Кпд батареи формула – КПД источника тока — specable.ru

КПД источника тока

Рассмотрим элементарную электрическую цепь, содержащую источник ЭДС с внутренним сопротивлением r, и внешним сопротивлением R (рис. 7.5).

КПД всегда определяем как отношение полезной работы к затраченной:

(7.8.1)

Полезная работа – мощность, выделяемая на внешнем сопротивлении Rв единицу времени. По закону Ома имеем: а тогда

Таким образом, имеем, что при но при этом ток в цепи мал и полезная мощность мала. Вот парадокс – мы всегда стремимся к повышенному КПД, а в данном случае нам это не приносит пользы.

Найдем условия, при которых полезная мощность будет максимальна. Для этого нужно, чтобы

(7.8.2)

В выражении (7.8.2) , , следовательно, должно быть равно нулю выражение в квадратных скобках, т.е. r=R. При этом условии выделяемая мощность максимальна, а КПД равен 50%.

Вышесказанное утверждение хорошо иллюстрируется рисунком 7.7.

Как видно из рисунка максимальный КПД получается в данной цепи при уменьшении мощности.

Рис. 7.7

ens.tpu.ru

Исследование зависимости мощности и КПД источника тока от внешней нагрузки

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ:

, (1)

I- сила тока в цепи; Е- электродвижущая сила источника тока, включённого в цепь; R- сопротивление внешней цепи; r- внутреннее сопротивление источника тока.

МОЩНОСТЬ, ВЫДЕЛЯЕМАЯ ВО ВНЕШНЕЙ ЦЕПИ

. (2)

Из формулы (2) видно, что при коротком замыкании цепи (R®0) и при R®эта мощность равна нулю. При всех других конечных значениях R мощность Р₁> 0. Следовательно, функция Р₁ имеет максимум. Значение R₀, соответствующее максимальной мощности, можно получить, дифференцируя Р₁ по R и приравнивая первую производную к нулю:

. (3)

Из формулы (3), с учётом того, что R и r всегда положительны, а Е ? 0, после несложных алгебраических преобразований получим:

R₀= r. (4)

Следовательно, мощность, выделяемая во внешней цепи, достигает наибольшего значения при сопротивлении внешней цепи равном внутреннему сопротивлению источника тока.

При этом сила тока в цепи (5)

равна половине тока короткого замыкания. При этом мощность, выделяемая во внешней цепи, достигает своего максимального значения, равного

. (6)

Когда источник замкнут на внешнее сопротивление, то ток протекает и внутри источника и при этом на внутреннем сопротивлении источника выделяется некоторое количество тепла. Мощность, затрачиваемая на выделение этого тепла равна

. (7)

Следовательно, полная мощность, выделяемая во всей цепи , определится формулой

= I²(R+r) = IE (8)

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ источника тока равен . (9)

Из формулы (8) следует, что

, (10)

т.е. Р₁ изменяется с изменением силы тока в цепи по параболическому закону и принимает нулевые значения при I = 0 и при . Первое значение соответствует разомкнутой цепи ( R>> r ), второе – короткому замыканию ( R<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

(11)

Таким образом, к.п.д. достигает наибольшего значения h =1 в случае разомкнутой цепи ( I = 0), а затем уменьшается по линейному закону, обращаясь в нуль при коротком замыкании.

Зависимость мощностей Р₁, Р_полн= EI и к.п.д. источника тока от силы тока в цепи показаны на рис.1.

Рис.1. I₀E/r

Из графиков видно, что получить одновременно полезную мощность и к.п.д. невозможно. Когда мощность, выделяемая на внешнем участке цепи Р₁, достигает наибольшего значения, к.п.д. в этот момент равен 50%.

МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ

Рис. 2.

Соберите на экране цепь, показанную на рис. 2. Для этого сначала щелкните левой кнопкой мыши над кнопкой э.д.с. в нижней части экрана. Переместите маркер мыши на рабочую часть экрана, где расположены точки. Щелкните левой кнопкой мыши в рабочей части экрана, где будет расположен источник э.д.с.

Разместите далее последовательно с источником резистор, изображающий его внутреннее сопротивление (нажав предварительно кнопку в нижней части экрана) и амперметр (кнопка там же). Затем расположите аналогичным образом резисторы нагрузки и вольтметр , измеряющий напряжение на нагрузке.

