Las plantas de energía solar rara vez se utilizan como principal fuente de energía. Sin embargo, unos paneles correctamente seleccionados e instalados en un día despejado pueden proporcionar electricidad a todos los electrodomésticos.
La cantidad de energía generada depende de cuántas partículas de luz inciden en la fotocélula. También hay una serie de otros factores que no dependen de la energía de la batería ni del área del panel.
Cálculo de la potencia del panel solar
El rendimiento de los paneles depende del material y la tecnología con la que se producen. Las baterías se pueden dividir en 2 clases: de película y de silicio.
Eficiencia de las baterías de silicio:
- Monocristalino: 22%. Es ventajoso colocarlo en un espacio limitado;
- Paneles flexibles (amorfos): 5%;
- Policristalino: hasta un 18%.
Eficiencia de los módulos de película:
- Película de seleniuro de indio y galio: 20%;
- Telururo de cadmio - ndash; hasta 12%;
- Polímero: no más del 5%.
También existen tipos mixtos de paneles, cuya eficiencia es mayor.
Lo primero que hay que considerar: potencia total de los consumidores de energía en kWh. El fabricante indica la potencia basándose en el hecho de que por 1 m2. las baterías reciben 1000 vatios de energía.
Una forma de calcular la potencia real: E = I x V x Kо x Kpot.
E: poder real; En el tablero; la cantidad de energía que ingresa al lugar de instalación del panel (kW*h/m2); V - ndash; potencia nominal de un panel; Kpot: coeficiente de pérdidas totales en el sistema; Co - ndash; factor de corrección, dependiendo de la posición (ángulo de inclinación) del panel con respecto a la dirección sur; U - ndash; la cantidad de radiación solar es siempre constante 1 kW*h.
Vale la pena señalar que la radiación se calcula diariamente, mensualmente y anualmente. Por ejemplo, si el indicador es 7 kWh/m2 día, significa que por día por 1 m2. Se suministran 7 kW de energía solar.
Otro ejemplo de cálculo
Si tomamos como cálculo un módulo con una superficie de 2 m2. La cantidad total de energía por día soleado es de 1000 W por m2. La fórmula será la siguiente: 1000 W multiplicado por el rendimiento (20%) y multiplicado por el área del panel (2m) = 400 W.
Qué determina la energía de la batería
Los paneles utilizan vidrio de alta transparencia con bajo contenido de hierro y, sin embargo, reduce la eficiencia en varios por ciento.
El horario óptimo de funcionamiento de los paneles es de 9 am a 4 pm; este periodo supone el 70% de la energía generada. Durante este tiempo, un complejo de baterías de 1 kW produce 7 kWh de electricidad, es decir, 210 kWh al mes. Puedes añadir otros 3 kW por la mañana y por la noche. Esto es ideal. Pero en realidad esta cifra es menor:
- No todos los días de un mes son soleados. Si tomamos en cuenta los días lluviosos y nublados, digamos que hubo 5 de esos días; Esto ya rondará los 180 kWh.
- La duración de las horas de luz en invierno es más corta, lo que requiere una mayor variedad de baterías o la instalación de un generador eólico.
- Se pierde energía en el inversor y la batería. Las baterías no se pueden descargar al 100% y su eficiencia no supera el 80%.
La cantidad de energía generada depende del número de días despejados al año. Instalar una batería no será práctico si hay menos de doscientos días de sol al año. Además, los rayos del sol deben incidir en el panel en ángulo recto; Para ello se recomienda instalar sistemas de seguimiento solar. Estos dispositivos son caros.
La calidad del rendimiento de la batería también se ve afectada por el nivel de calentamiento de los módulos. La producción de energía cae un 0,5 por ciento si el módulo se calienta 1 grado. El funcionamiento constante con una temperatura aumentada en 100 C reducirá la eficiencia del dispositivo en un 30%. Por lo tanto, SES requiere ventilación y refrigeración de alta calidad.
Las pérdidas de energía pueden ser: en cables 1%; diodo de derivación 0,5%; inversor - ndash; del 3 al 7%.
Otro factor que influye en la generación actual: número total de módulos instalados, porque todos pueden absorber una cantidad limitada de energía.
