Amy BeaudetSeptember 19, 2016
Haben Sie sich jemals gefragt, was Sie mit einem 100-W-Solarpanel betreiben können? Über 100.000 Zuschauer haben… und wissen jetzt die Antwort!
Sehen Sie unten, wie wir untersuchen:
- Wie viel Strom ein 100-W-Solarpanel erzeugt
- Welche Batterie- und Ladereglergröße benötigen Sie, um den Strom zu speichern?
- Ideen, was Sie damit betreiben können… und wie lange
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Vollständiges Transkript
Wir verkaufen viele Solarmodule für netzunabhängige DIY-Solarprojekte. Wenn wir ein Solarstromsystem entwerfen, beginnen wir im Allgemeinen mit Ihren Lasten, dem, was Sie mit Strom versorgen möchten, und von dort aus finden Sie heraus, welche Solarpanelgröße Sie benötigen. Aber jetzt werden wir es anders herum betrachten. Was können Sie mit einem 100-W-Solarpanel betreiben? Ein Solarpanel wird anhand der Strommenge bewertet, die es unter Standard Test Conditions (STC) erzeugt. Diese Bedingungen umfassen die Intensität der Sonne, 1000 Watt pro Quadratmeter, den Winkel des Lichts, das direkt auf das Panel trifft, die Temperatur, 25 ° C oder 77 ° C und andere Kriterien. Wie sie sagen, kann der tatsächliche Kilometerstand aufgrund all dieser Faktoren in der realen Welt variieren.
Wir reduzieren die Berechnungen im Allgemeinen basierend auf dem Unterschied zwischen der Laboreinstellung und Ihrer tatsächlichen Installation. Wenn ein 12-V-Solarpanel für 100 W ausgelegt ist, ist dies eine sofortige Leistung. Wenn alle Testbedingungen erfüllt sind, beträgt die Spannung bei der Messung des Ausgangs etwa 18 Volt und der Strom 5,55 Ampere. Da Watt gleich Volt mal Ampere ist, sind 18 Volt x 5,55 Ampere = 100 Watt. Watt ist wie die Geschwindigkeit eines Autos, Meilen pro Stunde, wie schnell es in diesem Moment fährt, 50 Meilen pro Stunde. Um herauszufinden, wie viel Strom über einen bestimmten Zeitraum erzeugt wird, können Sie die Wattzahl mit der Anzahl der Betriebsstunden multiplizieren. In einer Stunde sind also 100 W x 1 Stunde = 100 Wattstunden. Bei Ihrem Auto entsprechen 50 Meilen pro Stunde x eine Stunde 50 Meilen.
Nachdem wir nun die Mathematik dahinter kennen, müssen wir herausfinden, wie viele Stunden in die Gleichung eingefügt werden müssen, um zu bestimmen, wie viel Strom, den das Solarpanel an einem Tag erzeugt. Wie vielen Stunden Sonnenlicht, das der Intensität der Standardtestbedingungen entspricht, dh der Sonne am Mittag, ist das Solarpanel tagsüber ausgesetzt? Die Anzahl der Sonnenstunden, die dem Mittag entspricht, wird als Sonneneinstrahlung oder Sonnenstunde bezeichnet. Wie Sie wissen, ist die Sonne zwar um 8 Uhr morgens aufgegangen, aber nicht so hell wie mittags. Man kann also nicht einfach sagen, dass die Sonne 10 Stunden lang scheint, also werde ich mehrere 100 W x 10 Stunden. Die Stunde zwischen 8 und 9 Uhr morgens ist wahrscheinlich nur halb so stark wie die Sonne von Mittag bis 1 Uhr nachmittags, sodass die Morgenstunde wahrscheinlich nur ½ Sonnenstunde entspricht. Aber die Tage sind im Winter so viel kürzer als im Sommer, dass die Anzahl der Sonnenstunden im Laufe des Jahres dramatisch unterschiedlich wäre. Außerdem würde die Menge an Sonnenlicht, die ich in MiamI, FL, bekommen würde, anders sein als die Menge an Sonnenstunden, die ich in Portland, ME, bekommen würde.
Glücklicherweise haben einige sehr kluge Leute Jahrzehnte gebraucht Wetterdaten und berechnete die Anzahl der Sonnenstunden für die ganze Welt, aufgeschlüsselt nach Monaten, und sogar den Neigungswinkel, in dem die Paneele montiert sind. In den Diagrammen kann ich also nachsehen, ob in Portland, ME, ein 100-W-Solarpanel in einem Winkel von etwa 45 Grad installiert ist. Im Jahresdurchschnitt bekomme ich 4,6 Sonnenstunden pro Tag. Wenn ich dasselbe Solarpanel in Miami, FL, bei einer Neigung von 25 Grad installieren würde, hätte ich einen Jahresdurchschnitt von 5,2 Sonnenstunden. Abgesehen davon möchte ich sicherstellen, dass Sie sehen, dass ich in den Monaten Juni und Juli in Maine mehr Strom aus diesem Solarpanel herausholen werde als in Florida. Da Miami näher am Äquator und Maine näher am Nordpol liegt, sind die Tage im Sommer in Maine länger und die Sonne scheint länger auf die Sonnenkollektoren. Irgendwie cool, oder?
