Paramètres:
Définissez «heure d'ensoleillement» comme 1 heure de plein soleil (1 000 W / m ^ 2) ou une quantité équivalente de lumière à un niveau moindre délivrée sur plus d'une heure.
Les heures d'ensoleillement typiques par jour dans le monde en été sont de 4 à 5 heures avec moins ou beaucoup moins en hiver.
Une superbe ressource est www.gaisma.com qui fournit une insolation détaillée (ensoleillement) et des questions connexes pour de nombreux endroits dans le monde. Comme Mauvis est présenté comme étant à San Francisco aux États-Unis, voir http://www.gaisma.com/en/location/san-francisco-california.html
Les heures d'ensoleillement moyennes par jour chaque mois de janvier à décembre y sont indiquées
- 2,05 3,05 4,49 5,93 7,06 7,72
7,50 6,69 5,38 3,85 2,50 1,85
L'insolation la plus élevée est donc une moyenne de 7,7 heures d'ensoleillement par jour en juin et la plus faible est de 1,85 heure d'ensoleillement par jour en décembre.
À titre de comparaison, Nairobi au Kenya n'a que 6,3 heures d'ensoleillement par jour en moyenne max (en février) MAIS le pire mois de 4,4 heures d'ensoleillement / jour en juillet. Les besoins en panneaux solaires à Nairobi seraient inférieurs de moitié à ceux de SF.
Un panneau photovoltaïque moderne en silicium sur verre laminé fournira environ 130 watts / m2 de surface.
Si vous avez un contrôleur de suivi MPPT, vous obtiendrez peut-être 95% de celui-ci dans la batterie. Sans MPPT, vous pouvez obtenir 70% à 80% selon les conditions. Peut-être plus.
Dites 75% pour les calculs initiaux.
La batterie au plomb fournira 80% + d'énergie stockée dans celle-ci.
La batterie LiFePo4 fournira 90% + d'énergie stockée en elle. Les deux ont des taux d'autodécharge suffisamment bas.
DONC
L'énergie disponible à partir d'un PV (panneau photovoltaïque / panneau solaire) économisée sur batterie puis récupérée est d'environ:
- 130 W x 75% x 80% = ~ 80 Watts par mètre carré en plein soleil.
Si cette capacité de batterie doit être utilisée pendant 10 heures, la puissance en watts prise en charge par mètre carré est de 80/10 = 8 watts de charge d'équipement par mètre ^ 2 de panneau par heure d'ensoleillement.
Si vous voulez que le système fonctionne pendant N jours sans soleil (tempête de sable? :-)), vous avez besoin de N mètre ^ 2 de panneau par 8 Watts ou vous pouvez alimenter 8 / N Watts d'équipement par mètre carré par heure d'ensoleillement.
En utilisant le chiffre de 1,85 heures d'ensoleillement par jour de décembre, vous pouvez alimenter 8 W x 1,85 = ~ 15 watts d'équipement pendant 10 heures à partir d'un soleil moyen de décembre par mètre carré de panneau.
Ainsi, pour faire fonctionner votre équipement de 40 W en toute sécurité en décembre, vous aurez besoin de 40/15 = ~ 2,66 m ^ 2 de panneaux ou environ 2,66 x 130 W = 350 watts de panneaux solaires. Notez qu'il s'agit de fournir un jour de fonctionnement de 10 heures à partir de 1,85 heure d'équivalent plein soleil.
Si vous voulez pouvoir résister à 2 jours sans soleil, vous devez doubler cela à 700 watts de panneau.
La batterie doit être dimensionnée pour gérer cette quantité d'énergie. Ce qui précède a été calculé sur 75% de l'énergie du panneau utilisée pour charger la batterie, donc l'énergie
350 W x 1,85 h x 75% = ~ 480 wattheures.
À 12V, c'est 480/12 = 40 Ampères de capacité de la batterie.
Une batterie à décharge profonde de 100 Ah est susceptible de suffire.
L'exigence ci-dessus sera réduite de
Contrôleur MPPT - modéré
Batterie LiFePO4 - modérée
Insolation d'été plutôt que d'hiver - massive - 300% + plus de soleil.
Équipement de moindre puissance - potentiellement très important.
FWIW: J'ai commencé cette réponse il y a quelques heures mais je ne l'ai pas terminée. Je vois maintenant qu'Olin a également fourni une réponse assez longue. Je ne serais pas allé si loin si sa réponse avait été là quand j'ai commencé.
Informations sur Gaisma:
Burning Man se trouve dans le désert de Black Rock au Nevada, à 120 miles au nord de Reno.
Les informations Reno suivantes doivent être raisonnablement applicables.
Insolation = Heures de soleil = moyenne de 4,95 pour septembre
et 5,92 par jour pour août.
Comme BM est au début de septembre, utilisez 5 heures équivalent plein soleil par jour.
Il y a environ 2 jours de pluie par mois à cette époque - j'espère qu'ils sont pris pendant le BM :-).
Je vais laisser les lecteurs extraire les petits détails du merveilleux diagramme suivant ci-dessous. Je peux commenter si quelque chose ne peut pas être compris (voir également la page d'aide de Gaisma).
La ligne BM sera légèrement au-dessus de la ligne orange de jour qui est pour fin septembre.
Lever du soleil vers 6h40 et coucher du soleil vers 19h.
Angle du soleil à midi à environ 50 degrés au-dessus de l'horizon.
9 h à 15 h angles de soleil de 20 degrés ou plus au-dessus de l'horizon.
Le soleil oscille d'environ 110 degrés à 230 degrés de 9 heures à 15 heures = +/- 60 degrés. Le
sinus de 60 degrés est de 0,87, de sorte que les panneaux de pointage à la position du soleil de midi perdraient environ 13% de l'énergie disponible à 15 heures et à 9 heures. Ainsi, le déplacement manuel des panneaux une ou deux fois par jour produirait des gains modestes.
Le changement d'angle au-dessus de l'horizon pendant les périodes de pointe du soleil est (50-20) = 30 = +/- 15 degrés, donc le changement d'angle vertical ne vaut pas la journée.
Notez que le soleil est à sa hauteur maximale vers 13 heures. L'heure d'été. Ajuster mes commentaires de 9 h et 15 h aux heures vraies (10 h à 16 h) permettrait de mieux centrer les résultats sur le vrai pic de midi, MAIS les résultats ne varieront pas beaucoup.
Notez qu'au lever et au coucher du soleil le jour de ce graphique a été tracé (ligne orange) le soleil se lève et se couche à environ +/- 90 degrés de l'angle de midi. Pour les dates antérieures remontant au 21 juin, le soleil se couche et se lève progressivement sur de plus grandes distances au-delà de 90 degrés à partir de midi, donc si vous voulez qu'un panneau reçoive toute la lumière du soleil, il devra pointer "derrière" sa position de pointage normale à midi. c'est-à-dire que le soleil se lève et se couche "par-dessus votre épaule" pendant les mois d'été.
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Cette question relative aux PC alimentés en 12VDC a été posée en septembre 2011.
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