Подключите соединительные провода. Для этого нажмите кнопку провода внизу экрана, после чего переместите маркер мыши в рабочую зону схемы. Щелкайте левой кнопкой мыши в местах рабочей зоны экрана, где должны находиться соединительные провода.

4. Установите значения параметров для каждого элемента. Для этого щелкните левой кнопкой мыши на кнопке со стрелкой . Затем щелкните на данном элементе. Подведите маркер мыши к движку появившегося регулятора, нажмите на левую кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, меняйте величину параметра и установите числовое значение, обозначенное в таблице 1 для вашего варианта.

Таблица 1. Исходные параметры электрической цепи

Номер

варианта

Е, В

10,0

9,5

9,0

8,5

8,0

8,5

9,0

9,5

r, Ом

4,8

5,7

6,6

7,5

6,4

7,3

8,2

9,1

5. Установите сопротивление внешней цепи 2 Ом, нажмите кнопку «Счёт» и запишите показания электроизмерительных приборов в соответствующие строки таблицы 2.

6. Последовательно увеличивайте с помощью движка регулятора сопротивление внешней цепи на 0,5 Ом от 2 Ом до 20 Ом и, нажимая кнопку «Счёт», записывайте показания электроизмерительных приборов в таблицу 2.

7. Вычислите по формулам (2), (7), (8), (9) Р₁, Р₂, Р_полн и h для каждой пары показаний вольтметра и амперметра и запишите рассчитанные значения в табл.2.

8. Постройте на одном листе миллиметровой бумаге графики зависимости P₁ = f(R), P₂ = f(R), P_полн=f(R), h = f (R) и U = f(R).

9. Рассчитайте погрешности измерений и сделайте выводы по результатам проведённых опытов.

Таблица 2. Результаты измерений и расчётов

R, Ом	2,0	2,5	3,0	…	20
U, В
I, А
P₁, Вт
P₂, ВТ
P_полн, ВТ
h

Вопросы и задания для самоконтроля

Запишите закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
Что такое ток короткого замыкания?
Что такое полная мощность?
Как вычисляется к.п.д. источника тока?
Докажите, что наибольшая полезная мощность выделяется при равенстве внешнего и внутреннего сопротивлений цепи.
Верно ли утверждение, что мощность, выделяемая во внутренней части цепи, постоянна для данного источника?
К зажимам батарейки карманного фонаря присоединили вольтметр, который показал 3,5 В.

Затем вольтметр отсоединили и на его место подключили лампу, на цоколе которой было написано: Р=30 Вт, U=3,5 В. Лампа не горела.
Объясните явление.
При поочерёдном замыкании аккумулятора на сопротивления R1 и R2 в них за одно и то же время выделилось равное количество тепла. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора.

itteach.ru

Кпд источника тока.

Перемещая электрические заряды по замкнутой цепи, источник тока совершает работу. Различают полезную и полную работу источника тока. Полезная работа – это та, которую совершает источник по перемещению зарядов во

внешней цепи; полная работа – это работа источника по перемещению зарядов во всей цепи:

— полезная работа;

— полная работа.

Соответственно этому, различают полезную и полную мощность источника тока:

Коэффициентом полезного действия (КПД) источника тока называют отношение:

Выясним, при каком сопротивлении внешней цепи полезная мощностьмаксимальна.

Имеем: , где;

откуда .

Условие называетсяусловием согласования источника и нагрузки. В этом случае мощность, выделяемая источником во внешней цепи, максимальна. Отметим, что при выполнении условия согласования КПД источника тока , то есть максимальная полезная мощность и максимальный КПД несовместимы. Из приведенного графика видно также, что одну и ту же полезную мощность можно получить при двух различных сопротивлениях внешней нагрузки .

3.2. Сторонние силы. Эдс источника тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи.

Для протекания электрического тока в проводнике необходимо, чтобы на его концах поддерживалась разность потенциалов. Очевидно, для этой цели не может быть использован заряженный конденсатор. Действительно, если включить в цепь проводника заряженный конденсатор и замкнуть цепь, то под действием сил электростатического поля заряды придут в движение, возникнет кратковременный ток, после чего установится равновесное распределение зарядов, при котором потенциалы концов проводника выравниваются и ток прекращается. Другими словами, электростатическое поле конденсатора не может осуществить постоянную циркуляцию зарядов в цепи (то есть электрический ток), что является следствием потенциальности электростатического поля – равенства нулю работы сил электростатического поля по замкнутому контуру. Таким образом, для поддержания постоянного тока в замкнутой цепи необходимо действие сторонних сил неэлектростатического происхождения и не являющихся потенциальными силами.

