Как правильно расчитать мощность солнечной системы

Немного теории.

Электрические характеристики солнечной батареи: вольт-амперная характеристика

СБ может работать при любой комбинации напряжения и тока, расположенным на его вольт-амперной характеристике (ВАХ). Однако в реальности СБ работает в одной точке в данное время. Эта точка выбирается не СБ, а электрическими характеристиками цепи, к которой данная СБ подключена.
Напряжение, при котором ток равен 0, называется напряжением холостого хода (Uхх). С другой стороны, ток, при котором напряжение равно 0, называется током короткого замыкания (Isc). В этих крайних точках ВАХ мощность СБ равна 0. На практике, система работает при комбинации тока и напряжения, когда вырабатывается достаточная мощность. Лучше сочетание называется точкой максимальной мощности (ТММ, или MPP). Соответствующие напряжение и ток обозначаются как Up (номинальное напряжение) и Ip (номинальный ток). Именно для этой точки определяются номинальная мощность и КПД солнечной батареи.
При прямом соединении СБ к аккумуляторной батарее, СБ работает при напряжении, равном напряжению аккумуляторной батареи в данный момент. По мере заряда АКБ ее напряжение растет, поэтому СБ может работать в диапазоне напряжения от 10 до 14,5В (здесь и далее используются напряжения для СБ номинальным напряжением 12В.) Соответственно, его рабочая точка может быть довольно далеко от оптимальной. Почему же производители выбрали напряжение СБ в максимальной точке равным 17В?

Почему 12-вольтовые панели на самом деле 17-вольтовые?

Это сделано для того, чтобы компенсировать потери напряжения в фотоэлектрической системе и сохранить возможность полного заряда АКБ. Обычный вопрос, который задают люди - "почему нельзя сделать панели так, чтобы они выдавали 12В?" Если вы сделаете так, то СБ будут выдавать необходимое для заряда АКБ напряжение только, когда они холодные, в идеальном состоянии и при ярком солнце. Обычно таких условий не бывает в реальности. Поэтому панели должны иметь запас по напряжению для возможности заряжать АКБ при пониженной освещенности, под пылью и нагретыми на солнце. Вопреки интуиции, солнечные панели работают лучше в холодную погоду. В нормальных условиях, когда солнечная панель нагревается до 40-45 градусов, ее мощность снижается на 15-17%.

Считают, что для работы потребителя мощностью 50 вт необходима панель 50 вт. В этом случае будет соблюден баланс и АКБ разряжаться не будет.
Дело в том, что практически мало кто знает, как определяется отдаваемая мощность солнечной панели. На каждой панели написано, например 50 вт, ток 2,73 А при напряжении 18,3 вольта. При штатной ситуации, когда нормальное солнце, панель отдает 2,73 А. Если поставить два вольтметра на СБ и на АКБ, то видно, что утром (при наличии солнца на панели) на обоих приборах напряжение примерно одинаково, на СБ на 0,2-0,3 вольт немного выше, чем на АКБ. В это время идет процесс заряда АКБ. Мощность, отдаваемая панелью в это время составляет 12,6 х 2,73 = 34 Вт. По мере заряда АКБ напряжение на нем повышается до 14,2-14,4 вольта ( на СБ соответственно на 0,2-0,3 вольта больше при среднем солнце и достигает напряжения 17,5 - 18,3 вольт при ярком солнце) и через 1 час резко падает до 13,2-13,8 вольта. Ток заряда на АКБ устанавливается в пределах 0,1-0,2 А, а напряжение на СБ возрастает до 20,3 вольта. От панели мы фактически получаем около 3 вт мощности. При расчетах мощности нагрузки надо считать не 50 Вт, а 34 Вт.  Например, при подключении ноутбука мощностью 70 Вт необходимо для баланса 100 Вт панели. В этом случае не будет разряда АКБ.