Fórmula de cálculo del sistema de generación de energía fotovoltaica
1. Eficiencia de conversión
η= Pm (potencia máxima de la celda)/A (área de la celda)×Pin (potencia de la luz incidente por unidad de área)
Dónde: Pin=1KW/㎡=100mW/cm².
2. Voltaje de carga
Vmax=V cantidad×1,43 veces
3. Módulos de batería conectados en serie y en paralelo
3.1 El número de módulos de batería conectados en paralelo = el consumo de energía diario promedio de la carga (Ah) / la generación de energía diaria promedio de los módulos (Ah)
3.2 Número de componentes de la batería en serie = voltaje de funcionamiento del sistema (V) × coeficiente 1,43/voltaje de funcionamiento pico del componente (V)
4. Capacidad de la batería
Capacidad de la batería = consumo medio diario de energía (Ah) × número de días de lluvia consecutivos / profundidad máxima de descarga
5. Tasa de descarga promedio
Caudal medio de descarga (h) = número de días lluviosos consecutivos × tiempo de trabajo de la carga / profundidad máxima de descarga
6. Tiempo de trabajo de carga
Tiempo de trabajo de carga (h) = ∑ potencia de carga × tiempo de trabajo de carga / ∑ potencia de carga
7. Batería
7.1 Capacidad de la batería = consumo de energía promedio de carga (Ah) × número de días de lluvia consecutivos × factor de corrección de descarga / profundidad máxima de descarga × factor de corrección de baja temperatura
7.2 Número de baterías conectadas en serie = voltaje de funcionamiento del sistema / voltaje nominal de la batería
7.3 Número de baterías conectadas en paralelo = capacidad total de las baterías / capacidad nominal de las baterías
8. Cálculo simple basado en las horas pico de sol
8.1 Potencia del componente = (consumo de energía de los electrodomésticos × tiempo de consumo de energía / horas pico de sol local) × factor de pérdida
Coeficiente de pérdida: tome 1,6~2,0 según el grado de contaminación local, la longitud de la línea, el ángulo de instalación, etc.
8.2 Capacidad de la batería = (potencia de los aparatos eléctricos × tiempo de consumo de energía / voltaje del sistema) × número de días de lluvia consecutivos × factor de seguridad del sistema
Factor de seguridad del sistema: tome 1,6 ~ 2,0, según la profundidad de descarga de la batería, la temperatura invernal, la eficiencia de conversión del inversor, etc.
9. El método de cálculo basado en la radiación total anual
Componentes (matriz cuadrada) = K × (tensión de funcionamiento de los aparatos eléctricos × corriente de funcionamiento de los aparatos eléctricos × tiempo de consumo de energía) / radiación local anual total
Cuando alguien mantiene + uso general, K toma 230; cuando nadie mantiene + uso confiable, K toma 251; cuando nadie mantiene + ambiente hostil + requiere muy confiable, K toma 276
10. Cálculo basado en la radiación total anual y el factor de corrección de pendiente.
10.1 Potencia del conjunto cuadrado = factor 5618 × factor de seguridad × consumo total de energía de la carga / factor de corrección de pendiente × radiación promedio anual en el plano horizontal
Coeficiente 5618: según el coeficiente de eficiencia de carga y descarga, coeficiente de atenuación de componentes, etc.; factor de seguridad: según el entorno de uso, si hay una fuente de alimentación de respaldo, si hay alguien de servicio, etc., tome de 1,1 a 1,3
10.2 Capacidad de la batería = 10 × consumo total de energía de la carga / voltaje de funcionamiento del sistema: 10: sin coeficiente de insolación (aplicable a días de lluvia continua que no excedan los 5 días)
11. Cálculo de carga multicanal basado en las horas pico de sol
11.1 Actual
Corriente del componente = consumo de energía diario de carga (Wh) / voltaje de CC del sistema (V) × horas pico de sol (h) × coeficiente de eficiencia del sistema
Coeficiente de eficiencia del sistema: incluye eficiencia de carga de la batería 0,9, eficiencia de conversión del inversor 0,85, atenuación de potencia del componente + pérdida de línea + polvo, etc. 0,9, que debe ajustarse según la situación real.
