Hur solstrålkraftsberäkningsverktyget fungerar
Hur solstrålkraftsberäkningsverktyget fungerar
Varje diskussion om priser och konfigurationer hamnar till slut på samma två frågor: “Kan denna konfiguration hålla ut hela natten?” och “Hur stor måste batteriet vara?” Den ärliga svaret brukade ta timmar att få. En ingenjör skulle skapa en energibalans i en tabell, eller vänta på resultaten från en solcellsanläggning, medan kunden väntade tillsammans med honom. Vi har utvecklat solstrålkraftsberäkningsverktyget för att svara på dessa frågor på cirka fem minuter – med en 21-dagars-simulering som grund för svaret, istället för en uppskattning baserad på en enda solig dag.
Vad verktyget egentligen gör
Beräkningsverktyget körs en kontinuerlig 21-dagars-simulering av laddning och avladdning. Den går dag för dag igenom hela processen: produktionen av ström från solpanelerna, lagringen av strömmen i batteriet inom dess tillåtna avladdningsgränser, avladdningen till strålkällorna på natten, samt den återstående laddningsnivån som överförs till nästa morgon. En dynamisk algoritm för att hålla reda på den faktiska laddningsnivån efter varje cykel säkerställer att energin som lagrats under molniga dagar används även under soliga dagar.
Det är just skillnaden mellan en endaglig uppskattning och en 21-dagig beräkning. En endaglig beräkning visar hur systemet fungerar under en “god” dag, medan en 21-dagig beräkning visar om systemet klarar av en period med svåra förhållanden – vilket är det enda som verkligen spelar roll i praktiken.
Indata, och var man hittar dem
All information som beräkningsverktyget behöver kommer från en datasheet eller ritning:
| Parametern | Typiskt intervall | Källa |
|---|---|---|
| Maks soltimmar | 3–5 timmar i tropiska/subtropiska regioner | Inbyggd karta – klicka på projektplatsen |
| Panelkraft | 100–400 W | Produktdatasheet |
| Antal paneler | 1–4 stycken | Konstruktionsritningar |
| Batterivoltid | 12 / 24 / 48 V | Produktdatasheet |
| Batterikapacitet | 50–300 Ah | Produktdatasheet |
| Antal batterier | 1–4 stycken | Konstruktionsritningar |
| Batterityp | 0,8–0,9 för litiumbatterier; 0,5–0,7 för bly-syraf batterier | Batterityp |
| Lysarmatkraft | 30–200 W | Produktdatasheet |
| Antal lysarmar | 1–2 stycken | Konstruktionsritningar |
| Belysningstid | 10–12 timmar | Kundkrav |
| Dimmeringsläge | Fullt ljus tidigt på natten, dämpat midnatt, fullt ljus före gryningen | Kundkrav |
De mest vanliga misstagen gäller just parametern “maks soltid”. Därför hämtar verktyget denna information från en inbyggd karta: klicka på platsen för ditt projekt och de lokala meteorologiska uppgifterna laddas automatiskt. Inga manuella sökningar, inga tal som hämtas från en närliggande stad.
Matematiken bakom resultatet
Modellen är avsiktligt enkel – en enkel modell som du kan förklara för en kund är bättre än en komplex modell som du inte kan förklara.
Daglig produktion av energi = Panelkraft × Antal paneler × Mängd soltimmar under toppperioder × Effektivitetssänkning i systemet. Denna effektivitetssänkning beror på förluster i kontrollern, batterierna och ledningarna; vi använder typiskt ett värde mellan 0,75 och 0,85. Det exakta talet beror på temperaturerna på platsen och utformningen av ledningarna.
Nattlig förbrukning av energi = Effektivitet ljusarmaturer × Antal ljusarmaturer × Ljusstunderna, justerat enligt dimmeringsprofilen. En profil där armaturerna använder full effekt i fyra timmar, 50% effekt i sex timmar och igen full effekt i en timme förbrukar betydligt mindre energi än en profil där armaturerna använder full effekt under hela natten.
