So berechnen Sie die Leistung von Solarmodulen für Ihr Zuhause

Erstellt: 19. Dezember 2019

Sehr oft stellen Kunden bei der Auswahl der Ausrüstung oder bei der Auswahl eines Solarkraftwerks die Frage: Wie berechnet man die Leistung und Anzahl der Solarmodule und Batterien und welche Leistung muss man für ein Solarkraftwerk wählen? In diesem Artikel werden wir versuchen, dieses Problem zu lösen, und ich werde versuchen, in einfacher Sprache zu erklären, wie dies zu tun ist, ohne auf Details einzugehen.

Zunächst müssen Sie herausfinden, wie viel Strom Sie pro Tag verbrauchenDies kann erreicht werden, indem der durchschnittliche monatliche Stromzählerstand durch 30 Tage dividiert wird. So erhalten wir den durchschnittlichen Verbrauch pro Tag. Zum Beispiel beträgt die soziale Norm in RO für zwei Personen 234 kW, was ungefähr 8 kWh Strom pro Tag entspricht. Dementsprechend benötigen wir Sonnenkollektoren, um die gleiche Energiemenge pro Tag zu erzeugen.

Berechnung der Anzahl der Solarmodule und ihrer Kapazität

Da Sonnenkollektoren erzeugen nur bei Tageslicht elektrische Energie, dann muss dies zunächst berücksichtigt werden, es ist auch zu verstehen, dass die Leistung an bewölkten Tagen und im Winter sehr stark reduziert ist und 10 bis 30 Prozent der Leistung der Panels betragen kann. Der Einfachheit und Bequemlichkeit halber berechnen wir von April bis Oktober, Zu der Tageszeit läuft die Hauptproduktion von 9 bis 17 Uhr, d.h. 7-8 Stunden am Tag... Im Sommer sind die Intervalle natürlich länger, von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, aber während dieser Stunden liegt die Leistung viel unter dem Nennwert, sodass wir einen Durchschnitt bilden.

Also 4 Sonnenkollektoren mit einer Leistung von 250W. (1000 W insgesamt). Pro Tag werden 8 kWh Energie erzeugt, d.h. pro Monat sind es 240 kWh. Dies ist jedoch eine ideale Berechnung, wie oben erwähnt, an bewölkten Tagen ist die Leistung geringer, daher ist es besser, 70% der Leistung zu übernehmen, 240 * 0,7 = 168 kWh. Dies ist eine durchschnittliche Berechnung ohne Verluste im Wechselrichter und in den Batterien. Dieser Wert kann auch zur Berechnung eines Solarkraftwerks verwendet werden, in dem keine Batterien verwendet werden.

Berechnung von Sonnenkollektoren

Die erforderliche Leistung von Sonnenkollektoren wird entsprechend dem Wetter in der Region und der Strahlungsintensität zu verschiedenen Jahreszeiten berechnet. Die Neigungswinkel horizontal und vertikal sind für die Berechnungen von großer Bedeutung. Dieser Indikator ist besonders wichtig, wenn das Sonnensystem das ganze Jahr über in Betrieb sein wird. Davon hängt auch der Standort der Geräte ab. Wenn der Neigungswinkel nicht angepasst werden muss, können die Paneele direkt auf dem Dach des Gebäudes platziert werden.

Die wichtigste Maßnahme ist die Berechnung von Solarmodulen, die Anzahl der Module und deren Wirkungsgrad. Die Daten werden für den besten und den schlechtesten Monat in Bezug auf die Energieeffizienz erfasst. Für die Berechnung der Standard-Sonneneinstrahlung wird eine Fläche von 1 m2 ausgewählt, und zur Bestimmung der Nennleistung ist eine Temperatur von 25 ° C mit einem Standard-Lichtstrom von 1 kW / m2 erforderlich.

