太阳能路灯能量计算器如何工作
太阳能路灯能量计算器如何工作
每一次报价对话最终都会涉及到同样的两个问题:“这种配置能持续一整夜吗?”和“电池需要多大?”“诚实的回答过去需要几个小时。工程师会在电子表格中建立能量平衡,或者等待PVsyst运行,客户会和他们一起等待。我们建立了太阳能照明能耗计算器在大约五分钟内回答这两个问题,答案背后有21天的模拟,而不是一个单一的晴天估计。
该工具的实际功能
计算器运行一个连续21天的充放电循环模拟。它一天一天地进行:从电池板发电,在其放电深度(DOD)限制内存储到电池中,在夜间放电到灯具,以及剩余的电荷状态被携带到第二天早上。动态剩余电荷状态算法跟踪每个周期后实际剩余的电量,所以多云的周二会消耗储存在晴朗的周一的能量。
这就是它和一天的估计之间的区别。一天的计算告诉你系统在一个好的日子里工作。21天的运行告诉你它是否能在坏的序列中生存下来,这是该领域唯一重要的问题。
输入,以及在哪里找到它们
计算器所需的一切都来自一张图或一张图纸:
| 参数 | 典型范围 | 源 |
|---|---|---|
| 高峰日照时数 | 热带/亚热带地区3-5小时 | 内置地图-单击项目位置 |
| 面板电源 | 100-400瓦 | 产品数据表 |
| 面板数量 | 1-4个 | 设计图纸 |
| 电池电压 | 12 / 24 / 48 V | 产品数据表 |
| 电池容量 | 50-300 Ah | 产品数据表 |
| 电池量 | 1-4个 | 设计图纸 |
| 国防部 | 0.8-0.9锂; 0.5-0.7铅酸 | 电池类型 |
| 灯具功率 | 30-200瓦 | 产品数据表 |
| 灯具数量 | 1-2个 | 设计图纸 |
| 照明时间 | 10-12小时 | 客户需求 |
| 调光模式 | 明亮的夜晚,午夜暗淡,黎明前充满 | 客户需求 |
人们最常弄错的参数是峰值日照时数,因此该工具从内置地图中获取:单击项目位置,当地气象值就会自动加载。无需手动搜索,也无需从邻近城市借用数字。
结果背后的数学
这个模型是故意简单的,因为一个你可以向客户解释的简单模型胜过一个你不能解释的复杂模型:
- 日发电量 =面板功率×数量×峰值日照时数×系统降额。降额包括控制器、电池往返和布线损耗;我们使用大约0.75-0.85作为典型范围,您的现场温度和布线运行决定了确切的数字。
- 夜间消耗 =灯具功率×数量×照明小时数,根据调光配置进行调整。四小时满输出,六小时50%,一小时再满输出的配置远远低于十一小时的平满输出。
- 可用电池能量 =电压×容量×数量× DOD,这是模拟所花费的数字,这就是为什么在DOD 0.6的铅酸电池组需要大约两倍于DOD 0.85的锂电池组的电池容量的原因。
为什么是21天
太阳能系统的故障是按顺序发生的,而不是按平均值发生的。雨季连续三天多云是耗尽边际电池的事件,任何单日计算都不会显示出这一点。对于大多数气候来说,21天的窗口足够长,可以包含一个现实的最坏情况下的多云时段,也足够短,可以立即运行。当模拟结束时是绿色,系统已经在顺序中幸存下来;当它以红色结束时,您已经在客户之前发现了故障。
阅读结果
21天的表格是彩色编码的:
- 绿色: 电池在整个窗口内保持在其储备以上,该配置带有照明要求。
- 红色或警告: 电池在窗口内耗尽。解决方法通常是三个杠杆之一:更多的面板,更多的电池,或更积极的调光配置文件。计算器显示哪一个移动结果。
计算器不建模的内容
对边界的诚实是使工具值得信赖的原因:
- 温度降额。 电池容量和面板输出均随温度变化。模拟使用标称值;寒冷的冬季和炎热的夏季会使真实的数字发生变化。
- 土壤和阴影。 脏的面板或树冠是特定于场地的,不在模型中。阴影研究是单独的练习。
- 电池老化。 容量衰减多年不模拟。大小与利润,或计划中期更换包。
- 最终工程设计。 对于向政府或大型业主提交的正式文件,计算器输出的是筛选结果,而不是盖章的设计。
何时使用,何时致电
计算器是现场初步评估、快速验证建议配置、客户报价支持和教学演示的正确工具。它不适合最终工程设计;如果项目需要正式提交,请将其发送给我们的工程团队进行全面的专业验证。
从计算器开始,如果需要进行配置,电池尺寸计算器和太阳能自治计算器可以缩小需要更换的组件。有关使用这些相同型号进行尺寸调整的完整系统,请参阅我们的一体化太阳能路灯系列。
本页未涵盖的内容
本页介绍了能耗计算器的工作原理及其边界所在。它不包括光度照明设计(勒克斯水平和布局)、结构或基础设计或PVsys级气象建模-这些都是具有不同学科的单独工具。对于照明布局,请从我们的照明设计工具开始。