Sv1ca-4.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ток от освещенности солнечной

Для анализа поведения солнечного элемента в зависимости от сопротивления нагрузки используют модель содержащую

2. Параллельно включенный в прямом направлении диод. При напряжении равном напряжению холостого хода диод открывается и ток течет через него.

3. Последовательно включенное сопротивление Rn. Сопротивление зависит от слоевого сопротивления полупроводника, сопротивления контакта полупроводника, просветляющего покрытия и токосъёмными дорожками, базы (тыльной стороны солнечного элемента).

4. Параллельно включенного сопротивления Rш зависящего от нарушений, пробоя p-n перехода.

Для данной схемы можно записать, пользуясь законом Кирхгофа

Для нахождения параметров уравнения Rn, Rш, A, I разработаны методики по анализу двух вольт амперные характеристики темновой (снятая без освещения) и световой.

Выглядят они не очень обычно, они перевернуты, но так проще рассматривать световую ВАХ.

Анализ поведения световой ВАХ вблизи значения Uxx дает значение

Для определения шунтирующего сопротивления Rш рассматривают обратную ветвь темновой ВАХ. Угол наклона обратной ветви к оси U определяет величину шунтирующего сопротивления.

Продолжение прямой обратного тока (тока насыщения) до пересечения с осью ординат дает значение I. Обратный ток I и диодный коэффициент A определяется по прямой ветви темновой ВАХ. Это уравнение прямых отрезков аппроксимирующих ВАХ

Второй метод определения I и А заключается в рассмотрении логарифмической функции, которая неплохо описывает ВАХ вида 1nI = ƒ(U). Графиком этой функции является прямая тангенс угла которой равен

, а отрезок, отсекаемый пересечением на ось координат 1nI.

Эквивалентная модель солнечного с распределенным сопротивлением

В реальном солнечном элементе последовательное сопротивление зависит в основном от слоевого сопротивления Rc. Это распределенное сопротивление слоя полупроводника, которое меняется в зависимости от расстояния до токосъёмной дорожки.

Будем считать, что сопротивление токосъёмника, сопротивление задней стороны солнечного элемента, контактное сопротивление металл -полупроводник мало по сравнению со слоевым сопротивлением.

Рассмотрим зависимость тока от напряжения при разной нагрузке. Ось х направим по фронтальной поверхности перпендикулярно токосъёмной дорожке, как на рисунке. Для участка солнечного элемента шириной d x, ток нагрузки, протекающий через него, будет равен

В условиях освещенности при разомкнутой цепи в каждой точке солнечного элемента будет одно и то же напряжение равное напряжению холостого хода Uxx, так как ток по элементу не течет. То есть значение U(x)меняется в пределах от 0 до Uxx. Для суммарного тока нагрузки запишется

Мы получили уравнения для построения ВАХ солнечного элемента по точкам. Различные точки определяются граничным условием U(X)Ix=0 = Un

Данные уравнения ВАХ не решаются точно. Решение возможно осуществить численными методами либо рассматривая различные приближения и упрощения.

Эквивалентная модель солнечного модуля, зависящая от освещенности и температуры

В качестве исходных используются данные, которые можно получить с этикетки или проспекта солнечного модуля СМ:

Читать еще:  Чем ограничить ток светодиодной ленты

I_КЗ, А – ток короткого замыкания СМ;

U_ХХ, В – напряжение холостого хода СМ;

P_max, Вт – максимальная мощность СМ;

I_mpp, А – ток в точке максимальной мощности ВАХ СМ;

U_mpp, В – напряжение в точке максимальной мощности ВАХ СМ;

α(I_КЗ ), %/0С – температурный коэффициент тока короткого замыкания СМ;

β(U_ХХ ), %/0С – температурный коэффициент напряжения холостого хода СМ;

Изменяемые параметры в расчете: t,0С и G, Вт/м 2 .

Вольтамперная характеристика фотоэлектрического модуля может быть представлена аналитически следующей зависимостью:

То есть ток насыщения возможно определить как:

Значение тока насыщения остается постоянным при различных уровнях освещенности и зависит от температуры.

В точке пиковой мощности ток равен:

При различных температурах параметры α и А изменяются.

Параметр α изменяется автоматически при изменении температуры.

Параметр А определяется методом подбора.

Значения параметра А при различной температуре приведены в таблице ниже:

Устройство и принцип работы

Для того чтобы понять принцип работы рассматриваемого оборудования, необходимо разобраться со схемой садового светильника на солнечных батареях. Составными элементами данного устройства являются:

  • блок освещения (светодиод, как правило);
  • преобразователь энергии;
  • устройство, осуществляющее контроль включения и отключения;
  • аккумулятор;
  • крепеж.

Сам светильник состоит из корпуса, в котором находится светодиод. Рядом расположены контрольная плата и аккумулятор. Над ними находится фоторезистор, солнечная панель и защитное стекло.

Днем при солнечной погоде преобразователь аккумулирует солнечную энергию и преобразует ее в электрическую, которая поступает в аккумулятор. Данная энергия и позволяет функционировать садовому фонарю в темное время суток.

Более дорогие модели данных устройств имеют контроллер движений, который автоматически включает светильник при приближении человека.

В устройство садового светильника на солнечных батареях входят транзистор или микросхема, выполняющие функцию датчика, с помощью которых светодиод отключается при полном разряде батареи либо может уменьшать яркость освещения в случае потери части заряда.

Сборка

Далее процесс простой, но растянутый во времени.

паяем и тестируем.

Инструкция настолько подробная, что аж скулы сводит сборка напоминала конструктор лего.

Беда пришла откуда не ждали.

