Wie berechnet man die stündliche Leistung, gemessen in kWh, eines 1-kW-Photovoltaikmoduls bei stündlichen Einstrahlungsdaten in kj/m2?

Ich arbeite an der Erstellung eines Wirtschaftsmodells, das die stündliche Solarleistung für Photovoltaikanlagen umfasst, die an mehreren verschiedenen geografischen Standorten errichtet wurden. Ich habe Daten zur Einstrahlung (direkte normale Einstrahlung kj/m2, diffuse horizontale Einstrahlung kj/m2) für jeden Standort und die Lage der Standorte (Breitengrad, Längengrad). Ich habe die Anweisungen in Kapitel 7 des Buches Renewable and Efficient Electric Power Systems von Gilbert Masters befolgtzur Berechnung der Strahlungsmenge, die zu einer bestimmten Stunde auf eine bestimmte Platte trifft, ausgedrückt in kJ/m2. Aus diesen Einstrahlungsdaten möchte ich nun die stündliche Leistung (in kWh) einer 1 Kilowatt Solaranlage berechnen. Als Hintergrund werde ich diese Informationen in einem Optimierungsverfahren verwenden, das die optimale Investition in neue Solarkapazität für jeden Standort berechnet, um kostengünstigen, zuverlässigen Strom in einem integrierten Stromsystem bereitzustellen.

Hier ist ein Beispiel der stündlichen Bestrahlungszahlen. Kann mir jemand die Berechnung sagen, um diese Einstrahlungszahlen in kWh/kw umzuwandeln?

Einstrahlung 1557 kj/m2 2591 kj/m2 1494 kj/m2 987 kj/m2

Ich verstehe, dass es notwendig ist, einen Wirkungsgrad für die Solar-Photovoltaik-Anlage anzunehmen. Könnten Sie für dieses Beispiel 16 % verwenden? Ich verstehe auch, dass der Ausgang, den ich suche, ein Gleichstromausgang ist. Bei der Umwandlung in Wechselstrom erkenne ich, dass mit dem Wechselrichter Verluste verbunden sind.

Uh, nur eine Einheitsanalyse beflügeln.. k J / M 2 × P A N e l A R e A M 2 × 1 H Ö u R 3600 S × 0,16 . Dies berücksichtigt jedoch keine realen Faktoren....
Danke Daniel, ist es notwendig, einen Bereich für das Panel anzunehmen? Ich würde lieber in Kilowatt installierter Solar-PV arbeiten. Mein Verständnis ist, dass eine Kilowatt-Leistung bedeutet, dass das Panel unter Standardtestbedingungen von 1000 W/m2 Energie mit einer Rate von 1 kW erzeugt. Gehe ich davon aus, dass die Panelfläche für ein 1-kW-Panel 1 Quadratmeter beträgt?
Wäre es nicht 1 Quadratmeter / 0,16? Offensichtlich gibt es hier Skalierungsfaktoren, von denen ich nichts weiß. Viel Glück!
kJ/m^2 macht keinen Sinn. kJ/(m^2*s) = kW/m^2 macht oder potenziell kWh/(m^2*h) = kW als eine verschlungene Art, die durchschnittliche Einstrahlungsleistung auszudrücken.
@winny Ich habe damit die integrierte Bestrahlungsstärke für einen Zeitraum gemeint, eine analoge Einheit zu kWh / m ^ 2
@Daniel eine "stündliche Bestrahlung von kJ / m ^ 2" ist wieder eine verworrene Art, kJ / (m ^ 2 * h) zu sagen oder Ihre Leser abzuwerfen.
@winny das ist nicht die Einheit. Stündlich ist die Integrationszeit der einfallenden Leistung und hat Einheiten von k J M 2 . Möglicherweise ist es eine Konvention in der Solarindustrie, um eine Verwechslung zwischen eingestrahlter kW und elektrischer kW zu vermeiden?
@Daniel Nun, es steht Ihnen frei, beliebige Einheiten für jede physikalische Größe zu wählen, die Sie zu messen versuchen, aber was Sie am Ende benötigen, ist ein Wirkungsgraddiagramm oder eine Kurve für Ihre Solarzelle und wenden Sie Ihre Eingabefunktion mal den Wirkungsgrad als Funktion von an Macht und du kannst dich selbst in die Antwort integrieren. Wenn Sie nicht auf absolute Genauigkeit aus sind, würde ich einfach die gleiche Effizienz für alle Leistungsstufen und eine Annäherung erster Ordnung annehmen.

