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Energia Solare: Progettazione E Dimensionamento Di Un Impianto Fotovoltaico!

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!

Indagine sul consumo di elettricità - Wh / giorno

System Survey

  • voce

Apparecchio /

Lampadina

Commodo

tensione

(V

potere

(W)

uso

(h / giorno)

consumo

(Wh / giorno)

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

Carichi DC

–

–

Spese CA.

–

–

Perdite in

inverter

–

–

–

–

totale

–

–

–

Istruzioni per l'esecuzione dell'esercizio

L'obiettivo dell'esercizio è progettare un piccolo impianto fotovoltaico isolato per una residenza o una scuola.

È possibile scegliere i carichi e gli apparecchi che saranno alimentati dall'impianto fotovoltaico (almeno 5 apparecchi / lampade).

Nella scelta dei carichi, è necessario tenere conto delle limitazioni dei sistemi fotovoltaici per soddisfare carichi elevati come docce, ferri da stiro, forni, motori e anche frigoriferi di bassa efficienza.

Istruzioni per il completamento del tavolo

Lo scopo della tabella è determinare i dati di base per i carichi da alimentare:

- Apparecchio / Lampada - Elenca gli apparecchi elettrici che verranno forniti dal sistema (TV, lampada, radio, videoregistratore, antenna parabolica, pompa dell'acqua, frigorifero, ecc.).

- Stanza - Annotare la stanza o il luogo in cui verrà installato l'apparecchio (cucina, camera da letto, bagno, area esterna, ecc.).

- Voltaggio: definire la tensione elettrica del dispositivo (12 V CC o 120 V CA).

- Watt: specificare la potenza nominale dell'apparecchio. Le lampade fluorescenti (compatte 9W, tubolari 16 o 32W, ecc.), I televisori a bassa potenza (idealmente sotto i 50W), ecc. Dovrebbero essere usati.

- Usa (h / giorno) - Determina il numero medio di ore giornaliere per l'uso efficace dell'apparecchio.

- Consumo (Wh / giorno) - Calcola il consumo energetico medio giornaliero dell'apparecchio. Basta moltiplicare la potenza del dispositivo per il numero di ore che verrà acceso al giorno.

Carichi CC e CA: calcolare i totali separati da tutti i carichi in CA e CC.
- Voltaggio (V): osservare le rispettive tensioni in CC e CA.
- Potenza (W): aggiungere separatamente l'alimentazione CC e CA di ciascuna unità.

Perdita inverter: dipende dalle caratteristiche dell'inverter e dalla modalità operativa.
- Consumo (Wh / giorno): considerare il 20% del consumo totale dei carichi CA.

totale:
- Consumo (Wh / giorno): aggiungere i carichi dei carichi in CC, CA e le perdite nell'inverter.

Esempio: è stato definito che la residenza avrà:
- 1 lampada fluorescente da 20 W, 12 V in cucina per 3 ore al giorno.
- 1 TV da 50 W, 120 V nella stanza, collegata 3 ore al giorno.

Nell'esempio la tabella verrebbe compilata come segue:

System Survey

  • voce

Apparecchio / lampada

Commodo

Tensione (V

Potenza (W)

Usa (h / giorno)

Consumo (Wh / giorno)

01

Lampadina

Attrezzature da cucina

12 cc

20

3

60

02

TV

stanza

120 ca

50

3

150

Carichi DC

–

12 cc

20

–

60

Spese CA.

–

120 ca

50

–

150

Perdite su investitore

–

–

–

–

30

totale

–

–

–

240

2. Dimensionamento dell'apparecchiatura del sistema
2.1. Batteria tampone - Ampère. tempo
2.2. Generatore fotovoltaico - picco di Watt
2.3. Regolatore di carica - Ampère
2.4. Inverter - Watt

3. Schema schematico dell'impianto fotovoltaico
Sulla base dei calcoli eseguiti, disegnare uno schema elettrico del sistema che mostri tutti i componenti dimensionati.
L'ingresso CC dell'inverter deve essere collegato direttamente alla batteria.

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!: energia

Istruzioni per dimensionare l'equipaggiamento del sistema

Si dovrebbe prendere in considerazione la possibilità di rendere compatibile la produzione di energia (a seconda della posizione e dell'area dei moduli) e il fabbisogno energetico del carico entro certi livelli di affidabilità e costo.

2.1. Battery bank - Ampère.hora - Calcola la capacità della batteria tenendo conto del consumo e dell'affidabilità richiesti dal sistema.