Эти силы могут быть обусловленыхимическими процессами, диффузией носителей заряда через границу двух разнородных проводников, магнитными полями, другими причинами.

Сторонние силы можно охарактеризовать работой, которую они совершают по перемещению зарядов в замкнутой цепи. Величина, равная работе сторонних сил А_ст, отнесенная к единице положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС). Единицей измерения ЭДС в СИ (как и напряжения) является В (Вольт).

Работа сторонних сил по замкнутому контуру не равна нулю:

Участок цепи, содержащий источник ЭДС, называется неоднородным. Всякий источник ЭДС характеризуется величиной ЭДС ε и внутренним сопротивлением r.

— напряжение на концах участка цепи.

Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет вид:

При соединении концов неоднородного участка цепи идеальным проводником образуется замкнутая цепь, в которойпотенциалыφ₁ и φ₂ выравниваются и мы приходим к закону Ома для замкнутой (или полной) цепи:

Если сопротивление внешней цепи , то имеем случайкороткого замыкания. В этом случае в цепи течет максимальный ток:

При имеем разомкнутую цепь. В этом случае ток в цепи равен нулю:

studfile.net

Постоянный ток: КПД источника

Снова нас ждет определение внутреннего сопротивления источника, но задачки поинтереснее. Здесь обязательно будем применять либо выделившуюся в виде тепла энергию, либо мощность. Также определим КПД источника тока.

Задача 1. Аккумулятор с ЭДС В и внутренним сопротивлением Ом замкнут медной проволокой, масса которой г. Сопротивление проволоки подобрано так, что во внешней цепи выделяется наибольшая мощность. На сколько градусов нагреется проволока в течение мин? Потерями тепла пренебречь. 12.176.

Наибольшая мощность выделяется тогда, когда , то есть сопротивление проволоки равно 1 Ом. Ток в цепи тогда будет равен

Следовательно¸ за пять минут выделится количество теплоты, равное

Так как , то

Откуда

Ответ: на 30 градусов.
Задача 2. При подключении лампочки к источнику тока с ЭДС В напряжение на ней В. Найти КПД источника тока.
Так как на лампочке падает 8 В, то на внутреннем сопротивлении – 2. Таким образом, сопротивление лампы в четыре раза больше внутреннего сопротивления источника. Тогда можно записать:

Ответ: 80%.
Задача 3. К источнику тока, внутреннее сопротивление которого Ом, подключен резистор сопротивлением Ом. Найти коэффициент полезного действия источника тока.

Задача аналогична предыдущей – ответ 90%.

Задача 4. При подключении к источнику тока резистора Ом, а затем последовательно с ним резистора Ом коэффициент полезного действия возрос в раза. Определить сопротивление источника тока.

Запишем КПД при подключении первого резистора:

А при подключении двух:

По условию , поэтому

Подставим числа и решим:

Ответ: 32,4 Ом.

Задача 5. Лампочки, сопротивления которых Ом и Ом,
подключенные поочередно к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найти внутреннее сопротивление источника тока и КПД цепи в каждом случае. 12.180.

Ток в первом случае:

Во втором случае:

Мощности в обоих случаях:

Удобно здесь сократить на и сразу извлечь корни:

КПД цепи в первом случае равен

А во втором

Ответ: Ом, , .

Задача 6. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи, состоящей из трех источников тока, если и .

К задаче 6

Внутренние сопротивления просто сложим (соединены последовательно):

Чтобы найти ЭДС, обратим внимание, что источники включены «неправильно», поэтому ЭДС будет равна

Ответ: , .

easy-physic.ru

Аккумуляторы коэффициент полезного действия — Справочник химика 21

Свинцовый аккумулятор отличается большим коэффициентом полезного действия, сравнительно большой электродвижущей силой, которая мало изменяется при разрядке. Свинцовый аккумулятор нашел широкое применение в различных подвижных уст ройствах — автомобилях, электрокарах, железнодорожных поездах, подводных лодках и др. [c.345]

