солнечная панель: сколько энергии было заряжено?

Спецификация продукта =
Пиковая мощность (Pmax): 100 Вт;
Пиковое напряжение цепи (Voc): 21,61 В;
Максимальное напряжение питания (Вмп): 17,43 В;
Ток короткого замыкания (Isc): 6,13 А;
Максимальный ток мощности (имп): 5,73 А;

Наиболее полезными значениями являются Vmp, Imp, Wmp и Isc.
Wmp = мощность на открытом солнце при оптимальной нагрузке.
Vmp = напряжение под нагрузкой при полном солнечном свете при оптимальной нагрузке.
Imp = ток нагрузки при полном солнце при оптимальной нагрузке.
Isc = ток короткого замыкания на полном солнце при оптимальной нагрузке.

Isc - это максимальный ток, который вы когда-либо получите.
В простой системе Vload < Vmp или << Vmp, а Iout приблизительно равно Isc x Zsun,
где Zsun — доля максимальной солнечной мощности.

Чтобы правильно определить энергию, подаваемую в течение дня, вам необходимо рассчитать Vнагрузку x Iнагрузку через равные промежутки времени и суммировать их, чтобы получить результат за день. Это «не слишком сложно» сделать, например, с помощью Arduino или любого другого микроконтроллера с двумя входами АЦП.
Vload можно измерить с помощью простого резистивного делителя.
Iload можно измерить, включив резистор последовательно с питанием панели и измерив падение напряжения на нем. (Существует ряд других способов, но это самый простой. Если вы используете, скажем, 10-битный АЦП с разрешением 1024 шага и максимальным входным напряжением 5 В, вы получите ~= 200 показаний на входной вольт. Если вы позволите I_series_R достигать 0,5 В макс. при Imax вы получаете шаг около 1% Точность измерения тока, вероятно, будет в диапазоне от +/0-2,5% до 5% (с использованием последовательного резистора 1%).

Вы можете допустить более высокое падение напряжения для большей точности или использовать операционный усилитель или инструментальный усилитель для увеличения напряжения на АЦП. Меньшее значение Vref АЦП позволит повысить точность и разрешение.

Панель "18V", такая как у вас, часто используется для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора 12V. Если используется линейная схема зарядки, избыточное напряжение выше напряжения батареи тратится впустую. В таком случае добавление сопротивления резистора на 0,5 В или даже на 1 В не влияет на доступную зарядную энергию.
Если, например, понижающий преобразователь используется для снижения напряжения панели до напряжения батареи, то любое дополнительное падение представляет собой уменьшение доступной энергии.

Любой из нескольких более простых методов может быть достаточно хорошим:

Вы можете измерять и суммировать только Iload через равные промежутки времени. При желании это можно сделать с помощью дискретных ИС. При зарядке батареи Vload может быть приблизительно постоянным (в зависимости от химического состава батареи), а Iload будет приблизительно соответствовать скорости заряда. Во многих случаях общий заряд в мАч представляет больший интерес, чем энергия заряда.

VCO (генератор, управляемый напряжением) может использоваться для получения выходной частоты, пропорциональной току нагрузки, и это может быть суммировано счетчиком IC или микроконтроллером.

Iload можно использовать для зарядки конденсатора до заданного напряжения, после чего конденсатор сбрасывается до нуля, а подсчет остатков указывает на заряд в мАч. По сути, это очень простой Vco. Если, например, используется компаратор, остаточное пороговое напряжение может быть низким, а доступное напряжение существенно не снижается.

Средняя мощность панели при оптимальной нагрузке будет равна
Энергии ~= (среднее эквивалентное количество солнечных часов в день) x (максимальная выходная мощность панели)
= Wmp x SSH ("солнечные часы")
Солнечная инсоляция выражается в кВтч/м^2 при "1 солнце". " = 1 кВтч/м^2.
Бывает, что типичная полуденная солнечная мощность составляет примерно 1 солнце.
Это зависит от участка и может быть выше или ниже и зависит от географических факторов, времени года, погодных условий и чистоты воздуха.