Generación de energía en tiempo nublado
| Condición | % del sol |
sol Brillante — los paneles están dispuestos perpendicularmente a los rayos solares | 100 % |
| nubosidad Ligera | |
| tiempo Nublado | 20-30% |
Detrás del cristal de la ventana, una sola capa, el vidrio y el módulo son perpendiculares a los rayos del sol | 91 % |
Detrás del cristal de la ventana, 2 capas, el vidrio y el módulo son perpendiculares a los rayos del sol | 84 % |
Detrás del vidrio de la ventana, una sola capa, vidrio y módulo en ángulo 45 & deg; luz solar | 64 % |
| luz Artificial en la oficina, en la superficie del Escritorio | 0,4 % |
| luz Artificial dentro de una habitación brillante (como una tienda) | 1,3 % |
| luz Artificial dentro de la sala de estar | 0,2 % |
Las baterías producen energía solo durante las horas del día y entregan la potencia declarada solo en un día claro cuando los rayos las golpean en ángulo recto.
En caso de mal tiempo, el cálculo es el siguiente: se multiplican 1000 W por el seno del ángulo de los rayos solares y el panel se multiplica por el porcentaje de energía en un día sin sol. Por ejemplo, el ángulo de incidencia de los rayos es del 40%, se obtiene lo siguiente: 1000 W/m2 x sen 40% x 60% = 240 W/m2
En algunos países, los paneles solares suelen funcionar con niveles de iluminación inferiores a 1000 W/m2. Los módulos económicos se fabrican sin revestimiento antirreflectante. Como resultado, Una parte importante de los rayos del sol se refleja en vidrios de baja calidad. También funcionan mal con luz difusa.
En diferentes meses, la intensidad de la luz es diferente, por lo tanto, se necesita un número diferente de paneles y baterías para generar la misma cantidad de energía.
Algunos propietarios instalan paneles detrás de las ventanas de la casa. Esto también es un error. El vidrio simple reduce la eficiencia del panel en un 9% y el vidrio doble en un 16%, siempre que el vidrio esté perfectamente limpio. La suciedad en el vidrio reduce la transparencia, provocando un reflejo de la luz. La batería no funciona de manera eficiente.
La energía generada depende de la cantidad de luz entrante: el voltaje aumenta hasta un cierto límite. Para los elementos de silicio esta cifra es 0,6. El aumento de tensión se consigue conectando los módulos en serie. SES necesita una reserva de voltaje. Mantiene la batería cargada mientras trabaja en tiempo nublado. La potencia máxima bajo carga la genera la batería con una reducción de hasta 0,47 – 0,47 min. 0,5 V. Una batería de 36 celdas con carga óptima produce un voltaje de 17 V.
Cada panel tiene un límite inferior de sensibilidad de iluminación. Por debajo de este límite el panel dejará de generar energía. Con mal tiempo, la potencia de los módulos se reduce entre 10 y 20 veces. Así, para los paneles de silicio cristalino este límite es de 150-200 W/m2. Para películas de película delgada, este parámetro es más bajo: 100-200 W/m2. Los paneles de película funcionan mejor que los paneles de silicio en climas nublados. Sin embargo, una diferencia de iluminación umbral de 50 W/m2 prácticamente no tendrá ningún efecto en la producción de energía.
Para que la potencia sea suficiente, ndash; es necesario calcular la cantidad requerida de baterías. Para ello, el consumo de energía se divide por la potencia del panel. El consumo total se produce sumando el tiempo de funcionamiento (horas por día) de todos los electrodomésticos de la casa; Al número de horas se le suma la potencia. El consumo también se puede calcular a partir del recibo de electricidad: se toma el consumo máximo (kWh) de los últimos meses y se multiplica por 1,5 (reserva).
Puede aumentar la exposición a la luz solar instalando paneles en un seguidor biaxial; una plataforma que gira detrás del sol en 2 planos. Además, en invierno los paneles conviene colocarlos más horizontalmente que en verano. En verano, el ángulo de inclinación de los módulos es menor. Para cada latitud geográfica existe un ángulo de inclinación óptimo.
En otoño y primavera, elija un ángulo igual a la latitud de la zona. En invierno, se suman de 10 a 15 grados al valor deseado y en verano se restan de 10 a 15 grados. Si los módulos están instalados inmóviles, elija un ángulo según la latitud de su región de residencia.
Siempre es necesario tener una reserva de energía; Con el tiempo, el rendimiento de la batería se degrada. Cada año, la potencia disminuye en un 0,6 – 0,6%. 0,7%. Después de 25 años de uso, la pérdida de potencia es del 20%. Sin embargo, la potencia faltante se puede compensar sin problemas conectando módulos adicionales.