Железо-никелевый аккумулятор Эдисона, в противоположность свинцовому, хорошо переносит перегрузки и долгое стояние в заряженном состоянии. Благодаря этому, а также малому весу, он часто применяется вместо свинцового для обслуживания передвижных установок. Его напряжение на клеммах при разрядке составляет приблизительно 1,3 в, при зарядке 1,7 в. Вследствие значительной разницы между зарядным и разрядным напряжением он не обладает хорошим коэффициентом полезного действия поэтому для больших стационарных установок обычно пользуются свинцовым аккумулятором. [c.390]

Расчет коэффициента полезного действия по энергии. Коэффициент полезного действия может быть рассчитан графически. Для этого строятся графики для разрядки и зарядки аккумулятора в координатах э. д. с.— время, при постоянстве силы зарядного и разрядного тока. Площадь, ограниченная осями координат и кривой, прямо пропорциональна количеству электрической энергии, затраченной соответственно при разрядке и зарядке аккумулятора. Коэффициент полезного действия по энергии равен отношению обеих площадей. [c.110]

Недостатками щелочных аккумуляторов являются меньший коэффициент полезного действия по сравнению со свинцовыми, меньшая величина э.д.с., а также меньшая емкость. Напомним, что емкость аккумулятора выражается в ампер-часах и определяется тем наибольшим количеством электричества, которое можно получить от заряженного аккумулятора. [c.272]

В отличие от свинцового (X 5 доп. 8), щелочной аккумулятор хорошо выдерживает перегрузку и длительное пребывание в разряженном состоянии. Благодаря этому, а также сравнительно малому весу и большей устойчивости по отношению к сотрясениям, он часто применяется для обслуживания различных передвижных установок. Основным недостатком щелочного аккумулятора является его значительно меньший коэффициент полезного действия. Поэтому для больших стационарных установок предпочтительнее свинцовый аккумулятор. [c.448]

Любой обратимый элемент в принципе может служить аккумулятором, но технически приемлемым оказалось лишь очень ограниченное их число. Аккумуляторы должны иметь большую емкость энергии на единицу веса и объема, отличаться большим коэффициентом полезного действия и удовлетворять ряду других требований. [c.110]

Свинцовые аккумуляторы имеют большую э. д. с. и обладают высоким коэффициентом полезного действия. [c.111]

Целью настоящей работы является определение емкости и коэффициента полезного действия свинцового аккумулятора путем измерения напряжения и количества электричества, которое потребляется [c.111]

Таким образом, первой и основной особенностью топливных элементов является возможность непосредственного преобразования химической энергии в электрическую с высоким коэффициентом полезного действия. Следует указать, что эта особенность, так же как и все изложенные выше термодинамические закономерности, относится не только к топливным элементам, но и к химическим источникам тока обычного типа —гальваническим элементам и аккумуляторам. В них, как это уже отмечалось ранее, также осуществляется прямое преобразование химической энергии активных веществ в электрическую энергию. Топливные элементы отличаются от обычных гальванических элементов и аккумуляторов тем, что в них компоненты реакции (топливо и окислитель) не заложены заранее в состав электродов, а непрерывно подаются к электродам в процессе работы. Поэтому они могут работать непрерывно и сколь угодно длительно, пока осуществляется подвод реагентов и отвод [c.490]

Первой и основной особенностью топливных элементов является возможность непосредственного преобразования химической энергий в электрическую с высоким коэффициентом полезного действия. Следует указать, что эта особенность, так же как и все изложенные выше термодинамические закономерности, относится не только к топливным элементам, но и к химическим источникам тока обычного типа — гальваническим элементам и аккумуляторам. В них, как это уже отмечалось ранее, также осуществляется прямое преобразование химической энергии активных веществ в электрическую [c.547]

При меньшем коэффициенте полезного действия и при меньшем напряжении железо-никелевые аккумуляторы имеют ряд преимуществ. Так, они требуют меньшего ухода и менее прихотливы, их способность к саморазряду весьма мала. Железо-никелевые аккумуляторы обладают также очень прочной конструкцией и выдерживают более сильную тряску и толчки, чем свинцовые аккумуляторы. Они очень легки, но мощность их не превышает 30 ватт на 1 кг веса аккумулятора. Для обслуживания транспорта железо-никелевые аккумуляторы имеют значительные преимущества. [c.406]

Устройство, изготовленное по схеме, изображенной на рис. 188, имеет коэффициент полезного действия 24—27%. В настоящее время подобные устройства для заряда серебряно-цинковых аккумуляторов выпускаются промышленностью. [c.362]

Данное устройство из-за сложности коммутации больших токов имеет смысл применять лишь для заряда аккумуляторов емкостью не более 5 а-ч. Коэффициент полезного действия устройства лежит в пределах 20—25%. [c.363]

Щелочные аккумуляторы. Щелочные аккумуляторы в некоторых случаях являются более удобными, чем свинцовые. Срок службы их больше, чем у свинцовых. Они более стойки к толчкам и тряске. Разряжать их можно токами большой силы и они даже не боятся кратковременного короткого замыкания. На продолжительное время их можно оставлять в разряженном состоянии. Однако щелочные аккумуляторы имеют меньшую электродвижущую силу

www.chem21.info

КПД солнечной батареи – что это?