Die Bestimmung der Leistung der Solarbatterie während des Monats erfolgt nach folgender Formel: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Seine Variablen entsprechen folgenden Indikatoren:

• Esb - die von der Batterie erzeugte Energiemenge.
• Eins ist das Ergebnis einer monatlichen Sonneneinstrahlung von 1 m2.
• η - der Wert des Gesamtwirkungsgrades bei der Übertragung von Strom durch Leiter.
• Рсб ist die Nennleistung des Solarmoduls.
• Rince ist die höchste Sonneneinstrahlung von 1 m2 der Erdoberfläche.

Bei der Berechnung müssen Einheiten verwendet werden, die für alle Indikatoren gleich sind. Typischerweise sind dies Joule oder Kilowattstunden. Durch Berechnung der monatlichen Sonneneinstrahlung können Sie leicht die Nennleistung des Solarmoduls bestimmen, die zur Erzeugung einer monatlichen Strommenge erforderlich ist: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Es ist zu beachten, dass die Spannung am Ausgang des Solarpanels 15-40% höher ist als die Batteriespannung. Bei Verwendung billiger Steuerungen geht dieser Unterschied immer verloren. Teurere moderne Modelle können diese Zahl auf 2-5% reduzieren.

Die Sonneneinstrahlung hat je nach Jahreszeit und Monat unterschiedliche Nennleistungen. Die Nennleistung des Panels selbst bleibt unverändert, daher ist die richtige Wahl des Installationsortes von großer Bedeutung. Mit den obigen Formeln kann nur eine ungefähre Anzahl von Modulen bestimmt werden. Um einen genauen Wert mit dem erforderlichen Spielraum zu erhalten, wird die doppelte Anzahl von Panels genommen, korrigiert um Nachtzeit, bewölkte Tage, Schneefälle und andere Faktoren, die die Effizienz des Systems verringern.

Berechnung von Batterien für ein Solarkraftwerk

Als nächstes fahren wir mit der Berechnung der Batteriekapazität für Solarmodule fort. Ihre Menge und Kapazität sollte so sein, dass die in ihnen gespeicherte Energie für die dunkle Tageszeit ausreicht. Es ist zu berücksichtigen, dass der Stromverbrauch in der Nacht im Vergleich zur Tagesaktivität minimal ist.

100Ah Batterie speichert ungefähr 100A * 12V = 1200W. (Eine 100-W-Glühbirne arbeitet 12 Stunden lang mit einer solchen Batterie). Wenn Sie also 2,4 kWh pro Nacht verbrauchen. Strom, dann müssen Sie 2 Batterien von jeweils 100Ah installieren. (12V), aber hier ist zu beachten, dass es unerwünscht ist, die Batterien zu 100% und besser nicht zu mehr als 70% -50% zu entladen. Basierend darauf erhalten wir diese 2 Batterien mit jeweils 100 Ah. speichert 2400 * 0,7 = 1700Wh. Dies gilt, wenn beim Entladen mit geringen Strömen, beim Anschließen leistungsfähiger Verbraucher ein Spannungsabfall auftritt und die Kapazität tatsächlich abnimmt.

Wenn Sie berechnen möchten, wie viel Batteriekapazität für eine Solarbatterie benötigt wird, finden Sie unten eine Entsprechungstabelle (für ein 12-V-System):

• Solarbatterie 50W. - Batterie 20-40 A.h.
• 100W. - 50-70 Uhr
• 150W. - 70-100 Uhr
• 200W. - 100-130 Uhr
• 300W. - 150-250 Uhr

Analyse von Berechnungen

Unter Berücksichtigung der Wetterbedingungen und der Nennleistung der Batterien können wir den Schluss ziehen, dass eine 400-W-Batterie in Moskau nicht einmal ausreicht, um den Notfallmodus im Sommer zu unterstützen. Ein Überschreiten des Notstandsniveaus von 80% kann zwar als akzeptable Option angesehen werden, insbesondere bei intermittierendem Betrieb des Wechselrichters, jedoch nur dann, wenn eine Stromversorgung erforderlich ist.

