Moc promieniowania słonecznego a panele fotowoltaiczne

W zależności od panujących warunków pogodowych oraz od pory dnia, moc całkowitego promieniowania słonecznego ulega znacznym zmianom. Ma to bardzo duży wpływ na uzyski energii z paneli fotowoltaicznych. Czy wiesz, że szacuję się, że łączna ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi w ciągu roku jest 1800 razy większa niż obecne roczne światowe zapotrzebowanie na energię?! To daje ogromny potencjał i szereg możliwości by jak najlepiej wykorzystać energię odnawialną.

Jak kształtuje się moc całkowitego promieniowania słonecznego w zależności od pogody?

A teraz przeanalizujmy, jaki ma to wpływ na tworzenie energii z paneli fotowoltaicznych.


Uzysk energii z panelu fotowoltaicznego - jak to wygląda w praktyce?

Weźmy pod uwagę panel 12V 100W. Taki panel ma około 18V (Volt) napięcia pracy i około 22-23V napięcia jałowego, co sprawia, że przy optymalnych warunkach generuje 5,5A (Amper)

100W z czego to wynika 18Vx5,5A=100W 

Czy w bardzo pochmurny dzień panel ładuje?

Tak, ale jest to współmierne do panujących warunków pogodowych, np.: przy promieniowaniu 1000w/m2 wygeneruje 100W A W BARDZO POCHMURNY DZIEŃ 1-5W!

Napięcie (V) jest wartością dość stabilną, to natężenie (A) Amper dynamicznie się zmienia i przy pięknej letniej pogodzie panel 100W generuje 5,5A  a przy brzydkiej pogodzie jest to już tylko 0,2A co daje odpowiednio 18Vx0,2A=3,6W

Dlatego chcąc bezpiecznie ładować akumulator, należy zastosować kontroler ładowania, który zapobiegnie przeładowaniu i nadmiernemu rozładowaniu.

Jak policzyć ile czasu zajmie naładowanie akumulatora?

Powiedzmy, że panel np. 160W GENERUJE około 8A i chcemy naładować 60Ah akumulator. W okresie letnim, przy optymalnym położeniu panelu słonecznego, możemy policzyć około 8h pełnej mocy, pomimo iż dzień trwa 16h. Jak widać na diagramie instalacji 2,5kw, moc nie jest liniowa. Od rana systematycznie rośnie aż do godzin południowych i popołudniu stopniowo maleje.

Załóżmy, że 8hx8A=64Ah, więc taki panel 160W jest w stanie naładować zupełnie rozładowany akumulator. Oczywiście kontroler w chwili naładowania akumulatora rozłączy panel, by nie doszło do przeładowania. Czyli teoretycznie te 4Ah nie zostaną przyjęte przez akumulator, jeśli akumulator będzie miał większą pojemność, to naładowanie zajmie proporcjonalnie więcej czasu.

Oczywiście niekoniecznie akumulator musi być, w każdym dniu całkowicie rozładowany. Starajmy się tego unikać, bo akumulatory tego nie lubią. Warto więc zbudować system, który pozwoli zabezpieczyć nas w energię na 2-3 dni, co zminimalizuje częste rozładowywanie i wydłuży żywotność akumulatora.

Warto zainwestować i zakupić akumulator do pracy cyklicznej, który wytrzymuje 700-1200 cykli (czyli naładowany-rozładowany to jeden cykl), zwykły samochodowy szybko się zużyje, bo to akumulator (rozruchowy) ma za zadanie uruchomić samochód, a resztę obsługi przejmuje alternator.

Oczywiście powyższa rekomendacja dotyczy sytuacji, w której dużo korzystamy z takiego systemu. Jeśli zdarza się to sporadycznie to i akumulator samochodowy, też posłuży stosunkowo długo. 

W okresie zimowym przyjmuje się średnio 4 razy mniejsze uzyski energii, wiec taki układ należało by przewymiarować, jeśli mamy korzystać z niego całorocznie.

 

Pamiętaj, że elektrownie słoneczne i wiatrowe mogą być tak skonfigurowane, by ogrzewać ciepła wodę użytkową bez drogich falowników czy inwerterów, które są niezbędne do przetwarzania napięcia stałego w zmienne (takie, jakie mamy w gniazdku).
Takie rozwiązanie jest tańsze i dużo bardziej trwalsze od kolektorów słonecznych, dodatkowo w przyszłości można taki układ zmodernizować i podpiąć do sieci.