Всем прекрасно известно, что чем больше коэффициент полезного действия, тем лучше. Это правило распространяется и на КПД солнечных батарей. Благодаря новым технологиям и способам производства КПД фотоэлементов постоянно растет, правда очень медленно, но главное — прогресс не стоит на месте.

Ниже приведен график достижений эффективности разных производителей, с течением времени. Начиная с середины и до самого верха — полупроводники разрабатывались для новых рекордов и космических задач, стоимость соответствующая. Все что ниже уже доступно и реально приобрести в наше время.

Всем известно про КПД, но мало кто понимает откуда берутся эти значения в процентах и как они рассчитываются. Давайте попробуем разобраться.

Как правило, завод изготовитель указывает эффективность своих собранных модулей и эффективность отдельных солнечных элементов, из которых состоит солнечная батарея. Эти параметры, как и другие характеристики, указываются при так называемых стандартных условиях — STS, основными из них является инсоляция 1000Вт/м² и температура элементов 25°С при которых и снимаются технические характеристики, в том числе и эффективность.

В настоящее время добросовестные изготовители стали тестировать каждую произведенную ими солнечную батареи после сборки и делать распечатку индивидуальных параметров, которую вкладывают к каждой батарее. Делается это для подтверждения качества своих изделий.

Ниже приведена распечатка одной из солнечных батарей SY-100 от Suoyang energy:

Каждый модуль имеет свои индивидуальные характеристики. Если взять две одинаковые панели одной модели они все равно будут иметь немного разные параметры.

Солнечные батареи данного производителя имеют положительную толерантность, в итоге мы имеем 104,617 Вт и эффективность 15,74% (отдельный элемент 18,7%). Как он получил это значение?

Формула расчета эффективности солнечных батарей выглядит следующим образом:

КПД = Pсб/Sсб/10, где:

Pсб – мощность СБ;

Sсб – площадь СБ.

Подставим значения в формулу:

КПД = 104,617/(1,2*0,554)/10 = 15,74%

Все сходится, но возникает еще один вопрос: почему тогда КПД отдельных фотоэлементов выше? Ответ прост – все дело в том, что солнечная батарея состоит из множества фотоэлементов и между ними есть небольшое расстояние, которое не используется для выработки энергии, плюс алюминиевая рама тоже «занимает место», соответственно площадь увеличивается, а КПД при этом снижается.

Ниже приведены фотографии и видео некоторых попыток получения большей эффективности фотоэлементов, с помощью создания элементов сложной формы, принудительного охлаждения солнечных элементов и фокусирования света с помощью линз. Возможно новинки хорошо покажут себя, их пустят в массовое производство, и они станут доступными для нас с вами.

Это гибридная солнечная батарея Vitru, в борьбе за эффективность производитель борется с нагревом элементов. Вода в колбе охлаждает элементы, в следствие чего не снижается напряжение и не падает мощность.

Новинка пока не продается и находится в стадии тестирования, но как заявляет V3Solar, весь секрет в конусной форме и вращения конструкции, благодаря этому ячейки не успевают нагреваться и КПД не снижается в течении всего дня.

Видео наглядно демонстрирует в чем заключается смысл задумки:

В отличие от предыдущих идей, борющимися с повышением температуры, эта конструкция в виде шара от Beta Torics, достигает производительности 35% благодаря концентрированному солнечному свету.

