Parámetros:
Defina "hora de sol" como 1 hora de luz solar completa (1000 W / m ^ 2) o una cantidad equivalente de luz en un nivel menor entregado durante más de 1 hora.
Las horas de sol típicas por día en todo el mundo en verano son de 4 a 5 horas con menos o mucho menos en invierno.
Un recurso excelente es www.gaisma.com que proporciona información detallada (sol) y material relacionado para numerosas ubicaciones en todo el mundo. Como se muestra a Mauvis en San Francisco, EE. UU., Consulte http://www.gaisma.com/en/location/san-francisco-california.html
El promedio de horas de sol al día cada mes de enero a diciembre se muestra allí como
- 2.05 3.05 4.49 5.93 7.06 7.72
7.50 6.69 5.38 3.85 2.50 1.85
Entonces, la insolación más alta es un promedio masivo de 7.7 horas de sol al día en junio y el más bajo es un promedio de 1.85 horas de sol al día en diciembre.
Para comparacion, Nairobi en Kenia tiene solo 6,3 horas de sol al día como máximo promedio (en febrero) PERO el peor de los meses de 4,4 horas de sol al día en julio. Los requisitos de paneles solares en Nairobi serían menos de la mitad que en SF.
Un moderno panel fotovoltaico laminado de silicona sobre vidrio proporcionará aproximadamente 130 vatios / m ^ 2 de área.
Si tiene un controlador de seguimiento MPPT, obtendrá aproximadamente el 95% de esto en la batería. Sin MPPT puede obtener 70% -80% dependiendo de las condiciones. Quizás más.
Diga 75% para los cálculos iniciales.
La batería de plomo ácido entregará más del 80% de la energía almacenada en ella.
La batería LiFePo4 entregará más del 90% de la energía almacenada en ella. Ambos tienen tasas de autodescarga adecuadamente bajas.
ENTONCES
La energía disponible de un PV (panel fotovoltaico / panel solar) guardado en la batería y luego recuperado se trata de:
- 130 W x 75% x 80% = ~ 80 vatios por metro cuadrado a pleno sol.
Si esta capacidad de batería se va a utilizar durante 10 horas, entonces la potencia soportada por metro cuadrado es 80/10 = 8 vatios de carga de equipo por metro ^ 2 de panel por hora de sol.
Si desea que el sistema funcione durante N días sin sol (¿tormenta de arena? :-)) necesita N metro ^ 2 de panel por 8 vatios o puede alimentar 8 / N vatios de equipo por metro cuadrado por hora de sol.
Usando la cifra de 1.85 horas de sol por día de diciembre, puede alimentar 8W x 1.85 = ~ 15 vatios de equipo durante 10 horas desde un promedio de días de diciembre de sol por metro cuadrado de panel.
Entonces, para ejecutar sus 40 W de equipo de forma segura en diciembre, necesitará 40/15 = ~ 2.66 m ^ 2 de paneles o aproximadamente 2.66 x 130W = 350 vatios de paneles solares. Tenga en cuenta que esto es para proporcionar un día de funcionamiento de 10 horas a partir de 1.85 horas de equivalente a pleno sol.
Si desea soportar 2 días sin sol, debe duplicar eso a 700 vatios de panel.
La batería necesita ser dimensionada para manejar esta cantidad de energía. Lo anterior se calculó con el 75% de la energía del panel que se usa para cargar la batería, por lo que la energía es
350W x 1.85hr x 75% = ~ 480 vatios-hora.
A 12V, eso es 480/12 = 40 amperios hora de capacidad de la batería.
Una batería de ciclo profundo de 100 Ah es suficiente.
El requisito anterior se reducirá en
Controlador MPPT - moderado
Batería LiFePO4 - moderada
Insolación de verano en lugar de invierno - masiva - 300% + más sol.
Equipo de baja potencia, potencialmente muy significativo.
FWIW: Comencé esta respuesta hace horas pero no la terminé. Ahora veo que Olin también ha proporcionado una respuesta larga. No habría llegado tan lejos si su respuesta hubiera estado allí cuando comencé.
Información de Gaisma:
Burning Man está en el desierto de Black Rock en Nevada, a 120 millas al norte de Reno.
La siguiente información de Reno debe ser razonablemente aplicable.
Insolación = horas de sol = 4.95 promedio para septiembre
y 5.92 por día para agosto.
Como BM es a principios de septiembre, use 5 horas equivalentes a pleno sol por día.
Hay alrededor de 2 días húmedos por mes alrededor de este tiempo, espero que estén en apuros durante BM :-).
Dejaré a los lectores extraer los detalles finos del siguiente diagrama maravilloso a continuación. Puedo comentar si algo no se puede entender (ver también la página de ayuda de gaisma).
La línea BM estará ligeramente por encima de la línea naranja del día, que es para fines de septiembre.
Salida del sol alrededor de las 6:40 a.m. y puesta del sol alrededor de las 7 p.m.
Ángulo del sol al mediodía a unos 50 grados sobre el horizonte.
Ángulos solares de 9 a.m. a 3 p.m., 20 grados o más sobre el horizonte.
El sol se balancea de aproximadamente 110 grados a 230 grados de 9 a.m. a 3 p.m. = +/- 60 grados El
seno de 60 grados es 0.87, por lo que los paneles apuntadores en la posición del sol del mediodía perderían aproximadamente el 13% de la energía disponible en las posiciones de 3 p.m. y 9 a.m. Por lo tanto, mover paneles una o dos veces al día manualmente produciría ganancias modestas.
El cambio de ángulo sobre el horizonte durante los períodos pico de sol es (50-20) = 30 = +/- 15 grados, por lo que el cambio de ángulo vertical no vale la pena durante el día.
Tenga en cuenta que el sol está a la altura máxima aproximadamente a la 1 p.m. Horario de verano. Ajustar mis comentarios de 9 a.m. y 3 p.m. a tiempos reales (10 a.m. a 4 p.m.) centraría mejor los resultados en el pico del mediodía verdadero, pero los resultados no variarán mucho.
Tenga en cuenta que al amanecer y al atardecer en el día se trazó este gráfico (línea naranja), el sol sale y se pone a aproximadamente +/- 90 grados desde el ángulo del mediodía. Para fechas anteriores, tan lejanas como el 21 de junio, el sol se pone y se eleva progresivamente a distancias mayores de 90 grados desde el mediodía, por lo que si desea que un panel reciba toda la luz solar, debería apuntar "detrás" de su posición normal al mediodía. es decir, el sol sale y se pone "sobre su hombro" en los meses de verano.
Fuente de alimentación de 12VDC a PC
Esta pregunta relacionada con las PC alimentadas con 12VDC se hizo en septiembre de 2011.
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