Формула расчета системы фотоэлектрической генерации электроэнергии
1. Эффективность преобразования
η = Pm (пиковая мощность ячейки) / A (площадь ячейки) × Pin (мощность падающего света на единицу площади)
Где: Pin=1KW/㎡=100mW/cm².
2. Напряжение зарядки
Vmax = V количество × 1,43 раза
3. Аккумуляторные модули, соединенные последовательно и параллельно.
3.1 Количество параллельно подключенных аккумуляторных модулей = среднесуточное энергопотребление нагрузки (Ач) / среднесуточная выработка электроэнергии модулями (Ач)
3.2 Количество компонентов батареи, соединенных последовательно = рабочее напряжение системы (В) × коэффициент 1,43 / пиковое рабочее напряжение компонента (В)
4. Емкость аккумулятора
Емкость аккумулятора = среднесуточное энергопотребление (Ач) × количество дождливых дней подряд / максимальная глубина разряда
5. Средняя скорость сброса
Средняя скорость разгрузки (ч) = количество последовательных дождливых дней × время работы нагрузки / максимальная глубина разгрузки
6. Время работы под нагрузкой
Время работы под нагрузкой (ч) = ∑ мощность нагрузки × время работы под нагрузкой / ∑ мощность нагрузки
7. Батарея
7.1 Емкость батареи = среднее энергопотребление под нагрузкой (Ач) × количество последовательных дождливых дней × поправочный коэффициент разряда / максимальная глубина разряда × поправочный коэффициент низкой температуры
7.2 Количество батарей, соединенных последовательно = рабочее напряжение системы / номинальное напряжение батареи
7.3 Количество батарей, соединенных параллельно = общая емкость батарей / номинальная емкость батарей
8. Простой расчет, основанный на пиковых часах солнечного сияния.
8.1 Мощность компонента = (потребляемая мощность электроприборов × время потребления мощности / пиковое количество солнечных часов в регионе) × коэффициент потерь
Коэффициент потерь: принимать значения от 1,6 до 2,0 в зависимости от степени загрязнения окружающей среды в данном регионе, длины линии, угла установки и т.д.
8.2 Емкость батареи = (мощность электроприборов × время потребления энергии / напряжение системы) × количество дождливых дней подряд × коэффициент запаса прочности системы
Коэффициент запаса прочности системы: принимать значения от 1,6 до 2,0 в зависимости от глубины разряда батареи, зимней температуры, эффективности преобразования инвертора и т. д.
9. Метод расчета, основанный на суммарной годовой радиации.
Компоненты (квадратная матрица) = K × (рабочее напряжение электроприборов × рабочий ток электроприборов × время потребления энергии) / суммарная годовая локальная радиация
Когда кто-то поддерживает + общее использование, K берет 230; когда никто не поддерживает + надежное использование, K берет 251; когда никто не поддерживает + суровая среда + требует очень надежного, K берет 276.
10. Расчет на основе суммарного годового излучения и поправочного коэффициента уклона.
10.1 Мощность квадратной антенной решетки = коэффициент 5618 × коэффициент безопасности × общая потребляемая мощность нагрузки / поправочный коэффициент наклона × среднегодовое излучение в горизонтальной плоскости
Коэффициент 5618: определяется коэффициентом эффективности заряда и разряда, коэффициентом ослабления компонентов и т. д.; коэффициент безопасности: определяется условиями эксплуатации, наличием резервного источника питания, присутствием дежурного и т. д., принимается значение от 1,1 до 1,3.
10.2 Емкость батареи = 10 × общая потребляемая мощность нагрузки / рабочее напряжение системы: 10: без учета коэффициента солнечной активности (применимо к непрерывным дождливым дням, не превышающим 5 дней)
11. Многоканальный расчет нагрузки на основе пиковых часов солнечного сияния.
11.1 Текущий
Ток компонента = суточная потребляемая мощность нагрузки (Вт·ч) / напряжение постоянного тока системы (В) × пиковое количество солнечных часов (ч) × коэффициент эффективности системы
Коэффициент эффективности системы: включает в себя эффективность зарядки аккумулятора 0,9, эффективность преобразования инвертора 0,85, затухание мощности компонентов + потери в линии + пыль и т. д. 0,9, который следует корректировать в соответствии с фактической ситуацией.
