Расчет системы электропитания с использованием фотоэлектрических преобразователей электроэнергии

Страницы работы

Содержание работы

Расчет системы электропитания с использованием фотоэлектрических преобразователей электроэнергии

Цель занятия: Изучить принципы расчета систем электропитания на основе фотоэлектрических преобразователей.

Расчет системы электропитания с использованием фотоэлектрических преобразователей электроэнергии будем проводить согласно схеме, представленной на рисунке 1.1.

В состав СЭП входят: солнечная батарея (СБ); аккумуляторная батарея (АБ); автомат освещения (АО); зарядное устройство (ЗУ); разрядное устройство (РУ); нагрузка (РН).

Рисунок 1.1 - Структурная схема системы электропитания (СЭП) с использованием фотоэлектрических преобразователей (ФЭП)

Основными и наиболее дорогостоящими элементами системы, представленной на рисунке 1.1 будут являться солнечная батарея и аккумуляторная батарея. Дальнейшую задачу сведем к определению параметров СБ и АБ.

Таблица 1.1- Исходные данные

Кол-во потребителей (светильников)

Мощность одного светильника, Вт

Номинальное напряжение светильника, В

Тип АБ

Глубина разряда АБ, %

Время разряда АБ, час

Тип фотоэлектрического модуля

Широта и условия использования СД

10

34

27

НМГГП-18С

60

16

ФСМ50

Москва, широта 55,7 (вертикальная панель). Температура эксплуатации 21,2 ºС

В качестве потребителей электроэнергии примем светоизлучающие устройства в количестве 10 штук. Мощность, потребляемая одним светильником (PСВ) составляет 34 Вт при рабочем напряжении (UH) 27 В. Считаем, что КПД зарядного устройства (ЗУ) составляет , КПД  разрядного устройства (РУ) - .

Полезная мощность, потребляемая от СЭП зависит от количества светильников и определяется выражением:

,                                               (1.1)

где  - мощность одного светильника;

 - количество светильников.

                                       Вт

Определение параметров аккумуляторной батареи

Для расчета системы электропитания примем тип аккумуляторных батарей – никель-металлгидридные (НМ). Технические характеристики аккумуляторов марки НМ приведены ниже.

НМГГП-18С

Номинальная емкость, А*ч

18

Номинальное напряжение, В

1,2

Габаритные размеры, мм

по корпусу

46,5*30,5*114,5

по борному

46,5*30,5*129

Масса, кг

0,5

Токи разряда, А

номинальный

3,6

максимальный

36

Температура разряда, С

-30…+40

Технологический ресурс, циклы

до 1000

Срок службы, годы

5

Напряжение АБ (UАБ) определяется из условия обеспечения устойчивой работы РУ. Для ИПН понижающего типа минимально допустимое значение разности напряжений между входом и выходом составляет не менее , т.е.

,                              (1.2)

где UH = 27В – напряжение на выходе РУ.

Напряжение аккумулятора изменяется в процессе разряда и заряда, так для элемента аккумулятора напряжение UЭЛ может изменятся в пределах от UЭЛ min=, соответствующее окончанию режима разряда, до   UЭЛ max=1,45В, соответствующее окончанию режима заряда. Количество последовательно включенных элементов (nU) в АБ определяется выражением:

                                            (1.3)

Согласно (1.3) необходимое количество последовательно включенных элементов в АБ, с учетом (1.2) и при UЛЭ min=, UH = 27В, составит:

.

Емкость (QАБ) АБ выбирается из стандартного ряда емкостей с округлением в сторону, большую расчетной. А расчетная емкость (QАБ,Р) определяется:

,                      (1.4)

где kP – допустимая глубина разряда в долях, допустимая глубина разряда для НМ АБ составляет 60%, т.е kP=0,6; kТ – температурный коэффициент, учитывающий изменение емкости АБ при изменении температуры =1,04; tAP – время разряда АБ = 16 ч.; РАБ – мощность, потребляемая от АБ в режиме разряда; UЭЛ – номинальное напряжение элемента АБ, для НМГГП- 18С UЭЛ=1,2В; nU – количество последовательно включенных элементов в АБ=30. Величину РАБ можно определить из выражения:

,                                             (1.5)

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
156 Kb
Скачали:
0