Solarpanel: Wie viel Energie wurde geladen?

Produktspezifikation =
Spitzenleistung (Pmax): 100 W;
Spitzenkreisspannung (Voc): 21,61 V;
Maximale Leistungsspannung (Vmp): 17,43 V;
Kurzschlussstrom (Isc): 6,13 A;
Max. Stromstärke (Imp): 5,73 A;

Die nützlichsten Werte sind Vmp, Imp, Wmp und Isc.
Wmp = Wattleistung in voller Sonne bei optimaler Belastung.
Vmp = geladene Spannung in voller Sonne bei optimaler Last.
Imp = Belastungsstrom in voller Sonne bei optimaler Belastung.
Isc = Strom in Kurzschluss in voller Sonne bei optimaler Belastung.

Isc ist der maximale Strom, den Sie jemals bekommen werden.
In einem einfachen System ist Vload < Vmp oder << Vmp und Iout entspricht ungefähr Isc x Zsun,
wobei Zsun der Bruchteil der maximalen Solarleistung ist.

Um die über einen Tag gelieferte Energie richtig zu bestimmen, müssen Sie Vload x Iload in regelmäßigen Abständen berechnen und diese addieren, um ein tägliches Ergebnis zu erhalten. Dies ist "nicht zu schwer" mit zB einem Arduino oder einem anderen Mikrocontroller mit 2 x ADC-Eingängen.
Vload kann mit einem einfachen Widerstandsteiler gemessen werden.
Iload kann gemessen werden, indem ein Widerstand in Reihe mit der Panel-Einspeisung geschaltet und der Spannungsabfall daran gemessen wird. (Es gibt eine Reihe anderer Möglichkeiten, aber das ist am einfachsten. Wenn Sie beispielsweise einen 10-Bit-ADC mit einer Auflösung von 1024 Schritten und einer maximalen Eingangsspannung von 5 V verwenden, erhalten Sie ~ = 200 Messwerte pro Volt-Eingang. Wenn Sie I_series_R erlauben, maximal 0,5 V zu erreichen bei Imax erhalten Sie dann Schritte von etwa 1 %.Die Genauigkeit der Strommessung liegt wahrscheinlich im Bereich von +/- 2,5 % bis 5 % (unter Verwendung eines 1 %-Vorwiderstands).

Sie können einen höheren Spannungsabfall für mehr Genauigkeit zulassen oder einen Operationsverstärker oder Instrumentenverstärker verwenden, um die Spannung in den ADC zu erhöhen. Ein niedrigerer ADC Vref ermöglicht eine größere Genauigkeit und Auflösung

Ein "18-V"-Panel, wie Sie es haben, wird häufig zum Laden einer 12-V-Blei-Säure-Batterie verwendet. Wenn eine lineare Ladeschaltung verwendet wird, wird die überschüssige Spannung über der Batteriespannung verschwendet. In einem solchen Fall wirkt sich das Hinzufügen eines Abfalls von 0,5 V oder sogar 1 V in einem Messwiderstand nicht auf die verfügbare Ladeenergie aus.
Wenn z. B. ein Abwärtswandler verwendet wird, um die Panelspannung auf die Batteriespannung zu reduzieren, stellt jeder zusätzliche Abfall eine Verringerung der verfügbaren Energie dar.

Eine von mehreren einfacheren Methoden kann gut genug sein:

Sie können nur Iload in regelmäßigen Abständen messen und summieren. Dies kann bei Bedarf mit diskreten ICs erfolgen. Wenn eine Batterie geladen wird, kann Vload ungefähr konstant sein (abhängig von der Batteriechemie) und Iload entspricht dann ungefähr der Laderate. In vielen Fällen ist die Gesamtladung in mAh von größerem Interesse als die Ladeenergie.

Ein VCO (Voltage Controlled Oscillator) kann verwendet werden, um einen Frequenzausgang proportional zum Laststrom zu erzeugen, und dieser kann von einem IC-Zähler oder von einem Mikrocontroller summiert werden.

Iload kann verwendet werden, um einen Kondensator auf eine voreingestellte Spannung aufzuladen, an welchem ​​Punkt der Kondensator auf Null zurückgesetzt wird und eine Zählung der Pausen die Ladung in mAh anzeigt. Dies ist im Wesentlichen ein sehr einfacher Vco. Wenn zB ein Komparator verwendet wird, kann die Ruheschwellenspannung niedrig sein und die verfügbare Spannung wird nicht signifikant reduziert.

Die mittlere Leistung des Panels bei optimaler Belastung ist
Energie ~= (durchschnittliche äquivalente Sonnenstunden pro Tag) x (maximale Ausgangsleistung des Panels)
= Wmp x SSH ("Sonnenstunden").
Die Sonneneinstrahlung wird in kWh/m^2 mit "1 Sonne " = 1 kWh/m^2.
Es kommt vor, dass die typische Mittags-Solarleistung etwa 1 Sonne beträgt.
Diese variiert je nach Standort und kann höher oder niedriger sein und hängt von geografischen Faktoren, der Jahreszeit, den Wetterbedingungen und der Luftreinheit ab.