11.2 Мощность
Суммарная мощность компонентов = мощность генерируемого компонента × напряжение постоянного тока системы × коэффициент 1,43
Коэффициент 1,43: отношение пикового рабочего напряжения компонента к рабочему напряжению системы.
11,3 Емкость аккумуляторного блока
Емкость аккумуляторной батареи = [суточное энергопотребление нагрузки Вт·ч/системное напряжение постоянного тока В] × [количество дождливых дней подряд/КПД инвертора × глубина разряда батареи]
КПД инвертора: от 80% до 93% в зависимости от комплектации; глубина разряда батареи: выбирается в диапазоне от 50% до 75% в зависимости от ее рабочих параметров и требований к надежности.
12. Метод расчета, основанный на пиковых часах солнечного сияния и интервале между двумя дождливыми днями.
12.1 Расчет емкости аккумуляторной батареи системы
Емкость аккумуляторной батареи (Ач) = частота срабатывания защиты × среднесуточное энергопотребление нагрузки (Ач) × максимальное количество непрерывных дождливых дней × коэффициент коррекции при низкой температуре / коэффициент максимальной глубины разряда батареи
Коэффициент безопасности: от 1,1 до 1,4; коэффициент коррекции при низких температурах: 1,0 для температур выше 0°C, 1,1 для температур выше -10°C, 1,2 для температур выше -20°C; коэффициент максимальной глубины разряда батареи: 0,5 для неглубокого разряда, 0,75 для глубокого разряда; для щелочных никель-кадмиевых батарей используется коэффициент 0,85.
12.2 Количество компонентов, соединенных последовательно
Количество компонентов, соединенных последовательно = рабочее напряжение системы (В) × коэффициент 1,43 / пиковое рабочее напряжение выбранных компонентов (В)
12.3 Расчет среднесуточной выработки электроэнергии модулями
Среднесуточная выработка электроэнергии модулями = (Ач) = пиковый рабочий ток выбранных модулей (А) x пиковое количество солнечных часов (ч) x поправочный коэффициент наклона x коэффициент потерь на затухание модуля
Пиковые часы солнечного сияния и поправочный коэффициент наклона — это фактические данные места установки системы; поправочный коэффициент потерь на затухание компонентов в основном относится к потерям, вызванным сочетанием компонентов, затуханием мощности компонентов, пылезащитой компонентов, эффективностью зарядки и т. д., и обычно принимается равным 0,8:
12.4 Расчет емкости батареи, которую необходимо пополнить за кратчайший промежуток времени между двумя последовательными дождливыми днями.
Емкость дополнительной батареи (Ач) = коэффициент запаса прочности × среднесуточное энергопотребление нагрузки (Ач) × максимальное количество дождливых дней подряд
Расчет количества компонентов, соединенных параллельно:
Количество модулей, подключенных параллельно = [емкость дополнительной батареи + среднесуточное энергопотребление нагрузок × минимальное количество дней интервала] / среднесуточная выработка электроэнергии компонентами × минимальное количество дней интервала
Среднесуточное энергопотребление нагрузки = мощность нагрузки / рабочее напряжение нагрузки × количество рабочих часов в сутки
13. Расчет выработки электроэнергии фотоэлектрической батареей
Годовая выработка электроэнергии = (кВт·ч) = суммарная годовая локальная излучаемая энергия (кВт·ч/м²) × площадь фотоэлектрической панели (м²) × КПД модуля × поправочный коэффициент. P = H·A·η·K
Поправочный коэффициент K = K1·K2·K3·K4·K5
Коэффициент затухания модуля K1 для длительной работы принимается равным 0,8; K3 — поправка на линию, принимается равным 0,95; K4 — КПД инвертора, принимается равным 0,85 или согласно данным производителя; K5 — поправочный коэффициент для ориентации и угла наклона фотоэлектрической батареи, который составляет около 0,9.