11.2 Potencia
Potencia total de los componentes = corriente de generación de potencia del componente × voltaje de CC del sistema × coeficiente 1,43
Coeficiente 1,43: Relación entre el voltaje de funcionamiento máximo del componente y el voltaje de funcionamiento del sistema.
11.3 Capacidad de la batería
Capacidad de la batería = [consumo de energía diario de carga Wh/voltaje de CC del sistema V] × [número de días lluviosos consecutivos/eficiencia del inversor × profundidad de descarga de la batería]
Eficiencia del inversor: alrededor del 80% al 93% según la selección del equipo; profundidad de descarga de la batería: elija entre el 50% y el 75% según sus parámetros de rendimiento y requisitos de confiabilidad.
12. Método de cálculo basado en las horas pico de sol y el intervalo entre dos días de lluvia
12.1 Cálculo de la capacidad del paquete de baterías del sistema
Capacidad de la batería (Ah) = frecuencia de seguridad × consumo medio diario de carga (Ah) × número máximo de días lluviosos continuos × coeficiente de corrección de baja temperatura / coeficiente de profundidad máxima de descarga de la batería
Factor de seguridad: entre 1,1 y 1,4: Factor de corrección de baja temperatura: 1,0 para más de 0 °C, 1,1 para más de -10 °C, 1,2 para más de -20 °C: coeficiente de profundidad máxima de descarga de la batería: 0,5 para ciclo superficial, 0,75 para ciclo profundo, las baterías alcalinas de níquel-cadmio toman 0,85.
12.2 Número de componentes conectados en serie
Número de componentes en serie = voltaje de funcionamiento del sistema (V) × coeficiente 1,43/voltaje de funcionamiento pico de los componentes seleccionados (V)
12.3 Cálculo de la generación de energía diaria promedio de los módulos
Generación de potencia media diaria de los módulos = (Ah) = corriente pico de funcionamiento de los módulos seleccionados (A) x horas pico de sol (h) x factor de corrección de pendiente x coeficiente de pérdida de atenuación del módulo
Las horas pico de sol y el factor de corrección de pendiente son los datos reales del sitio de instalación del sistema: el factor de corrección de pérdida de atenuación del componente se refiere principalmente a la pérdida debido a la combinación de componentes, la atenuación de la potencia del componente, la cubierta antipolvo del componente, la eficiencia de carga, etc., generalmente tome 0,8:
12.4 Cálculo de la capacidad de la batería que debe complementarse para el intervalo más corto entre dos días de lluvia consecutivos
Capacidad de la batería suplementaria (Ah) = factor de seguridad × consumo medio diario de energía (Ah) × número máximo de días de lluvia consecutivos
Cálculo del número de componentes conectados en paralelo:
Número de módulos conectados en paralelo = [capacidad de la batería suplementaria + consumo de energía promedio diario de las cargas × días de intervalo mínimo] / generación de energía diaria promedio de los componentes × días de intervalo mínimo
Consumo medio diario de energía de la carga = potencia de la carga / voltaje de funcionamiento de la carga × horas de trabajo por día
13. Cálculo de la generación de energía del sistema fotovoltaico
Generación anual de energía = (kWh) = energía radiante total anual local (KWH/㎡) × área del cuadrado fotovoltaico (㎡) × eficiencia de conversión del módulo × factor de corrección. P=H·A·η·K
Coeficiente de corrección K=K1·K2·K3·K4·K5
El coeficiente de atenuación del módulo K1 para el funcionamiento a largo plazo, toma 0,8: toma 0,82: K3 es la corrección de línea, toma 0,95: K4 es la eficiencia del inversor, toma 0,85 o según los datos del fabricante: K5 es el factor de corrección para la orientación y el ángulo de inclinación del conjunto fotovoltaico, que es de aproximadamente 0,9.
