Сонячні панелі

З травня 2014 року я без проблем користувався сонячним велосипедом більше 1000 км. Але спочатку більшість людей вважають сонячні панелі великими і незручними. Це тому, що вони ніколи раніше не бачили сонячного велосипеда. Але чи моїм сонячним велосипедом не можна керувати? Ось приклади інших великих велосипедів, які часто мають довжину 260 см.

Панель сонячних батарей

Інший варіант - панель даху. Він має деякі переваги:

Панель не страждає від тіні від вершника
Велосипед більш керований
Можлива більша площа сонячної поверхні

Недоліками є:

Високий центр ваги
Більше вітрове навантаження
Більша вага

Повітряний опір PV панелі

В ідеальній ситуації за відсутності бокового вітру і там, де панелі розташовані горизонтально до вітру, повітряне опору двох ПВ панелей досить низьке. Затримка тертя шкіри незначна з повітрям. Форма повинна бути такою аеродинамічною:

При ширині фотоелектричної панелі 100 см і товщині 2 см повітряний опір на одну панель становить:
P = 1/2 * ρ * A * v 3 * Cw = 1 Вт

Щільність повітря ρ = 1,23
A = 1 * 0,02 = 0,02
v = 20 км/год = 5,55 м/с
Коефіцієнт опору (Cw) PV-панелі точно не відомий, але оцінений у 0,5.

Градієнт вітру графіка

Чим вище ви йдете, тим вище швидкість вітру. На землі швидкість вітру дорівнює нулю. Профіль вітру логарифмічний, але поблизу земної поверхні він лінійний, див. Графік градієнта вітру:

Невідповідність кута нахилу PV панелі

Фотоелектричні панелі не спрямовані на сонце. Але влітку втрати через невідповідність кута нахилу становлять менше 20%. Дивіться цей графік:

Двофазні сонячні панелі

Тильна сторона двофазної фотоелектричної панелі виробляє електроенергію із навколишнього світла, відбитого навколишніми поверхнями; це призводить до вищого виробництва енергії на 30% порівняно з одностороннім модулем.

Сила сонця

Глобальні викиди СО2 повинні бути різко скорочені протягом найближчих кількох років, щоб запобігти катастрофічним змінам клімату. Тут DESERTEC пропонує рішення, яке можна впровадити у всьому світі: у світових пустелях може вироблятися достатня кількість чистої енергії, щоб забезпечити людство достатньою кількістю електроенергії на стійкій основі.

Загальна поверхня сонячних колекторів (для концентрування сонячної теплової енергії), необхідна для забезпечення електрикою людства, становить 300x300 км², дивіться тут:

Середньорічна річна горизонтальна сонячна радіація

Річна енергія сонячної панелі в кВт-год/м 2 залежить від місця розташування:

Інтерактивна карта сонячного випромінювання

На SolarGIS iMaps ви можете отримувати значення сонячної енергії в будь-якому місці на землі.

Як упакувати сонячні елементи

Сонячні елементи дуже крихкі, як фенечки. Не добре упаковані сонячні елементи легко пошкоджуються під час транспортування. Зверніть увагу, що стопка з 125 сонячних елементів важить кілограм. Ця вага утворює сильний стрес для сонячних елементів під час транспортування; вона вимагає особливої уваги до упаковки. Просто упаковувати сонячні елементи в пінополістирол недостатньо.

Сонячні елементи повинні бути правильно складені, видатні сонячні елементи зламаються.
Пакуйте комірки між твердою фанерою, а не картоном.
Закрийте пакет термоусадочною фольгою.
Покладіть всю упаковку в точну пінополістирольну коробку.

Модель сонячної батареї SPICE моделювання

Панель сонячних батарей з байпасними діодами змодельована в Multisim. Моделі сонячного елемента та байпасного діода повинні бути створені нами самими. Тут я описую, як зробити модель Spice для сонячних елементів для Multisim. Сонячна батарея - це ієрархічний блок, який містить джерело струму та діод:

Мультисимова модель сонячних елементів

Це схема випробування сонячних елементів:

Зробіть аналіз розгортки постійного струму за допомогою цих налаштувань:

Джерело = ii1
Початкове значення = 0A
Значення зупинки = 5А
Приріст = 0,1А

Вибрані змінні для аналізу = V (1)

Це вихід для моделювання Multisim:

У вікні Multisim Grapher View виконайте: Інструменти> Експортувати в Excel і складіть графік у Excel.

Параметри діодів можна змінити таким чином, що модельний графік дорівнює графіку сонячних елементів. Це цифри певного сонячного елемента:

Напруга розімкнутого ланцюга: 0,670 В
Струм короткого замикання: 5,9 А
Максимальна напруга живлення: 0,560 В
Максимальний струм потужності: 5,54 А

За даними сонячних батарей можна визначити значення джерела струму та діода:

Джерело струму 5.9А
Діод 0,67 В - 5,9 А
Діод 0,56 В - 0,36 А (оскільки 5,9 А - 5,54 А = 0,36 А)

Ця формула діодів використовується Multisim та Spice:

Використовуйте це мультисимове моделювання для діода сонячної батареї та спробуйте послідовно різні значення Is (струм насичення) та N (коефіцієнт викиду), щоб отримати належні струми 5,9A та 0,36A:

Тест моделі сонячних елементів на діодах

Ці значення дають хороший результат:

Коефіцієнт викидів N = 1,52
Струм насичення = 0,234 мкА

Нарешті, ми отримаємо графік моделі сонячних елементів, який дорівнює графіку сонячних елементів. Ось графік струму 5А:

Графік моделі сонячної батареї

Підсилювальні перетворювачі на одній сонячній батареї

Використовуючи спеціальні низьковольтні підвищувальні перетворювачі, один сонячний елемент здатний подавати живлення на електронні схеми.

Вертикальні сонячні панелі для непрямого сонячного світла

Хоча це не стосується сонячного велосипеда, цікаво розповісти щось про інший підхід до фотоелектричних панелей. Зазвичай сонячні панелі використовують переваги прямих сонячних променів і тому максимально звернені до сонця. Потужність до 1000 Вт на м2 земної поверхні.

Вертикальні сонячні панелі отримують пряме сонячне світло, це лише 200 Вт/м2 або менше. Але, ви можете собі уявити, що чим вище вертикальна сонячна панель, тим більша потужність, не збільшуючи використовувану земну поверхню. Отже, розрахована на м2 земної поверхні, башта сонячних панелей може генерувати більше енергії, ніж звичайна сонячна панель. На ватну сонячну енергію вертикально фотоелектрична панель набагато дорожча за звичайну сонячну панель, оскільки потрібно набагато більше сонячних батарей. Дивіться більше в статті "Виробництво сонячної енергії у трьох вимірах".

Перетворення люкс у ват

Для специфічного спектрального складу сонячного світла: 1 люкс

Пряме сонячне світло: макс. 130000 люкс = 1030 Вт/м2
Непряме сонячне світло: макс. 25000 люкс = 200 Вт/м2

Чи є у вас коментарі щодо веб-сайту? Будь ласка, дай мені знати.