Användbar batterieenergi
= Spänning × Kapacitet × Antal batterier × DOD (Depth of Discharge). Detta är det värde som används i simuleringarna. Det är därför en baterie på bly-syraförsörjning med en DOD på 0,6 behöver ungefär dubbelt så mycket kapacitet som en litiumbatterie med en DOD på 0,85 för att uppnå samma nattliga autonomi.
Varför 21 dagar?
Användningen av 21 dagar som referensperiod beror på att det är en vanlig tidsperiod för många system för att uppnå stabila resultat under olika förhållanden. Detta gör det möjligt att jämföra prestanda under olika perioder och se hur systemen anpassar sig till förändrade förhållanden. Dessutom ger 21 dagar en mer representativ bild av systemets effektivitet under en hel månad.
Solsystem misslyckas i specifika situationer, inte i genomsnitt. Tre molniga dagar i rad under regnsäsongen kan leda till att en batteri blir tom – någon enstaklig dagssimulering kommer aldrig att visa detta. En 21-dagarsperiod räcker för att fånga in en realistisk “värsta fallssituation” för de flesta klimatförhållanden, och samtidigt är den kort nog för att simuleringen ska kunna avslutas snabbt. När simuleringen avslutas i grönt har systemet överlevt den specifika perioden; om den avslutas i rött har man upptäckt felstället innan kunden har gjort det.
Att läsa resultaten
Tabellen med 21 dagar är färgkodad:
- Grön: Batterin håller sig över sin reservkapacitet under hela perioden. Konfigurationen uppfyller belysningskraven.
- Rött eller varning: Batterin förbrukas under perioden. Lösningsalternativen är vanligtvis tre: fler solpaneler, en större batteri eller ett mer aggressivt dimmeringsprofil. Beräknaren visar vilket alternativ som kommer att förbättra resultatet.
Vad beräknaren inte modellerar
Ärlighet när det gäller gränserna är det som gör verktyget tillförlitligt.
Temperaturberoende. Bateriets kapacitet samt panelens utdata förändras båda med temperaturen. Simuleringen använder nominella värden; kalla vinter och varma somrar påverkar de faktiska talen. Smutsning och skuggning. En smutsig panel eller ett trädaket beror på platsens förhållanden och ingår inte i modellen. Studier av effekterna av skuggning är en separat uppgift. Batteriets åldrande. Att kapaciteten minskar över åren simuleras inte. Planera därför att byta batteri under användning. Slutlig ingenjörskonstruktion. För formella ansökningar till myndigheter eller stora ägare är resultaten från kalkylern endast en förhandsbedömning – inte en färdig konstruktion.
När du bör använda den, och när du bör kontakta oss Kalkylern är ett bra verktyg för förhandsbedömningar på plats, snabb verifiering av föreslagna konfigurationer, stöd vid utformning av priser för kunder samt för demonstrationsändamål. Den är dock inte lämplig för slutlig ingenjörskonstruktion. Om projektet kräver formella ansökningar, skicka det till vårt ingenjörsteam för fullständig, professionell granskning.
Börja med kalkylatorn, och om konfigurationen behöver justeras kan kalkylatorn för batteritillförsörjning och kalkylatorn för solenergibaserad autonomi hjälpa dig att avgöra vilken komponent som behöver bytas ut. För kompletta system som byggs med samma modeller, se vår serie all-in-one-solgator.
Vad denna sida inte täcker
Denna sida förklarar hur energiförbrukningskalkylatorn fungerar och vilka gränser den har. Den täcker inte fotometrisk belysningsdesign (luxnivåer och layout), strukturell eller grundkonstruktion, eller meteorologisk modellering av solcellssystem – dessa är separata verktyg inom olika discipliner. För belysningslayout, börja med vårt belysningsdesignverktyg.