Показанная на рис. 12.8 конструкция будет эффективно работать на территориях между примерно 20° и 60° южной широты. Среди городов, находящихся в этой зоне, можно назвать:

• Сантьяго (Чили);

• Буэнос-Айрес (Аргентина);

• Рио-де-Жанейро (Бразилия);

• Кейптаун, Дурбан (ЮАР);

• Перт, Сидней (Австралия);

• Окленд (Новая Зеландия).

На рисунке 12.8, А показано положение для круглогодичной ра­боты солнечной батареи. Угол х должен быть равен 90° минус значе­ние южной широты, на которой установлена батарея.

Если конструкция предусматривает подшипник (и, соответствен­но, возможность переориентировать солнечную батарею), в зави­симости от времени года можно использовать две основные схемы, показанные на рис. 12.8, Б и 12.8, В. Осенью и зимой (с 21 марта по 20 сентября) оптимальной является схема 12.7, Б, где угол у со­ставляет примерно 78° минус значение широты. Для весны и лета (с 21 сентября по 20 марта) оптимальна схема 12.7, В, где угол z составляет примерно 102° минус значение широты.

Задача 12.3

Предположим, существует множество солнечных модулей, каж­дый из которых состоит из 53 идентичных фотоэлектрических ячеек, соединенных последовательно. Каждая ячейка производит при яр­ком солнечном свете электрический ток напряжением ровно в 0,5 В и силой в 2 А. Вы собираете две солнечные батареи по 20 таких мо­дулей, соединенных параллельно, в каждой. Затем вы подсоединяете эти батареи последовательно. Предположим, по данным производи­теля, выходное напряжение под нагрузкой должно снизиться на 10% по сравнению с теоретической (без нагрузки) величиной. Каковы практические (эксплуатационные) значения УВЬ1Х, /тах и Ртах вашего фотоэлектрического комплекса?

Решение 12.3

Прежде всего подсчитаем значение теоретического выходного напряжения (назовем эту величину Увых тер) и уменьшим ее на 10%, чтобы получить значение фактического выходного напряжения, VBb(x. Затем вычислим значение максимальной силы тока /тах для всего комплекса. Наконец, определим значение максимальной мощности Р , умножив V на / .

шах' J вых max

Теоретически каждый модуль производит 53 х 0,5 В = 26,5 В. Выходное напряжение комбинации из 20 параллельно подсоединен­ных модулей, формирующих одну батарею, таким образом, теорети­чески равно 26,5 В. Идентичные значения напряжения в параллель­ной цепи не суммируются. Две такие батареи, соединенные последо­вательно, составляют один комплекс (решетку). Таким образом,

V = 2 х 26,5 В = 53 В.

вых-тер ’

Уменьшение этой величины на 10% эквивалентно ее умножению на 90% или на 0,9. Итого:

Увых = 0,9 х 53 В = 47,7 В.

Максимальная сила тока, производимого каждой ячейкой, равна 2 А. Значит, каждый последовательно подсоединенный набор ячеек (т. е. модуль) также производит ток с максимальной силой в 2 А (идентичные значения силы тока в последовательной цепи не сум-

мируются). Когда 20 модулей подсоединены параллельно в единую батарею, максимальный ток равен 20 х 2 А = 40 А.

Две батареи подсоединены в нашем комплексе последовательно. Значит, максимальная сила производимого этим комплексом тока останется равной 40 А. Таким образом,

Для определения максимальной выходной мощности умножим значения Увых на /тах:

Р = У I = 47,7 В х 40 А = 1908 Вт.

шах вых шах 7

Это значение можно округлить до 1900 Вт, или 1,9 киловатт.