Amy Beaudet 19 de setembro de 2016
Você já se perguntou o que você pode alimentar com um painel solar de 100 W? Mais de 100.000 espectadores … e agora sabem a resposta!
Veja abaixo enquanto exploramos:
- Quanta energia um painel solar de 100 W gerará
- Qual é o tamanho da bateria e controlador de carga de que você precisa para armazenar a energia
- Idéias sobre o que você pode alimentar com eles … e por quanto tempo
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Transcrição completa
Nós vendemos muitos painéis solares para projetos solares DIY fora da rede. Geralmente, quando projetamos um sistema de energia solar, começamos com suas cargas, o que você está tentando energizar e, a partir daí, você determina o tamanho do painel solar de que precisa. Mas agora, vamos olhar para isso ao contrário, o que você pode alimentar com um painel solar de 100W? Um painel solar é classificado pela quantidade de energia que cria nas Condições de Teste Padrão, ou STC. Essas condições incluem a intensidade do sol, 1000 watts por metro quadrado, o ângulo da luz que atinge o painel diretamente, a temperatura, 25 ℃ ou 77 ℉ e outros critérios. Como se costuma dizer, a quilometragem real pode variar, com base em todos esses fatores do mundo real.
Geralmente, reduzimos os cálculos com base na diferença entre a configuração do laboratório e sua instalação real. Quando um painel solar de 12 V é avaliado em 100 W, esta é uma avaliação instantânea, se todas as condições de teste forem atendidas, quando você medir a saída, a tensão será de cerca de 18 volts e a corrente será de 5,55 amperes. Como watts são iguais a volts vezes amperes, 18 volts x 5,55 amperes = 100 watts. Watts é como a velocidade de um carro, milhas por hora, quão rápido está indo naquele instante, 50 milhas por hora. Para descobrir quanta energia é gerada em um período de tempo, você pode multiplicar os watts pelo número de horas de funcionamento. Portanto, em uma hora, 100W x 1 hora = 100 watts-hora. Novamente, com o seu carro, 50 milhas por hora x uma hora é igual a 50 milhas.
Agora que sabemos a matemática por trás disso, precisamos descobrir quantas horas conectar na equação para determinar quanto energia que o painel solar irá gerar em um dia. Quantas horas de luz solar igual à intensidade das condições de teste padrão, que é basicamente o sol do meio-dia, o painel solar será exposto durante o dia? O número de horas de luz solar igual ao meio-dia é chamado de insolação, ou horas de sol. Como você bem sabe, embora o sol nasça às 8 da manhã, ele não está tão claro quanto ao meio-dia. Então você não pode simplesmente dizer que o sol está brilhando por 10 horas, então vou multiplicar 100 W x 10 horas. A hora entre 8 e 9 da manhã é provavelmente apenas metade da força do sol do meio-dia à 1 da tarde, então a hora da manhã provavelmente seria igual a apenas ½ hora do sol. Mas os dias são muito mais curtos no inverno do que no verão, o número de horas de sol seria dramaticamente diferente ao longo do ano. Além disso, a quantidade de luz do sol que receberia em MiamI, Flórida, seria diferente da quantidade de horas de sol que receberia em Portland, ME.
Felizmente, algumas pessoas muito inteligentes tiraram décadas de vida dados meteorológicos e calculados o número de horas de sol em todo o mundo, divididos por mês, e até mesmo o ângulo de inclinação em que os painéis são montados. Então, posso olhar os gráficos para ver se tenho um painel solar de 100 W, em Portland, ME instalado em um ângulo de cerca de 45 graus, em média anual, eu teria 4,6 horas de sol por dia. Da mesma forma, se eu pegasse o mesmo painel solar em Miami FL, instalasse com uma inclinação de 25 graus, teria uma média anual de 5,2 horas de sol. Deixando um pouco à parte, quero ter certeza de que você verá que, durante os meses de junho e julho, vou obter mais energia desse painel solar no Maine do que na Flórida. Com Miami estando mais perto do equador e Maine estando mais perto do pólo norte, os dias são mais longos no verão no Maine e, portanto, o sol brilha mais tempo nos painéis solares. Legal, hein?
