¿Pautas para dimensionar dispositivos electrónicos con energía solar?

¿Alguien sabe de pautas de tamaño o calculadoras para la electrónica de energía solar? es decir, dado el consumo de energía, la latitud y teniendo en cuenta el mal tiempo, el polvo acumulado y la caca de los pájaros, etc., calcule el tamaño de la celda solar y la cantidad de almacenamiento para garantizar que la electrónica nunca se quede sin energía.

Respuestas (1)

Nunca es mucho tiempo ! :-)

Obtenga horas de sol por día típico en un mes típico en su ubicación desde el excelente sitio de gaisma insolation et al aquí . Como estás en Nueva Zelanda, he elegido la página de Wellington.

El cuarto gráfico hacia abajo dice que la insolación media mensual en kWh/m²/día de enero a diciembre es la siguiente. Este es el equivalente a las horas de pleno sol. El mínimo es 1,4 horas/día en la sexta entrada = junio

5.83  
5.06  
3.97  
2.78  
1.85  
1.40  
1.63  
2.32  
3.32  
4.13  
5.26  
5.60

1,4 horas por día significa que durante un período de 24 horas obtendrá una potencia solar media por metro cuadrado de

  • Watts = 1000 x 1,4/24 = 58 Watts por metro cuadrado de aislamiento = 5,8 % de la potencia total del panel solar

Eficiencia del panel solar = Zp típicamente ~ 13%. Factor de degradación de caca de pájaro = Kbp = depende de la limpieza, etc.
Diga Kbp= 0,75.

Día promedio de junio de Wellinton = 1,4 horas de sol/día, pero algunos días Watts ~= 0
Por lo tanto, D = días en los que desea funcionar SIN entrada solar.

Dejaré de nombrar factores K y los agruparé en "Kother".
Kother es un factor de degradación compuesto por todos los factores que se te ocurran MULTIPLICADOS juntos.

La carga de la batería para descargar el retorno de energía, digamos 80%, depende de la química y varios otros factores.

Temperatura: alrededor del 90 % de la temperatura nominal a 25 °C a medida que el panel se calienta.

Coincidencia del panel con la batería - dirigido por, por ejemplo, controladores MPPT - El panel será de 18 V oc para una batería de 12 V y la pérdida de energía sin un controlador MPPT variará, digamos un 80%.

ENTONCES

Un panel de, digamos, 100 vatios alimentará equipos que funcionarán las 24 horas del día, los 7 días de la semana en junio en Wellington con una potencia de

  • 100 x 1,4 h/24 h x 0,75 pb x Kother (0,8 batería x 0,9 temperatura x ...) / D días

    = 100 x 0,058 x 0,75 x 0,8 x 0,9 x ... =~ 3 vatios / D

A continuación, se permite Zp utilizando la potencia nominal del panel.

es decir, un panel de 100 vatios funcionará con 3 vatios de equipo en Wellington en junio SI los días son típicos. Si se vuelve súper negro, oscuro y tormentoso y quiere durar, digamos, 3 días sin sol, obtiene 3/3 días = 1 vatio, 24 horas al día, 7 días a la semana por 100 W de panel con 3 días de espera.

¡Bastante impresionante!

Tamaño de la batería = 1 vatio hora por vatio de carga x 24 horas/día x D días de espera / Kbatería a cargar.

Digamos una carga de 1 vatio y una retención de 3 días = 1 x 24 x 3 / 0,75 digamos = ~= 100 vatios hora.

E&O !!!!!!!!!!!! - el tamaño de la batería y el tamaño del panel no parecen del todo correctos. Es posible que haya dejado caer una cifra en alguna parte, PERO el principio debe ser obvio y directo. Un aspecto importante es obtener los factores de degradación correctos.

Haga preguntas si está interesado.

Gracias Russell. Sí, esperaba evitar el enfoque de averiguarlo :) El "algunos días Watts ~= 0" parece pesimista, ¿alguna idea? También es necesario tener en cuenta las pérdidas cuando el panel no sigue al sol. Simplemente geométrico para la luz incidente, supongo. Sí vi una fórmula: panel de 100 W * 1,4/5,8 (invierno/verano en Wgtn) * 1,5 horas/día promedio de sol máximo en latitudes medias = 36 Whr/día, más Kother. Supongo que necesito hacer algunas medidas.
¿En que ciudad estas? Tus 36 Wh/día se traducen en 1,5 Watt continuos y para Kother = 2/3 obtienes 1 Watt. Que es 3X mi resultado anterior. No sé por qué, pero tienes que hacerlo.
Eso fue a partir de una fórmula para dimensionar la energía solar doméstica. Reduzca la calificación del panel según la proporción de insolación de invierno/verano y suponga que obtiene eso durante 1,5 horas al día a esa potencia. Entonces, la hora y media es, supongo, un factor crudo para las nubes, que no apunta al Sol, etc. Estoy pensando que necesitaré obtener un panel y hacer algunas mediciones.
¿Qué ciudad/zona? | Los datos de Gaisma deberían ser lo suficientemente buenos para la insolación media real sin factores de error. | Otros multiplicadores que menciono obviamente necesitan evaluación en su situación | No, ~= 0 no es una mala cifra para algunos días. La salida del panel disminuye razonablemente de forma lineal con el nivel de luz. Habrá algunos días en Nueva Zelanda (especialmente a medida que avanza hacia el sur) en los que algunos días serán muy oscuros y tormentosos durante todo el día. Mucho menos de 1,5 horas equivalentes a pleno sol sería posible ocasionalmente incluso en Auckland.
Christchurch. La otra pregunta es el ángulo del Sol. Y un cálculo geométrico bastante fácil, pero ¿los paneles convierten la luz en energía, por igual desde todas las direcciones?
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