Самодельный концентратор из подручных средств, смысл как и в предыдущей установке в виде шара — усиление света, но тут все гораздо проще:

Комментарий автора: Линза заполненная водой имеет размер почти 75 сантиметров в диаметре. Солнечный свет проходя сквозь линзу концентрируется с такой силой, что моментально воспламеняет дерево. Максимальная эффективность достигается в летний полдень, когда солнце находится в зените. Линза выполнена из кристально чистого хлористого винила. Линза концентрирует около 500 Вт солнечной энергии и направляет в точку диаметром 2 см с рассеиванием около 7-15 см.‏

Читайте также:

Расчет мощности солнечных батарей

Разновидность солнечных батарей

b-eco.ru

3.3. Определение кпд регулятора заряда и аккумулятора

Суммарный КПД регулятора заряда и аккумулятора составляет 83.06 процентов (см. п. 3.2). Определить КПД каждого из этих устройств мы сможем при начальной стадии заряда, так как время зарядки аккумулятора в эксперименте 1 час, а для того чтобы зарядить его на 100 процентов потребуется около 2-х суток, при таком же значении мощности, выдаваемой солнечной батареей.

Значение тока до регулятора заряда и после него совпадают в течении всего эксперимента, а значения напряжения несколько отличаются:

U_{н
рег зар}= 12.84 В,

U_{н
аккум}= 12.54 В,

U_{к
рег зар}= 13.4 В,

U_{к
аккум}= 13.05 В.

Значения напряжения на аккумуляторе начальное и конечное снимаются при включенном токе зарядки. Вычислим разницу начальных и конечных напряжений на аккумуляторе и регуляторе заряда, затем найдём среднее значение просадки напряжения на контроллере заряда.

ΔU_н = 12.84 – 12.54 = 0.3В,

ΔU_к = 13.4 – 13.05 = 0.35В,

ΔU_{среднее} = (0.35 + 0.3) = 0.325В.

Среднее значение тока, поступающего на контроллер заряда, равно: I_{среднее} = 159 мА.

Перемножив просадку напряжения на контроллере заряда на среднее значение тока, получим потерю мощности на контроллере заряда:

	ΔW = ΔU_{среднее} *I_{среднее}	(3.2)
	ΔW = 0.159*0.325

ΔW = 0.0517 Вт.

Посчитаем КПД регулятора заряда по формуле 3.3:

(3.3)

где ΔW, [Вт] определяем из формулы 3.2, W₀, [Вт] — мощность, поступающая на регулятор заряда (см. табл. 3.1).

Смысл выражения 3.3 состоит в том, что КПД регулятора заряда определяется как отношение мощности на выходе с регулятора заряда к отношению мощности, поступающей на его вход.

η_рег = 0.975 = 97.5%

Реальный КПД регулятора заряда несколько ниже. Новейшие контроллеры заряда могут работать в режиме отслеживания точки максимальной мощности солнечной батареи — MPPT контролеры, что ещё могло бы увеличить общий КПД установки.

Определим КПД аккумулятора как частное КПД аккумулятора и контролера заряда и КПД контролера в отдельности:

η_аккум = 0.8306/0.975 = 0.8519 = 85.19%

Проверим суммарные расчёты КПД для всех устройств: произведение кпд всех устройств должно равняться суммарному КПД всей установки без солнечной батареи:

η_уст. = η_{рег.зар.}* η_аккум.* η_инвер.

(3.4)

η_{рег.зар.} = 97.5%

η_аккум. = 85.19%

η_инвер. = 89.05%

η_уст. = 0.975*0.8519*0.8905

η_уст. = 0.7396 = 73.96%

Проверка показывает, что расчёт КПД всех элементов установки выполнен верно, так как произведение КПД отдельных устройств в установке равно суммарному КПД без солнечной батареи.

3.4. Определение суммарного кпд всей системы

Определим общий КПД всей установки, включая солнечную батарею, регулятор заряда, аккумулятор и инвертор по формуле 3.5:

η_{общ.уст.} = η_уст.* η_{солн.бат.}

(3.5)

где η_уст определим по формуле 3.4, а η_{солн.бат.} берём из п.2.3.2 для стандартного значения напряжения питания ламп в 220В.

η_{солн.бат.} = 8.04% = 0.0804

η_уст. = 73.96% = 0.7396

η_{общ.уст.} = 0.0804*0.7396

η_{общ.уст.} = 0.0595 = 5.95%

Вывод: общий КПД всего цикла производства электроэнергии составляет около 6 процентов. С одной стороны этот показатель невысок, однако, принцип действия автономной солнечной электростанции сводится к тому, что она в течении всего светового дня накапливает энергию(около 10-12 часов) и отдаёт энергию в течении двух-трёх часов в тёмное время суток. Поэтому реальная эффективность данного цикла производства электроэнергии выше, чем 6 процентов.