 반올림합니다. 직렬로 연결된 배터리의 값을 얻을 수 있습니다.

3.9. 항목 3.7의 값에 항목 3.8의 값을 곱합니다. 필요한 배터리 수를 계산하기 위해.

4. 일조량이 가장 많은 시간을 결정합니다.

태양광 패널이 수용할 수 있는 태양 에너지의 양에 영향을 미치는 몇 가지 요인은 다음과 같습니다.

시스템은 언제 사용됩니까? 여름에? 겨울에? 일년 내내?
해당 지역의 일반적인 기상 조건:
시스템이 태양에 의해 인도되는지 여부;
태양광 모듈의 위치 및 경사각.

월 평균 일사량을 결정하려면 표를 사용할 수 있습니다. 태양광발전(PV) 전지의 전기 생산은 태양광선이 PV에 입사하는 각도에 따라 달라집니다. 최대값은 90도 각도에서 발생합니다. 이 각도에서 벗어나면 태양계에 흡수되기보다는 반사되는 광선의 수가 증가합니다.

겨울에는 낮이 짧아지고, 흐린 날이 많아지고, 태양의 높이가 낮아지기 때문에 받는 방사선량이 현저히 적습니다. 여름에만 시스템을 사용하는 경우 여름 값을 사용하고, 일년 내내 사용하는 경우 겨울 값을 사용합니다. 안정적인 전력공급을 위해 태양광발전소를 사용하는 기간 동안의 월 평균값 중 가장 낮은 값을 선택하세요.

최악의 달에 대해 선택한 월 평균을 해당 월의 날짜로 나누어야 합니다. SB를 계산하는 데 사용되는 월별 평균 최대 태양 시간을 받게 됩니다.

5. 태양전지의 계산

시스템에 필요한 총 모듈 수를 결정해야 합니다.

최대 전력점 Impp에서의 전류는 모듈 사양에서 결정될 수 있습니다. 또한 모듈의 전력 정격을 최대 전력점 Umpp(일반적으로 17V 모듈의 경우 17,5~12V)의 전압으로 나누어 Impp를 결정할 수도 있습니다.

5.1. 배터리 충방전으로 인한 손실을 고려하려면 1.9항의 값에 1.2배를 곱하세요.

5.2. 이 값을 해당 지역의 평균 태양 최고 시간 수로 나눕니다. SB가 생성해야 하는 전류를 받게 됩니다.

5.3. 병렬로 연결된 모듈 수를 결정하려면 5.2절의 값을 한 모듈의 Impp로 나눕니다. 결과 숫자를 가장 가까운 높은 정수로 반올림합니다.

5.4. 직렬로 연결된 모듈 수를 확인하려면 시스템 DC 전압(일반적으로 12, 24, 48V)을 모듈의 정격 전압(일반적으로 12 또는 24V)으로 나눕니다.

5.5. 필요한 태양광 모듈의 총 개수는 5.3항과 5.4항의 값을 곱한 것과 같습니다.

6. 시스템 비용 계산

태양광 전원 공급 시스템의 비용을 계산하려면 태양광 발전, 배터리, 인버터, 배터리 충전 컨트롤러 및 연결 부품(전선, 스위치, 퓨즈 등)의 비용을 합산해야 합니다.

SB의 비용은 5.5항의 값과 모듈 하나의 비용을 곱한 것과 같습니다. 배터리 비용은 3.9항의 값과 배터리 0,1개의 가격을 곱한 금액과 같습니다. 인버터 비용은 전력 및 유형에 따라 다릅니다. 피팅 연결 비용은 시스템 비용의 약 1-XNUMX%로 간주할 수 있습니다.

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