OK, zurück zu der Frage, was kann ich mit einem 100-W-Solarpanel betreiben? Ich muss mein Worst-Case-Szenario herausfinden. Was ist der Monat mit der schlechtesten Leistung, in dem ich das Panel verwenden werde? Da ich es für dieses Beispiel während der Skisaison in Maine verwenden werde, muss ich im Dezember rechnen. Wie kann ich also im Dezember so viel Strom wie möglich herausholen? Durch Kippen des Solarmoduls steiler, sodass es direkt auf die niedrige Wintersonne zeigt. Also werde ich mein 100-W-Solarpanel bei 60 Grad montieren und auf 3,2 Sonnenstunden rechnen. Ich nehme jetzt 100 W x 3,2 Sonnenstunden und bekomme im Dezember 320 Wattstunden pro Tag. Nun, wie Sie wissen, ist nichts im wirklichen Leben perfekt, daher muss ich mit Verlusten rechnen, die mir wahrscheinlich entstehen werden, wie z. B. Spannungsabfall über dem Draht, Schmutz (oder Schnee), der sich auf dem Solarpanel ansammelt, Verluste durch die Ladung Controller usw. Also werde ich die 320 Wattstunden mal multiplizieren .7.Ich weiß, das bedeutet, dass Sie ungefähr ⅓ Ihrer Kraft verlieren. Ich habe jetzt 224 Wattstunden Leistung, die ich an einem Dezembertag mit meinem 100-W-Solarpanel erzeugt habe.
Was kann ich mit dieser Leistung tun? Nun, zuerst muss ich es in einer Batterie aufbewahren, damit ich es später verwenden kann, wenn ich es brauche. Ich werde also mindestens einen 7-Ampere-Laderegler verwenden, um die Stromversorgung in einen Deep-Cycle-Akku zu übertragen, der regelmäßig geladen und entladen werden kann. Welche Batteriegröße brauche ich? Entschuldigung, das erfordert mehr Mathematik. Ich habe meine 224 Wattstunden, die ich mache, und ich stecke sie in eine 12-Volt-Batterie. Da Watt geteilt durch Volt Ampere entspricht, entsprechen 224 Wattstunden geteilt durch 12 Volt 18,6 Ampere Stunden. Obwohl ich es in eine Deep-Cycle-Batterie stecke, mögen die meisten Batterien es immer noch nicht, mehr als zur Hälfte entladen zu werden. Deshalb werde ich sicherstellen, dass ich eine Batterie bekomme, die mindestens doppelt so viel Strom aufnehmen kann wie ich wird verwendet, also werde ich nur die Hälfte der Energie darin verbrauchen. 18,6 Amperestunden x 2 = 37,2 Amperestunden. Die Energiemenge, die eine Batterie speichern kann, hängt von der Temperatur des Raums ab, in dem sie sich befindet. Wenn meine Batterie bis zu 60 Grad Fahrenheit kalt wird, muss ich die Größe meiner Batterie um 11% erhöhen, um den kühleren Temperaturen gerecht zu werden . 37,2 Amperestunden x 1,11 = 41,3 Amperestunden. Ich werde auch die Gleichstromversorgung von meiner Batterie mit einem Wechselrichter in Wechselstrom umwandeln und durch diese Umwandlung etwa 5% meiner Leistung verlieren, also 41,3 Amperestunden / 0,95 = 43,4 Amperestunden.
Jetzt weiß ich nicht, ob Sie im Winter jemals in Maine waren. Aber glauben Sie mir, die Sonne scheint dort im Dezember nicht jeden Tag. Bei weitem nicht. Ich muss also herausfinden, für wie viele Tage ohne Sonne ich die Energie speichern muss, um mich durch diese sonnenlosen Tage zu bringen. Nehmen wir an, ich brauche es, um das Wochenende ohne Sonne zu überstehen. 43,4 Amperestunden x 2 Tage = 86,9 Amperestunden. Großartig, ich besorge mir eine Deep-Cycle-Batterie der Gruppe 27, das sind 89 Ah 12 V.
OK, jetzt kann ich endlich herausfinden, was ich mit dieser Energie machen kann. Ich kann meinen Laptop mit 45 W 5 Stunden lang betreiben. Weil 224 Wattstunden / 45W = 4,97 Stunden. Oder ich kann 3 meiner 10-W-LED-Leuchten 7 Stunden lang mit Strom versorgen und habe immer noch etwas Strom übrig. Oder ich mache mir eine Tasse Kaffee, höre Radio, während ich 3 Stunden lang ein Buch mit eingeschaltetem 10-W-Licht lese, und benutze meinen Laptop 2 Stunden lang. Dies sollte Ihnen genügend Informationen geben, damit Sie herausfinden können, wie Sie dies in Ihre Situation einpassen können. Sie können die Nummern ändern, um sie an Ihre Region und Ihren Strombedarf anzupassen.
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