Amy Beaudet 2016. szeptember 19.
Elgondolkodott már azon, hogy mit tud energiával ellátni egy 100 W-os napelem segítségével? Több mint 100 000 néző rendelkezik… és most már tudja a választ!
Nézze meg alább, miközben felfedezzük:
- mekkora energiát termel egy 100 W-os napelem
- Milyen méretű akkumulátorra és töltésvezérlőre van szüksége az energia tárolásához
- Ötletek arról, hogy mit tud vele energiával ellátni… és meddig
Emellett feltétlenül iratkozzon fel az altE YouTube-csatorna még több barkácsoló napelemes videóhoz.
Teljes átirat
Sok napelemet adunk el barkácsolás nélküli, barkácsból készült napelemes projektekhez. Általánosságban elmondható, hogy amikor egy napenergia-rendszert tervezünk, akkor a terheléseivel kezdjük, hogy mit próbál működtetni, és onnan tudja meg, hogy milyen méretű napelemre van szüksége. De most fordítva fogjuk vizsgálni, mit tud energiával ellátni egy 100 W-os napelem segítségével? A napelemet az általa létrehozott teljesítménymennyiség alapján értékelik a szabványos tesztfeltételeknél (STC). Ezek a feltételek tartalmazzák a nap intenzitását, 1000 watt / négyzetméter, a panelt közvetlenül érő fényszöget, a hőmérsékletet, 25 ℃ vagy 77 ℉, és egyéb kritériumokat. Tehát, ahogy mondani szokták, a tényleges futásteljesítmény változhat, a tényleges tényezők alapján.
A laboratóriumi beállítások és a tényleges telepítés közötti különbség alapján általában csökkentjük a számításokat. Ha egy 12 V-os napelem 100 W-os névleges értéket kap, ez pillanatnyi érték, ha az összes tesztfeltétel teljesül, a kimenet mérésekor a feszültség körülbelül 18 volt, az áram pedig 5,55 amper. Mivel a watt megegyezik a volt és az amper árammal, 18 volt x 5,55 amper = 100 watt. A watt olyan, mint egy autó sebessége, mérföld per óra, milyen gyorsan halad ebben a pillanatban, 50 mérföld per óra. Hogy megtudja, mennyi energia termelődik egy idő alatt, meg kell szorozni a watt szorzatát a futás óráinak számával. Tehát egy óra alatt 100 W x 1 óra = 100 watt óra. Ismételten az autóval 50 mérföld per óra x egy óra egyenlő 50 mérföld.
Most, hogy ismerjük a mögöttes matematikát, ki kell találnunk, hány órát kell bekapcsolni az egyenletbe, hogy meghatározzuk, mennyi energiát a napelem egy nap alatt előállítja. Hány órányi napfénynek felel meg a szokásos vizsgálati körülmények intenzitása, amely alapvetően a nap délben van, napsugárzásnak kitéve a napsütést? A napfénynek a délkel megegyező óráinak számát insolációnak vagy napórának nevezzük. Mint jól tudjátok, annak ellenére, hogy a nap reggel 8-kor kel, mégsem olyan fényes, mint délben. Tehát nem mondhatja csak, hogy 10 órán át süt a nap, ezért 100W x 10 órát sokszorozok. A reggel 8 és 9 közötti óra valószínűleg csak fele olyan erős, mint a nap déltől délután 1-ig, így a reggeli óra valószínűleg csak a ½ nap órával lenne egyenlő. De a napok télen sokkal rövidebbek, mint a nyár, a napórák száma drámaian eltérne egész évben. Ezenkívül a napfény mennyisége, amelyet MiamI, FL-ben kapnék, különbözne a napóráktól, amelyet Portland-ben (Kalifornia) fogok.
Szerencsére néhány nagyon okos ember évtizedekig időjárási adatok és kiszámolta a napsütéses órák számát a világ minden tájáról, havonkénti bontásban, sőt a panelek felszerelésének dőlésszögét is. Tehát megnézhetem a diagramokat, hogy van-e 100 W-os napelemem, Portland-ben (ME) körülbelül 45 fokos szögben telepítve, átlagosan napi 4,6 napórát kapnék. Hasonlóképpen, ha ugyanezt a napelemet Miami FL-ben venném, 25 fokos dőlésszögben telepíteném, akkor éves átlagban 5,2 napóra lenne. Csak egy kicsit félretéve, szeretném biztosítani, hogy látja, hogy júniusban és júliusban több energiát fogok kihozni abból a Maine-i napelemből, mint Floridában. Mivel Miami közelebb van az Egyenlítőhöz, Maine pedig közelebb az északi sarkhoz, Maine-ban a napok hosszabbak a nyáron, és így a nap tovább süt a napelemekre. Valami klassz, mi?
