Расчёт выработки энергии от солнечных батарей

 Основой для расчёта ожидаемой выработки энергии являются сведения по мощности солнечного излучения, которые даны в таблице 6.1. Стандартная инсоляция рассчитывается для площади в 1 квадратный метр. Однако точная площадь элементов солнечной панели нам не известна. Зато известна её номинальная мощность, которая определяется при 25°С для стандартного потока солнечного света в 1 кВт/м². Этого вполне достаточно. Приняв мощность солнечного излучения у поверхности Земли (максимальную инсоляцию) той же самой — что, в общем, соответствует действительности, — мы получим, что выработка батареи относится к инсоляции квадратного метра также, как мощность батареи относится к мощности солнечного излучения у земной поверхности в ясную погоду, приходящейся на 1 квадратный метр, то есть к 1000 Вт. Умножив месячную инсоляцию из таблицы 6.1. на соотношение мощностей батареи и максимальной инсоляции, можно оценить выработку солнечной батареи за любой выбранный месяц.

       Таким образом, выработку фотоэлектрической панели будем рассчитывать по следующей формуле:

                                                                                          (6.1.)

где E_сб — выработка энергии солнечной батареей; E_инс — месячная инсоляция квадратного метра; P_сб — номинальная мощность солнечной батареи; η — общий КПД передачи электрического тока по проводам, контроллера солнечной батареи и инвертора при преобразовании низковольтного постоянного напряжения в стандартное; P_инс — максимальная мощность инсоляции квадратного метра земной поверхности.

Таблица 6.1. Усреднённые данные по среднемесячной энергии солнечного излучения для города Астрахань.

 

Наклон панели к горизонту	Суммарно по месяцам, кВт·ч/м^2												Суммарно за год, кВт·ч/м^2
	Янв.	Фев.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сен.	Окт.	Нояб.	Дек.
0^о(гор.)	32,4	52,9	95,5	145,5	189.4	209.9	189.7	174.7	127.8	81.7	45.0	26.6	1371.1
35°	56.1	77.9	122.5	161.6	187.8	197.7	184.5	189.9	164.6	124.7	80.2	46.9	1593.6
90° (верт.)	62.1	75.9	99.5	103.0	97.1	92.0	91.8	112.1	123.2	116.5	86.4	52.7	1112.2
вращение вокруг полярной оси	69.4	96.0	157.1	218.3	268.0	293.3	269.1	276.1	229.0	164.4	102.3	57.3	2200.2

 

Поскольку для города Астрахань нет данных по среднемесячной энергии солнечного изучения для наклона солнечной батареи в 57^о (таблица 6.1.), но есть данные для наклонов 35^о и 90^о, то в приближении можно воспользоваться интерполяцией. При оценке выработки учтён суммарный КПД инвертора и контроллера, равный 90%. Максимальная мощность инсоляции квадратного метра земной поверхности обычно принимают равной 1 кВт.

Итак, посчитав по формуле 6.1. выработку всех солнечных батарей, например для января, мы получили:

Январь:

       Не будем расписывать расчёт каждого месяца подробно, так как везде используется одна и та же методика.          

В итоге расчёта, мы получили, что все наши солнечные батареи за год могут выработать 137393 кВт*ч электроэнергии, что довольно таки немало. Из этого числа за отопительный период солнечные батареи вырабатывают 50047 кВт*ч энергии, а за летний – 87346 кВт*ч. То есть наша солнечная электростанция сможет покрыть только 5,3% от потребляемой оборудованием котельной за год.

       Для наглядности покажем полученные данные по месяцам в виде диаграммы (рис. 7.2.4.1). Из рисунка видно, что больше всего энергии с батарей можно получить в августе – 15564 кВт*ч, меньше всего – в декабре – 4824,06 кВт*ч.

 

 

Рис. 6.1. Выработка энергии солнечной батареей по месяцам, кВт*ч