Ok, voltando à questão em questão, o que posso alimentar com um painel solar de 100 W? Preciso descobrir meu pior cenário, qual é o mês de pior desempenho que irei usar o painel? Já que, para este exemplo, vou usá-lo no Maine, durante a temporada de esqui, preciso descobrir em dezembro. Então, como posso extrair o máximo de energia possível em dezembro? Inclinando o painel solar de forma mais íngreme, ele aponta diretamente para o sol baixo de inverno. Portanto, vou montar meu painel solar de 100 W a 60 graus e calcular 3,2 horas de sol. Agora vou pegar 100 W x 3,2 horas de sol e 320 watts horas por dia em dezembro. Agora, como você sabe, nada na vida real é perfeito, então eu tenho que calcular as perdas que provavelmente irei incorrer, como queda de tensão no fio, sujeira (ou neve) acumulada no painel solar, perdas através da carga controlador, etc. Então, vou multiplicar os 320 watts-hora por 0,7.Eu sei, isso é perder cerca de ⅓ de seu poder. Agora acabo com 224 watts-hora de energia que fiz com meu painel solar de 100 W em um dia de dezembro.
O que posso fazer com essa energia? Bem, antes de mais nada, preciso armazená-lo em uma bateria para que possa usá-lo mais tarde, quando precisar. Então, vou usar pelo menos um controlador de carga de 7 A para gerenciar colocar a energia em uma bateria de ciclo profundo que pode ser carregada e descarregada regularmente. Qual é o tamanho da bateria que eu preciso? Desculpe, isso exige mais matemática. Tenho 224 watts-hora que estou produzindo e estou colocando-o em uma bateria de 12 volts. Como os watts divididos por volts são iguais aos amperes, 224 watts-hora divididos por 12 volts equivalem a 18,6 amperes-hora. Mesmo que eu esteja colocando em uma bateria de ciclo profundo, a maioria das baterias ainda não gosta de ser descarregada mais da metade, então vou ter certeza de obter uma bateria que pode conter pelo menos o dobro da energia estará usando, então usarei apenas metade da energia nele. 18,6 amp / hora x 2 = 37,2 amp / hora. A quantidade de energia que uma bateria pode armazenar muda dependendo da temperatura da sala em que ela está. Se minha bateria vai estar tão fria quanto 60 graus Fahrenheit, preciso aumentar o tamanho da bateria em 11% para acomodar as temperaturas mais frias . 37,2 amp / hora x 1,11 = 41,3 amp / hora. Também vou converter a energia CC da minha bateria para CA usando um inversor e vou perder cerca de 5% da minha energia com essa conversão, então 41,3 amp / hora / 0,95 = 43,4 amp / hora.
Agora, não sei se você já esteve no Maine no inverno. Mas acredite em mim, o sol não brilha todos os dias lá em dezembro. Não por um tiro longo. Então eu preciso descobrir quantos dias sem sol eu preciso armazenar a energia para passar esses dias sem sol. Digamos que preciso para durar o fim de semana sem sol. 43,4 amperes x 2 dias = 86,9 amperes hora. Ótimo, vou comprar uma bateria de ciclo profundo de grupo 27, que é 89Ah 12V.
Ok, agora posso finalmente descobrir o que posso fazer com essa energia. Posso executar meu laptop que usa 45W por 5 horas. Porque 224 Watt-hora / 45W = 4,97 horas. Ou posso alimentar 3 das minhas luzes LED de 10 W por 7 horas e ainda ter um pouco de energia restante. Ou eu poderia fazer uma xícara de café para mim, ouvir rádio enquanto leio um livro com uma luz de 10W acesa por 3 horas e usar meu laptop por 2 horas. Isso deve fornecer informações suficientes para que você possa descobrir como encaixar isso em sua situação. Você pode alterar os números de acordo com sua área e suas necessidades de energia.
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