неділя, 16 лютого 2020 р.

Розрахунок потужності сонячної панелі для діджипітера (аналог чи цифра)

Наведу орієнтовний розрахунок потужності сонячної панелі, яка потрібна для автономного живлення діджипітера на базі тушки Wouxun KG-UV6D. Вихідними даними для розрахунку є необхідний час автономної роботи, широта місцевості для обліку мінімальної інсоляції, тимчасові періоди передачі DIGI-пакетів, тип сонячних панелей, орієнтація сонячної панелі, ККД інвертора (тип перетворювача PWM або MPPT)...

Задамося:

  1. Дві доби автономності за відсутності сонця, T [років] = 0.00547.
  2. Потужність трансівера на передачу 5Вт (у класі А ккд 50%, потужність споживання 10Вт > струм споживання режимі передачі Ion = 10/7.4= 1.35А).
  3. Споживання струму як прийому, умовно Ioff = 150 мА.
  4. Інсоляція для регіону – Херсон.
  5. Тривалість передачі Ton = 2 сек.
  6. Період передачі Tsum = 60 сек.
  7. Коефіцієнт деградації акумуляторів Kдегр = 0.85.
  8. Тип сонячних панелей СП: полікристалічний кремній.
  9. Тип акумулятора: б/в AGM (найгірший варіант).
  10. ККД MPPT, ККДgrid = 95-97%.
  11. Орієнтація СП: West South West, 43 ° нахил.
  12. Необхідна ємність E, мА*година:

E = T[рокiв]*(8760*((Ton*Ion)+((Tsum-Ton)*Ioff)))/(Kдегр*Tsum) = 0.00547*(8760*((2*1350)+((60-2)*150)))/(0.85*60) = 10 710.9 ~ 11 А*год.

Що відповідає потужності акумулятора Pакк = 11 * 12 = 121 Вт * год. Задамося струмом заряду акумулятора 0.1С = 0.1 * 11 = 1.1А.

Розрахунок потужності СП

Потрібно встигнути зарядити акумулятор за мінімальний світловий день у найгірший період інсоляції даного регіону, тобто. необхідне вироблення Wдень за світловий день має становити не менше 0.121 kВт*год/день. Хорошого сонячного дня фотоелектричні елементи нагріваються до 40-60°С. Типовий полікристалічний модуль має температурний коефіцієнт 0.48%, тобто на кожний градус вище 25°С максимальна потужність виробітку знижується на 0.48%. Задамося найгіршим випадком 35°С перевищення. Тоді втрати СП при 60°С становитимуть:

kPt = 0.48 * dT = 0.48 * 35 = 16.8%

Таким чином КПДсп складе 83.2%.

За калькулятором інсоляції обираємо регіон Херсон, кут СП та коефіцієнт для пори року, множимо коефіцієнт на потужність СП з урахуванням їх ККД при нагріванні мінус втрати у проводах (нехтуємо, Pпр = 0), множимо на ККД інвертора (втрати перетворення) та отримуємо орієнтовне вироблення кВт * год за світловий день у цей час року. Наприклад, для грудня при оптимальному 43°для СП інсоляція k = 1.46.

Тоді необхідна потужність Pcп становитиме:

Pcп = ((Wдень/КПДgrid) + Pпр)/(k * КПДсп) = ((0.121/0.95) + 0)/(1.46 * 0.832) = 0.104 кВт.

Задаємося потужністю СП із запасом = 120 Вт.

Ресурси

  1. 1. Сонячна панель на балконі. Загальний план (10-00)
  2. 2. Тест струмоспоживання другої партії ESP-12 у сплячому режимі
  3. 3. Онлайн-калькулятор сонячної інсоляції

Постскриптум

Шановні читачі, якщо мої дописи вас зацікавили – пiдтримайте збiр або ставайте спонсорами Youtube-каналу LaboratoryW з ексклюзивними лайфхаками
Категорія: