我正在制作一个电子表格,以计算电动船的性能。这艘船有电池、太阳能电池板和发电机,在没有其他能源可用时可以使用。我想计算出这艘船在不给发电机加油的情况下可以停泊的最长时间,以及这艘船可以行驶多远。太阳能部分让我很困惑,因为它在等式中添加了一个加班因素。似乎我可以利用PV()
或FV()
来得到答案,但我怀疑 MS Excel 或 Google Sheets 内置了更优雅的函数,我不知道如何使用。
我如何编写函数抛锚时间和范围在下表中?
措施 | 价值 |
---|---|
行驶中电机耗电量(千瓦时/公里) 11 公里/小时 | 0.84 |
电池容量(千瓦时) | 72 |
发电机容量(千瓦时) | 466 |
总能量(千瓦时) | 538 |
家庭用电量(千瓦时/小时) | 2.0 |
每日太阳能发电量(千瓦时/24小时) | 8.0 |
抛锚时间(小时) | ??? |
范围(公里) | ??? |
假设发电机可以承受电动机和房屋电力的总负载。
编辑:根据以下要求,我认为应该这样做(循环引用和所有内容):
AtAnchorNoSolarHours = TotalEnergyNoSolar/HousePowerConsumption
DaysAtAnchorNoSolar = AtAnchorNoSolarHours/24
SolarEnergy = DaysAtAnchorNoSolar * SolarPowerPerDay
TimeAtAnchor = (TotalEnergyNoSolar + SolarEnergy)/HousePowerConsumption
同样地,范围:
RangeNoSolar = TotalEnergy / MotorConsumptionUnderway
HoursUnderway = TotalEnergy / MotorConsumptionUnderway *** Not sure here ***
DaysUnderway = HoursUnderway/24
SolarEnergy = DaysUnderway * SolarEnergyPerDay
Range = RangeNoSolar + (SolarEnergy * MotorConsumptionUnderway)
答案1
您可以采取两种方法:
1.数学
通过解一些简单的方程,你可以轻松计算出结果
停泊时间:
'TotalE + Solar * x / 24 = HouseP *x
x = TotalE / (HouseP - Solar / 24)
- 结果为:322.8
范围:
TotalE + Solar * s / v / 24 = MotorC * s
's = TotalE / (MotorC - Solar / v / 24)
- 结果:664.4461
2. 求解器:
对于更复杂的模型,您可以使用解算器:
在这里您需要设置支持单元来计算能量平衡(总能量(可用能量 + 生成能量) - 消耗能量):
- 时间平衡(C10):
=B7+B9*B10/24-B8*B10
- 范围平衡(C11):
=B7+B9*B11/B12/24-B4*B11
运行时间解算器:
答案2
您有假设没有太阳的数据:
AtAnchorNoSolarHours = TotalEnergyNoSolar/HousePowerConsumption
DaysAtAnchorNoSolar = AtAnchorNoSolarHours/24
太阳能通过以大约 8kWh/24h 的速率增加能量来改变上述情况(假设您在夜间或阴天时实际上无法获得太阳能,因此您真正需要了解的是这种变化如何改变停泊的日子)。
我建议您添加一个您没有的计算值:
HousePowerConsumptionPerDay = HousePowerConsumption * 24h
然后,您要寻找在时间 D(停泊天数)产生的总能量和在时间 D 使用的总能量相等的地方。这是一个等式:
TotalEnergyNoSolar + (Days * SolarPowerPerDay) = (HousePowerConsumptionPerDay * Days)
然后你就可以解决天数的问题:
TotalEnergyNoSolar = (HousePowerConsumptionPerDay * Days) - (Days * SolarPowerPerDay)
在右侧拆分出 Days 部分:
TotalEnergyNoSolar = (HousePowerConsumptionPerDay - SolarPowerPerDay) * Days
然后除以得到它们匹配的天数方程:
TotalEnergyNoSolar / (HousePowerConsumptionPerDay - SolarPowerPerDay) = Days
请记住,太阳能发电量变化很大,因此您应该保守计算天数。
对于范围,除非您在表中错误指定了单位,否则那里的第一行伪代码是错误的。我认为应该是(为了获得公里):
RangeNoSolar = TotalEnergy / MotorConsumptionUnderway
您实际上也没有关于船速的任何信息,因此您无法获得所需的时间(您只能知道行驶给定距离所需的能量)。使用适当的平均速度(全天 24 小时的平均速度),您可以获得:
TravelHoursNoSolar = RangeNoSolar / SpeedInKmPerHour
那么你就和第一个公式处于同样的境地(这是个笑话!):
电机在 N 天内使用的能量 == 存储的能量 + N 天内太阳能的能量。
解出 N。
MotorConsumptionUnderway (kWh/km) * SpeedInKmPerHour (km/h) * 24hours/Day * Days = TotalEnergyNoSolar + (Days * SolarPowerPerDay)
具体如下:
TotalEnergyNoSolar = ( MotorConsumptionUnderway * SpeedInKmPerHour * 24 * Days ) - (Days * SolarPowerPerDay)
然后拉出几天:
TotalEnergyNoSolar = Days * ( MotorConsumptionUnderway * SpeedInKmPerHour * 24 ) - SolarPowerPerDay
最后按天数划分:
DaysRange = TotalEnergyNoSolar / (( MotorConsumptionUnderway * SpeedInKmPerHour * 24 ) - SolarPowerPerDay)
您可以通过将 DaysRange 乘以每天的平均速度来获得范围距离。
还要注意的是,该范围假设您不为电机以外的任何设备供电。如果不是这样,您需要将每日额外功耗添加到每日电机功耗中。