Questa capacità in Ah viene calcolata utilizzando una delle due espressioni seguenti (considerare quella che risulta nella maggiore capacità):

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!: solare

Consumo totale (Wh / giorno): rimuovere dalla tabella Indagine sul consumo di elettricità.

Autonomia (giorni) Fornire un periodo senza sole da 3 a 5 giorni in base al clima locale e all'affidabilità desiderata.
Normalmente nelle residenze funziona con 3 giorni, in sistemi di telecomunicazione con 5 giorni.

Voltaggio della batteria: 12V (in sistemi molto grandi si consiglia di utilizzare 24 V).

Profondità di scarica alla fine dell'autonomia (pu) - 0,6 (scariche più profonde significano minore durata della batteria e minore investimento iniziale).
Quando si utilizzano batterie per autoveicoli anziché fissi (consigliato), considerare 0,5.

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!: progettazione

Consumo totale (Wh / giorno): rimuovere dalla tabella Indagine sul consumo di elettricità.

Voltaggio della batteria: 12V (in sistemi molto grandi si consiglia di utilizzare 24 V).

Profondità di scarico alla fine di ogni notte (pu / giorno) - Massimo 0,20. Valori più piccoli aumentano la durata della batteria: 0,15 (durata della batteria di 5 anni) a 0,20 (durata della batteria di 4 anni).
Con le batterie per autoveicoli si usano valori più piccoli.

2.2. - Per la progettazione del generatore fotovoltaico, è necessario utilizzare la seguente espressione:

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!: energia

Potenza minima del generatore (Wp): Potenza minima totale del modulo richiesto per produrre l'energia richiesta dal carico.

Consumo totale (Wh / giorno): Rimuovere dalla tabella Indagine sul consumo di elettricità.

Ore equivalenti di pieno sole (ore / giorno):

Dipende dalla latitudine e dal livello di nuvolosità del luogo.

Considerare il livello medio del mese più critico nel piano scelto per installare i moduli.
Il modulo dovrebbe avere una pendenza che favorisce il mese peggiore.

Considerare tra 3,5 e 5 ore / giorno di pieno sole per il mese peggiore in base alla posizione scelta.
Questi dati possono essere ricercati attraverso il sito web cresesb.cepel.br.

Per il sud del Brasile è considerato tra il 3,5 e il 4.
A nord-est tra il 4 e il 5.

Fpp-Power Loss Factor: 12V / Vmp = 0,69; è dovuto al fatto che la tensione della batteria (12V) è inferiore alla massima tensione di alimentazione del modulo da utilizzare (Vmp = +/- 17,4V per i moduli Kyocera 87 Wp nei sistemi a 12 V).
Queste perdite possono essere ridotte attraverso l'uso di un controllore di carico con il massimo inseguitore di potenza.

Fps-Loss e fattore di sicurezza: Tenere conto della riduzione della generazione del modulo dovuta alla tolleranza nella produzione, temperatura di lavoro, polvere, degradazione, ombreggiamento, disallineamenti e anche le perdite elettriche nella batteria, nel controller, nell'installazione oltre le incertezze circa i dati utilizzati e il consumo predetto.
Valore tipico: 0.8.

2.3. - Per il dimensionamento del controllore del carico controllare quali sono le correnti massime che deve supportare sia sul lato dei moduli che sul lato dei carichi.

Adottare il valore più elevato trovato (un fattore di 1.1 è incluso nelle formule come autorizzazione di sicurezza).

Il calcolo della corrente del regolatore di carica sul lato carico può essere ottenuto con la seguente formula:

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!: dimensionamento

Per calcolare la corrente del controller di carico sul lato dei moduli, utilizzare la seguente formula considerando la corrente di cortocircuito totale dell'array di moduli utilizzati.

La corrente di cortocircuito di un modulo 87 Wp-12V è 5.34 A.

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!: dimensionamento

Può essere stimato per sistemi a 12 V che la corrente di cortocircuito di un fotovol. è 0,06 A / Wp (metà nei sistemi 24V)

Energia solare: progettazione e dimensionamento di un impianto fotovoltaico!: impianto

2.4. - Per dimensionare l'inverter, controllare la potenza totale dei carichi AC (Rimuovere dalla tabella di rilevamento del consumo di elettricità) e selezionare un inverter con una capacità minima del 10% sopra.

La tensione di ingresso deve essere uguale alla tensione delle batterie e all'uscita uguale alla tensione dei carichi CA.

Editoriale Video: Come calcolare la produzione del tuo impianto fotovoltaico