Для более точной настройки, а мне очень хотелось утереть нос владельцам приборов за 1К получить максимальную точность, есть возможности дополнительной точной калибровки. Для этого нужен блок питания на 100 В, который у меня как раз применяется для электролюминесценции.

Самое обидное, что статью https://habr.com/ru/post/537612/ я читал буквально накануне, но пробежал как то “по диагонали”, подумав что это не про меня, спойлер — не угадал. Рекомендую прочитать её, это может быть и про Вас.

Читать еще:  Торшер напольный с розеткой

Итого накрылась материнка и свежесобранный прибор, которым я успел проверить только пару аккумуляторов. Все детали, кроме плат, я заказывал впритык, поэтому еще минус пару недель, на повторную доставку сгоревших компонентов.

В каких случаях полезно такое освещение

Несомненно, что в южных регионах, где световой день длится долго, а солнце светит часто, освещение на солнечных батареях имеет практическую пользу. Таким образом можно даже освещать дом, дачу или подсобные постройки. При этом за электричество платить не придется.

Также светильники полезны для ландшафтного дизайна, для украшения садов, парков. Они не требуют прокладки кабелей и проводов, красиво выглядят, исправно светят.

Освещение от солнечных батарей – популярный способ подсветки автодорог и улиц.

Что входит в комплект СЭС

Перечень оборудования, являющегося стандартным комплектом солнечных электростанций для автономного электропитания, не так уж велик:

  • фотоэлектрические модули общей мощностью 10 кВт,
  • система креплений (1 комплект),
  • сетевой инвертор, принцип действия которого позволяет синхронизировать работу традиционного и альтернативного источников питания,
  • коннекторы (три комплекта),
  • наборы кабелей,
  • заземление.

Система креплений предназначена для установки модулей на скате крыши. Коннекторы служат для подключения солнечных батарей. Все оборудование надежно и долговечно.

Учитываем использование в течение года

Возвращаясь к рассматриваемому вопросу о том, что можно запитать от 100Вт панели, теперь нужно рассмотреть будут ли вы её использовать круглый год или только в определённый период, например, в период весна-осень. Если вы хотите использовать в течение всего года, то нужно рассмотреть самый худший вариант, т.е. самый худший месяц в году с точки зрения солнечной энергетики.

Для этого можно воспользоваться еще один полезным сервисом, он чем-то похож на NREL PVWatts Calculator, но здесь сразу отображается оптимальный угол наклона солнечных панелей для вашего местоположения. Данный сервис полностью на английском языке, но там всё интуитивно понятно и можно самостоятельно разобраться что к чему за пару минут.

Для начала из выпадающего списка нужно выбрать страну (Russian Federation), затем город (Kazan’) и потом направление солнечных панелей, в нашем случае выбираем юг (Facing directly South).

Выбираем страну, город, направление

Далее система предлагает выбрать угол наклона солнечной панели среди нескольких предложенных вариантов:

  • Вертикальная поверхность
  • Оптимальный среднегодовой угол
  • Изменение угла наклона в течение года
  • Максимальная зимняя выработка
  • Максимальная летняя выработка
  • Плоская поверхность

Выбираем угол наклона солнечных панелей

Читать еще:  Прибор для проверки тока в кабеле

Поскольку мы размещаем одну 100Вт панель, то давайте разместим её под “зимним” углом. Для Казани самый худший месяц году – это декабрь, в котором в среднем за день только 1.41 эффективных солнечных часа. Получается в декабре за один день 100Вт будет вырабатывать 141Вт·ч. Только нужно помнить, что это усреднённое значение для всего месяца, поэтому в какие-то дни выработка будет больше, в какие меньше, а в какие-то может даже будет близко к этому значению, но не каждый день. В среднем, если мы просуммируем выработку за все дни в декабре и разделим на количество дней, то получим значение близкое к 141Вт·ч.

Установка и эксплуатация садовых солнечных фонарей

Установка садовых фонарей очень проста. Для установки на ровной поверхности необходимо использовать светильники со специальной ножкой. Если у фонаря ножка выполнена в виде колышка, то его втыкают в землю. В твердой почве предварительно надо выкопать углубление, затем поместить в него фонарь и аккуратно утрамбовать землю со всех сторон. Нельзя использовать молоток и грубую силу. Светильник от этого сломается.

С помощью солнечных фонарей можно выделить:

  • садовые дорожки;
  • особенности рельефа;
  • ступеньки на лестнице;
  • зону отдыха (например, беседку, детскую площадку);
  • водоемы;
  • клумбы и цветники, деревья и кустарники, композиции из растений;
  • альпийскую горку;
  • подъездную аллею.

Уход за светильниками заключается в том, чтобы периодически вытирать с них пыль, удалять грязь и убирать на зиму в дом. Несмотря на то, что солнечные светильники очень надежны, может возникнуть необходимость их починки. Сначала требуется проверить уровень заряда солнечной батареи и только потом включать. Если лампочка не включается, необходимо проверить на исправность аккумулятор. Для этого следует зайти в затемненное помещение и проверить места пайки. При обнаружении поврежденного проводка его нужно припаять, используя холодную сварку. Если результаты ремонта отсутствуют или они незначительны, необходимо произвести замену солнечной батареи.

Садовые светильники на солнечных батареях могут стать прекрасной альтернативой электрического освещения в отдаленных участках сада. Разнообразие форм, цветов, размеров позволяет использовать их в ландшафтном дизайне. Выполненные в виде фигур гномов или животных они превосходно дополнят альпийскую горку. В темное время суток такие фонари не только акцентируют внимание на красивых уголках сада. Подсветив ступеньки, можно подниматься или спускаться по лестнице, не опасаясь падения. Фонари можно расставлять группами или хаотично. Какой способ выбрать — зависит только от предпочтений владельца участка.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector