Радиосвязь. Доска объявлений. Форум

UR8LV.COM

иное

Расчет мощности солнечной панели для диджипитера

21.11.2021 18:45:52     124    Сергей - UR3QQJ
Из моих старых консультаций... приведу ориентировочный расчет мощности солнечной панели, требуемой для автономного питания диджипитера на базе тушки Wouxun KG-UV6D. Исходными данными для расчета являются - требуемое время автономной работы, широта местности для учета минимальной инсоляции, скважность работы (временные периоды передачи DIGI-пакетов), тип солнечных панелей, ориентация солнечной панели, КПД инвертора (тип преобразователя ШИМ или MPPT), тип аккумулятора.

Зададимся:

1. Двое суток автономности при отсутствии солнца, T[лет] = 0.00547.
2. Мощность трансивера на передачу 5Вт (в классе А кпд 50%, мощность потребления 10Вт > ток потребления в режиме передачи Ion = 10/7.4= 1.35А).
3. Потребление тока в режиме приема, условно Ioff = 150 мА.
4. Инсоляция для региона - Херсон.
5. Длительность передачи Ton = 2 сек.
6. Период передачи Tsum = 60 сек.
7. Коэффициент деградации аккумуляторов Kдегр = 0.85.
8. Тип солнечных панелей СП: поликристаллический кремний.
9. Тип аккумулятора: б/у AGM (самый худший вариант).
10. КПД MPPT, КПДgrid = 95-97%.
11. Ориентация СП: west south west, 43° наклон.
12. Требуемая емкость E, мА*час:

E = T[лет]*(8760*((Ton*Ion)+((Tsum-Ton)*Ioff)))/(Kдегр*Tsum) = 0.00547*(8760*((2*1350)+((60-2)*150)))/(0.85*60) = 10 710.9 ~ 11 А*час.

Что соответствует мощности аккумулятора Pакк = 11*12 = 121 Вт*час. Зададимся током заряда аккумулятора 0.1С = 0.1*11 = 1.1А.

Расчет мощности СП

Требуется успеть зарядить аккумулятор за минимальный световой день в худший период инсоляции для данного региона, т.е. требуемая выработка Wдень за световой день должна составить не менее 0.121 kВт*час/день. В хороший солнечный день фотоэлектрические элементы нагреваются до 40-60°С. Типовой поликристаллический модуль имеет температурный коэффициент 0.48%, то есть на каждый градус выше 25°С максимальная мощность выработки снижается на 0.48%. Зададимся наихудшим случаем в 35°С превышения. Тогда потери СП при 60°С составят:

kPt = 0.48 * dT = 0.48 * 35 = 16.8%, т.е. КПДсп составит 83.2%.

По калькулятору инсоляции выбираем регион Херсон, угол СП и коэффициент для времени года, умножаем коэффициент на мощность СП с учетом их КПД при нагреве минус потери в проводах (пренебрегаем, Pпр = 0), умножаем на КПД инвертора (потери преобразования) и получаем ориентировочную выработку кВт*час за световой день в это время года. К примеру, для декабря при оптимальном в 43°для СП инсоляция k = 1.46.

Тогда требуемая мощность Pcп составит:

Pcп = ((Wдень/КПДgrid) + Pпр)/(k * КПДсп) = ((0.121/0.95) + 0)/(1.46 * 0.832) = 0.104 кВт.

Задаемся мощностью СП с запасом = 120 Вт.

Ресурсы

1. Солнечная панель на балконе. Общий план (10-00)
2. Тест токопотребления второй партии ESP-12 в спящем режиме
3. Онлайн-калькулятор солнечной инсоляции
MENU