Antworten (1)

Hier gibt es nichts Kompliziertes, es ist nicht mehr als Buchhaltung und Multiplikationssummen.

Output = Input * Effizienz, wenn alles konsistent ausgedrückt wird.

Wenn Ihre stündliche Bestrahlungsstärke in kJ/m2 ausgedrückt wird, müssen Sie mit m2 der Platte multiplizieren. Wenn Ihre Panels jeweils in kW bei einer Referenzbestrahlungsstärke bewertet sind, müssen Sie die Panelausgabe anhand des Verhältnisses der tatsächlichen Bestrahlungsstärke zur Referenz skalieren.

Zu den Effizienzbegriffen gehören Licht zu Elektrizität, schräg einfallende Effekte, Panel-Fouling, das Licht reduziert, sie können eine Temperaturabhängigkeit sein, und Gleichstrom-zu-Wechselstrom-Umwandlungsverluste. Sie werden aus Ihrer Simulation eine Genauigkeit herausholen, die sich auf die Sorgfalt bezieht, mit der Sie alle Effizienzterme finden und berücksichtigen.

Wenn Sie für eine einzelne Platte bei Referenzbestrahlungsstärke rechnen, erhalten Sie einen Nennwert. Das ist ungefähr so, als würde man den Stundenlohn mit den täglichen Stunden multiplizieren und zu einem nominellen Tageseinkommen kommen.

Aber Sie müssen Einkommenssteuern zahlen, zur und von der Arbeit fahren, Arbeitsgeräte kaufen, was alles Ihr verfügbares Einkommen verringert. Aber das sind nur Buchhaltungen und einfache Summen. Ebenso verlieren Sie Leistung durch nicht standardmäßige Einstrahlung, schräge Beleuchtung, verschmutzte Panels, DC-AC-Verluste. Je detaillierter Sie sie verfolgen, desto realistischer wird Ihre Leistungsabgabe geschätzt.

Wenn Ihr einziges Problem darin besteht, kJ in kWh umzuwandeln, dann ist 1 kWh = 3600 kJ = 3,6 MJ, da eine Stunde = 3600 Sekunden und 1 J = 1 Watt.Sekunde.

Sie gehen davon aus, dass die Panelausgabe linear zur einfallenden Energie ist. Ist es?
Das ist noch ein weiteres Detail, das berücksichtigt werden muss. Ich rollte es in Effizienz, ohne Kommentar. Wenn das OP einen flussabhängigen Wirkungsgrad implementieren muss, wird es etwas komplizierter als nur Summen.
Diese Antwort war besonders nützlich: „Wenn Ihre Panels jeweils in kW bei einer Referenzbestrahlungsstärke bewertet sind, müssen Sie die Panelausgabe durch das Verhältnis der tatsächlichen Bestrahlungsstärke zur Referenz skalieren.“ Habe ich recht mit der Annahme, dass ich zuerst kj/m2 in kWh/m2 umrechnen kann, indem ich durch 3600 dividiere. Für die oben angegebenen Zahlen würde dies 0,433 kwh/m2 0,72 kwh/m2 0,415 kwh/m2 0,274 kwh ergeben /m2. Ein 1-kW-Panel mit einer Nennleistung von 1000 W/m2 bei voller Leistung würde in der ersten Stunde 43 % seiner Kapazität produzieren, dann 72 %, dann 41,5 % und dann 27,4 %. Diese Kapazitätsfaktoren bieten eine Möglichkeit, die Ausgangsleistung von PV-Einheiten jeder Größe zu verallgemeinern.
Wie berechnet man die stündliche Leistung, gemessen in kWh, eines 1-kW-Photovoltaikmoduls bei stündlichen Einstrahlungsdaten in kj/m2?
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