14. Рассчитайте площадь фотоэлектрической батареи в зависимости от потребляемой мощности нагрузки.
Площадь квадратной матрицы фотоэлектрических модулей = годовое потребление электроэнергии / суммарная годовая излучаемая энергия × КПД модуля × поправочный коэффициент
A=P/H·η·K
15. Преобразование энергии солнечного излучения
1 карта (кал) = 4,1868 джоулей (Дж) = 1,16278 милливатт-часов (мВт·ч)
1 киловатт-час (кВт·ч) = 3,6 мегаджоуля (МДж)
1 кВт·ч/м² (кВт·ч/м²) = 3,6 МДж/м² (МДж/м²) = 0,36 кДж/см² (кДж/см²)
100 мВт·ч/см² (мВт·ч/см²) = 85,98 кал/см² (кал/см²)
1 МДж/м² (МДж/м²) = 23,889 кал/см² (кал/см²) = 27,8 мВт·ч/см² (мВт·ч/см²)
Если единица измерения радиации — кал/см²: годовое максимальное количество солнечных часов = радиация x 0,0116 (коэффициент пересчета)
Если единица измерения радиации — МДж/м²: годовое максимальное количество солнечных часов = радиация ÷ 3,6 (коэффициент пересчета)
Если единица измерения радиации — кВт·ч/м²: Пиковое количество солнечных часов = радиация ÷ 365 дней
Если единица измерения радиации — кДж/см², то пиковое количество солнечных часов = радиация ÷ 0,36 (коэффициент пересчета).
16. Выбор батареи
Емкость аккумулятора ≥ 5 ч × мощность инвертора / номинальное напряжение аккумулятора
17. Формула расчета цены на электроэнергию
себестоимость производства электроэнергии = общая стоимость ÷ общая выработка электроэнергии
Прибыль электростанции = (цена закупки электроэнергии – себестоимость производства электроэнергии) × количество отработанных часов за весь срок службы электростанции
себестоимость производства электроэнергии = (общая стоимость – общая субсидия) ÷ общая выработка электроэнергии
Прибыль электростанции = (цена закупки электроэнергии – себестоимость производства электроэнергии) × количество рабочих часов за весь срок службы электростанции
Прибыль электростанции = (цена покупки электроэнергии – себестоимость производства электроэнергии) × время работы в течение срока службы электростанции + доход от нерыночных факторов
18. Расчет ROI
Без субсидий: годовая выработка электроэнергии × цена электроэнергии ÷ общие инвестиционные затраты × 100% = годовая норма доходности
При субсидировании электростанций: годовая выработка электроэнергии × цена электроэнергии ÷ (общая стоимость инвестиций – общая сумма субсидий) × 100% = годовая норма доходности
Существуют субсидии на электроэнергию и субсидии для электростанций: годовая выработка электроэнергии x (цена на электроэнергию + субсидируемая цена на электроэнергию) ÷ (общая стоимость инвестиций – общая сумма субсидий) x 100% = годовая норма доходности
19. Угол наклона и азимутальный угол квадратной фотоэлектрической матрицы.
19.1 Угол наклона
Широтная составляющая горизонтального наклона
Наклон 0°-25° = широта
Наклон 26°-40° = широта +5°-10° (+7° в большинстве районов нашей страны)
Наклон 41°-55° = широта + 10°-15°
Широта > 55° Наклон = Широта + 15°-20°
19.2 Азимут
Азимут = [пиковое время нагрузки в сутки (24-часовая система) - 12] × 15 + (долгота - 116)
20. Расстояние между передним и задним рядами фотоэлектрической батареи:
Д = 0 . 7 0 7 H / tan [acrsin ( 0 , 6 4 8 co sΦ- 0 , 3 9 9 si nΦ) ]
D: расстояние между передней и задней сторонами квадратной матрицы компонентов.
Φ: широта фотоэлектрической системы (положительная в северном полушарии, отрицательная в южном полушарии)
H: вертикальная высота от нижнего края заднего ряда фотоэлектрических модулей до верхнего края переднего ряда навесов.
Дата публикации: 23 сентября 2023 г.