OK, visszatérve a kérdésre, mit tudok táplálni egy 100 W-os napelem segítségével? Ki kell találnom a legrosszabb esetemet, mi a legrosszabbul teljesítő hónap, amikor a panelt fogom használni? Mivel ennél a példánál Maine-ben fogom használni, a síszezonban, decemberben kell számolnom. Tehát hogyan lehetne annyi energiát kihasználni, amennyit csak lehet decemberben? A napelem meredekebb döntésével úgy, hogy az az alacsony téli napra mutasson. Tehát a 100 W-os napelemet 60 fokon fogom felszerelni, és 3,2 nap órára számolok. Most decemberben 100W x 3,2 napórát veszek igénybe, és napi 320 wattórát kapok. Most, mint tudják, a való életben semmi sem tökéletes, ezért olyan veszteségeket kell számolnom, amelyek valószínűleg felmerülnek bennem, például feszültségesés a vezetéken, a napelemen felhalmozódott szennyeződés (vagy hó), veszteségek a töltésen keresztül vezérlő stb. Tehát meg fogom szorozni a 320 wattórás szorzatokat .7.Tudom, ez arra számít, hogy kb. Most 224 wattóra teljesítményt kapok, amelyet egy decemberi napon a 100 W-os napelememmel készítettem.
Mit tehetek ezzel az energiával? Nos, először is egy akkumulátorban kell tárolnom, hogy később használhassam, amikor szükségem van rá. Tehát legalább egy 7 amperes töltésvezérlőt fogok használni annak érdekében, hogy az áramellátást egy mély ciklusú akkumulátorba töltsem, amelyet rendszeresen lehet tölteni és lemeríteni. Milyen méretű elemre van szükségem? Sajnálom, ez további matematikát igényel. Megvan a 224 wattórám, amit készítek, és egy 12 voltos akkumulátorba teszem. Mivel a watt voltra osztva egyenlő amperrel, a 224 wattóra osztva a 12 volttal 18,6 amper óra. Annak ellenére, hogy mély ciklusú akkumulátorba helyezem, az akkumulátorok többsége még mindig nem szereti, ha a felénél többet lemerülnek, ezért biztosítani fogom, hogy olyan akkumulátort kapjak, amely legalább kétszer annyi energiát képes tárolni használni fogja, ezért csak az erő felét használom fel benne. 18,6 amper óra x 2 = 37,2 amper óra. Az akkumulátor által tárolható energia mennyisége a szoba hőmérsékletétől függően változhat. Ha az akkumulátorom olyan hideg lesz, mint 60 Fahrenheit fok, akkor 11% -kal meg kell növelnem az akkumulátorom méretét, hogy be tudjam helyezni a hűvösebb hőmérsékleteket . 37,2 amper óra x 1,11 = 41,3 amper óra. Az inverter segítségével átalakítom az akkumulátorom egyenfeszültségét váltóáramúvá, és energiám körülbelül 5% -át elveszítem ezzel az átalakítással, tehát 41,3 amperóra /, 95 = 43,4 amperóra.
Most már nem tudom, járt-e valaha Maine-ban télen. De bízz bennem ebben, decemberben ott nem süt minden nap a nap. Nem hosszú lövéssel. Szóval ki kell derítenem, hány nap nélkül kell tárolnom az erőt ahhoz, hogy átvészeljem azokat a nap nélküli napokat. Tegyük fel, hogy szükségem van rá, hogy nap nélkül töltsem ki a hétvégét. 43,4 amper óra x 2 nap = 86,9 amper óra. Remek, szerzek magamnak egy 27-es csoportos mélyciklusú akkumulátort, ez 89Ah 12V.
Rendben, most végre kitalálhatom, mit tehetek ezzel az energiával. 5 órán keresztül tudom működtetni a 45 W-ot használó laptopomat. Mert 224 Wattóra / 45W = 4,97 óra. Vagy a 10W-os LED-es lámpámból 3-at 7 órán keresztül táplálhatok, és még mindig marad egy kis energia. Vagy főzhetnék magamnak egy csésze kávét, hallgathatnék rádiót, miközben olvasnék egy könyvet 10 W-os világítással 3 órán keresztül, és használhatnám a laptopomat 2 órán keresztül. Ennek elegendő információt kell adnia ahhoz, hogy kitalálja, hogyan illesztheti ezt a helyzetéhez. Megváltoztathatja a számokat, hogy illeszkedjenek a területéhez és az energiaigényéhez.
- Bio
- Legfrissebb bejegyzések
Amy Beaudet
Amy Beaudet legfrissebb bejegyzései (az összes megtekintése)
- A 2021. évi szövetségi napenergia adójóváhagyása – 2020. november 16.
- Cserélje le az ólom-savas elemeket lítiumra a tengeri és lakóautók számára – Miért & Hogyan – 2020. november 3.
- Gyors leállítás blog 2. rész; Díjellenőrök – 2020. július 20.