14. Calcular el área del conjunto fotovoltaico en función del consumo de energía de la carga.
Área del conjunto cuadrado del módulo fotovoltaico = consumo de energía anual / energía radiante total anual local × eficiencia de conversión del módulo × factor de corrección
A=P/H·η·K
15. Conversión de la energía de la radiación solar
1 tarjeta (cal) = 4,1868 julios (J) = 1,16278 milivatios hora (mWh)
1 kilovatio-hora (kWh) = 3,6 megajulios (MJ)
1 kWh/㎡(KWh/㎡)=3,6 MJ/㎡(MJ/㎡)=0,36 kJ/cm?(KJ/cm?)
100 mWh/cm? (mWh/cm?) = 85,98 cal/cm? (cal/cm?)
1 MJ/m? (MJ/m?) = 23,889 cal/cm? (cal/cm?) = 27,8 mWh/cm? (mWh/cm?)
Cuando la unidad de radiación es cal/cm?: horas pico de sol anuales = radiación x 0,0116 (factor de conversión)
Cuando la unidad de radiación es MJ/m²: horas pico de sol anuales = radiación ÷ 3,6 (factor de conversión)
¿Cuándo la unidad de radiación es kWh/m?: Horas pico de sol = radiación ÷ 365 días
Cuando la unidad de radiación es kJ/cm², las horas pico de sol = radiación ÷ 0,36 (factor de conversión)
16. Selección de batería
Capacidad de la batería ≥5 h × potencia del inversor/voltaje nominal de la batería
17. Fórmula para calcular el precio de la electricidad
Precio de costo de generación de energía = costo total ÷ generación total de energía
Beneficio de la central eléctrica = (precio de compra de energía – precio de costo de generación de energía) × horas de trabajo durante la vida útil de la central eléctrica
Precio de costo de generación de energía = (costo total – subsidio total) ÷ generación total de energía
Beneficio de la central eléctrica = (precio de compra de energía – precio de costo de generación de energía 2) × horas de trabajo durante la vida útil de la central eléctrica
Beneficio de la central eléctrica = (precio de compra de energía – precio de costo de generación de energía 2) × tiempo de trabajo durante la vida útil de la central eléctrica + ingreso de factores no comerciales
18. Cálculo del ROI
Sin subsidio: generación anual de energía x precio de la electricidad ÷ costo total de inversión x 100% = tasa de retorno anual
Con subsidios a las centrales eléctricas: generación anual de energía x precio de la electricidad ÷ (costo total de la inversión – subsidio total) x 100% = tasa de retorno anual
Existen subsidios al precio de la electricidad y subsidios a las centrales eléctricas: generación anual de energía x (precio de la electricidad + precio de la electricidad subsidiada) ÷ (costo total de inversión – subsidio total) x 100% = tasa de retorno anual
19. Ángulo de inclinación y ángulo azimutal del conjunto cuadrado fotovoltaico
19.1 Ángulo de inclinación
Inclinación horizontal del componente de latitud
0°-25° inclinación = latitud
Inclinación 26°-40° = latitud +5°-10° (+7° en la mayor parte de nuestro país)
41°-55° inclinación=latitud+10°-15°
Latitud > 55° Inclinación = Latitud + 15°-20°
19.2 Azimut
Azimut = [hora pico de carga en un día (sistema de 24 h)-12]×15+(longitud-116)
20. Espaciamiento entre las filas delantera y trasera del conjunto fotovoltaico:
D = 0 . 7 0 7 H / tan [ acrsina ( 0 . 6 4 8 co sΦ- 0 . 3 9 9 si nΦ) ]
D: espaciado frontal y posterior del conjunto cuadrado de componentes
Φ: latitud del sistema fotovoltaico (positiva en el hemisferio norte, negativa en el hemisferio sur)
H: la altura vertical desde el borde inferior de la fila trasera de módulos fotovoltaicos hasta el borde superior de la fila delantera de refugios
Hora de publicación: 23 de septiembre de 2023