Отличным сайтом , который дает среднее значение SSH в месяц, а также многие другие связанные параметры, является GAISMA.COM. Вот страница Кабул в Афганистане . Хорошим способом доступа к страницам является веб-поиск gaisma city_name. Обычно это быстрее, чем использование собственной поисковой системы сайта.

Эта диаграмма на странице выше для ульев Кабула показывает «солнечные часы» или кВтч / м ^ 2 / день для Кабула. например, в июне (месяц VI) в день
бывает в среднем 7,4 эквивалентных полных солнечных часа. Это исключительно высокий показатель, недостижимый в большинстве мест. В декабре (месяц XII) в среднем 2,17 SSH/день.

Эти значения SSH можно умножить на рейтинг панели WMP, чтобы получить среднюю максимальную ожидаемую производительность. Это должно быть уменьшено, чтобы учесть неуправляемость - как в день, так и в течение года.

Диаграмма траектории движения солнца на той же странице показывает угол наклона солнца в течение дня и года, а также время восхода и захода солнца и полезна для прогнозирования вероятной производительности.

ДОСТУПНАЯ ЭНЕРГИЯ:

Я планирую подключить панель к автомобильному аккумулятору 12 В, а затем держать светодиод включенным примерно 14-16 часов в день.

Из-за таких факторов, как

• несоответствие напряжения при зарядке и

• неэффективность заряда/разряда аккумулятора и

• потери наведения панели,

Эмпирическое правило заключается в том, что вы можете ожидать, что батарея будет выдавать ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО от одной трети до половины максимально возможной энергии панели в день.

• Доступная энергия ~~~= SSH x Wmp / 3

например, если у вас есть панель на 100 Вт и 2,7 SSH в день, то теоретически вы получаете 100 Вт x 2,7 ч = 270 Втч/день от панели, но после зарядки аккумулятора и последующего использования аккумулятора ночью вероятная энергия составляет 270/3. до 270/2 = от 90 до 135 Втч/день.

• Ватт нагрузки ~~~= SSH x Wmp / 3 / Operation_hours

Если вы хотите эксплуатировать нагрузку в течение 16 часов, доступная мощность составляет ~~= от 90/16 до 135/16 = от 5,6 до 8,4 Вт нагрузки.
Если работают светодиодные ленты или аналогичные, которые принимают 12 В напрямую, то нагрузка от 5 до 8 Вт может поддерживаться с инсоляцией 2,7 SSH. Если для светодиодов требуется постоянный ток примерно от 3 до 4 В, тогда требуется использование понижающего преобразователя или его эквивалента, если требуется эффективное использование энергии батареи.

Примечание: солнечная панель также генерирует энергию, отражая солнечный свет другими объектами, такими как небо, дом, здания, лунный свет, любой источник света и т. д.

1. Поскольку ваша солнечная панель имеет 21,61 В, она будет давать около 12 В (может быть 10 В), когда солнечный свет не контактирует напрямую с солнечным элементом (если он дает более 12 В, не беспокойтесь о 2,3)

2. Поскольку ваш автомобильный аккумулятор рассчитан на 12 В, он не будет заряжаться, если напряжение солнечной батареи не превышает 12 В. печальная удача :(

3. Возможные временные рамки для зарядки автомобильного аккумулятора будут примерно с 11:00 до 15:00 (около 4 часов).

4. Так как солнечная панель имеет I=5.73A, автомобильный аккумулятор будет заряжаться примерно на 30-40% за 4 часа.

5. Вы можете легко включить 4 светодиода (3 В каждый) последовательно на 15 часов.

У меня есть солнечная панель с 12В 300мА:

Я получаю около 6 В, и я использую регулятор напряжения (L7805) для зарядки моего старого аккумулятора мобильного телефона (750 мАч). я могу легко светить светодиод 3V до 8 часов. (может быть, больше никогда не проверял)