Eine ausgezeichnete Seite , die den durchschnittlichen monatlichen SSH-Wert sowie viele andere verwandte Parameter angibt, ist GAISMA.COM. Hier ist die Seite für Kabul in Afghanistan . Eine gute Möglichkeit, auf Seiten zuzugreifen, ist die Websuche nach gaisma city_name. Dies ist normalerweise schneller als die Verwendung des eigenen Suchsystems der Website.

Dieses Diagramm von der obigen Seite für Kabul zeigt "Sonnenstunden" oder kWh/m^2/Tag für Kabul.
zB im Juni (Monat VI) gibt es durchschnittlich 7,4 volle Sonnenstunden pro Tag. Dies ist ein außergewöhnlich hoher Wert, der an den meisten Standorten nicht erreicht wird. Im Dezember (Monat XII) sind es durchschnittlich 2,17 SSH/Tag.

Diese SSH-Zahlen können mit der Wmp-Bewertung des Panels multipliziert werden, um die durchschnittliche maximale Ausgangsleistung zu erhalten, die erwartet werden kann. Dies muss reduziert werden, um eine Nichtsteuerung zu ermöglichen - sowohl pro Tag als auch über ein Jahr.

Das Sonnenpfaddiagramm auf derselben Seite zeigt den Sonnenwinkel über einen Tag und über ein Jahr sowie die Zeiten von Sonnenauf- und -untergang und ist nützlich, um die wahrscheinliche Leistung vorherzusagen.

VERFÜGBARE ENERGIE:

Ich plane, das Panel an eine 12-V-Autobatterie anzuschließen und dann ein LED-Licht für etwa 14-16 Stunden pro Tag eingeschaltet zu lassen.

Aufgrund von Faktoren wie z

• die Spannungsabweichung beim Laden und

• Lade-/Entladeineffizienzen der Batterie und

• Panel-Ausrichtungsverluste,

Als Faustregel gilt, dass Sie damit rechnen können, dass die Batterie ungefähr ein Drittel bis die Hälfte der maximal möglichen Panel-Energie pro Tag abgibt.

• Verfügbare Energie ~~~= SSH x Wmp / 3

Wenn Sie beispielsweise ein 100-W-Panel und 2,7 SSH pro Tag haben, erhalten Sie fiktiv 100 W x 2,7 h = 270 Wh/Tag vom Panel, aber nach dem Aufladen des Akkus und dem anschließenden Verwenden des Akkus bei Nacht beträgt die wahrscheinliche Energie 270/3 bis 270/2 = 90 bis 135 Wh/Tag.

• Last Watt ~~~= SSH x Wmp / 3 / Operating_hours

Wenn Sie eine Last 16 Stunden lang betreiben möchten, beträgt die verfügbare Wattzahl ~~= 90/16 bis 135/16 = 5,6 bis 8,4 Watt Last.
Wenn LED-Streifen oder ähnliches direkt mit 12 V betrieben werden, können 5 bis 8 Watt Last mit 2,7 SSH Einstrahlung unterstützt werden. Wenn die LEDs einen konstanten Strom von etwa 3 bis 4 V benötigen, ist die Verwendung eines Abwärtswandlers oder eines Äquivalents erforderlich, wenn eine effiziente Nutzung der Batterieenergie erforderlich ist.

Hinweis: Solarpanel erzeugen den Strom auch durch Reflexion des Sonnenlichts durch andere Objekte wie Himmel, Haus, Gebäude, Mondlicht, jede Lichtquelle usw.

1. Da Ihr Solarpanel 21,61 V hat, liefert es etwa 12 V (möglicherweise 10 V), wenn das Sonnenlicht nicht direkt mit der Solarzelle in Kontakt kommt. (Wenn es mehr als 12 V liefert, machen Sie sich keine Sorgen über 2,3)

2. Da Ihre Autobatterie 12 V hat, wird sie nicht aufgeladen, es sei denn, die Spannung der Solarzelle beträgt mehr als 12 V. Pech gehabt :(

3. Der mögliche Zeitrahmen zum Laden der Autobatterie liegt zwischen 11:00 und 15:00 Uhr (ca. 4 Stunden).

4. Da das Solarpanel I = 5,73 A hat, lädt die Autobatterie in 4 Stunden etwa 30 % bis 40 % auf.

5. Sie können 4 LEDs (jeweils 3 V) problemlos 15 Stunden lang in Reihe schalten.

Ich habe Solarpanel mit 12V 300mA:

Ich bekomme ungefähr 6 V und verwende den Spannungsregler (L7805), um meinen alten Handy-Akku (750 mAh) aufzuladen. Ich kann 3V LED problemlos bis zu 8 Stunden leuchten. (könnte mehr nie überprüft werden)