Low-Power-Systeme sind auch im Sommer nicht für die Hausstromversorgung rund um die Uhr ausgelegt. Da die Energie in solchen Systemen für den Eigenverbrauch des Ladereglers und Wechselrichters entscheidend ist. Im Winter reicht die Leistung des Solarkollektors nicht für den Betrieb aller Elektrogeräte zu Hause aus, im Sommer ist es jedoch durchaus akzeptabel, dass die Stromversorgung nicht unterbrochen wird.

Batteriekapazitäten aus Leistungsberechnungen für Moskau:

• 500 W - ergibt ein Notfallminimum von 80% von Mai bis Ende August;
• 600 W - Mitte März - September;
• 800 W - Wenn das Notfallniveau überschritten wird (außer Dezember und Januar), liefert es von März bis September Spannung.
• 1 kW - liefert fast das ganze Jahr über den Grundstromverbrauch, aber im Winter (Dezember und Januar) reicht Energie möglicherweise nicht aus.
• 1,2 kW - bietet einen moderaten Modus im Juli, im März - September den grundlegenden Stromverbrauchsmodus. Das Notfallminimum fällt auf den Zeitraum November - Januar;
• 2 kW - behält einen komfortablen Modus bei oder liegt in der Zeit von Mai bis August nahe daran und ist von Februar bis August einfach. In den langen, dunklen Monaten reicht diese Solarkollektorkapazität möglicherweise nicht aus.
• 3,2 kW - bietet einen komfortablen Modus für alle langen Tage und ermöglicht es Ihnen, das ganze Jahr über mit einem Notfallminimum zu rechnen.
• 5,3 kW - Batterien mit einer Nennkapazität, die im Zeitraum Mai - August und das ganze Jahr über im Grundmodus einen nahezu unbegrenzten Stromverbrauch ermöglichen;
• 8 kW - die Leistung der Solarbatterie, die den Stromverbrauch das ganze Jahr über in moderatem Modus gewährleistet;
• 13,5 kW - ganzjähriger komfortabler Stromverbrauch.

Wechselrichterleistung und Verluste

Was nun den Wechselrichter betrifft, so hat er auch einen eigenen Wirkungsgrad, der etwa 75-90% beträgt, d.h. Alle erhaltenen Werte der Energieerzeugung und -reserve können diesen Prozentsätzen zugeordnet werden. Daher ist es besser, eine doppelte Kapazitätsreserve für Batterien zu verwenden. Bei einem Verbrauch von 2400 Wh pro Nacht sollten Sie 4 Batterien mit einer Kapazität von 100 Ah installieren. 100 A * 12 V * 4 = 4800 Wh. Die Leistung des Wechselrichters zeigt die Nennlast an, die an ihn angeschlossen werden kann.d.h. die Anzahl und Art der Haushaltsgeräte.

Als Ergebnis erhalten wir ein Solarkraftwerk für 2,5 kW:

1. Sonnenkollektoren 4St. Jeweils 250W. Erzeugung pro Monat 170-240 kWh (36 Tausend Rubel)
2. Batterie jeweils 100Ah. 4 Dinge. Lager bis zu 4800 Watt. (AGM-Batterien 50.000 Rubel.)
3. Wechselrichter 2,4 kW Nennleistung der angeschlossenen Geräte (27 Tausend)

Insgesamt 113 Tausend Rubel. für eine Reihe von Geräten.

Maximale Last und durchschnittlicher Energieverbrauch

Derzeit kann es sich nicht jeder leisten, ein solarbetriebenes Umspannwerk in seinem Landhaus zu installieren. Bei der Planung der Installation müssen Sie jedoch zunächst herausfinden, welche Spitzenlast beim Einschalten von Haushaltsgeräten zu erwarten ist und wie viel Strom sie durchschnittlich pro Tag verbrauchen.

Das maximale Lastniveau wird basierend auf der maximalen Leistung aller Elektrogeräte im Haus bestimmt, sodass das System im Haus die Last bewältigen kann, wenn mehrere von ihnen gleichzeitig eingeschaltet werden.

Um den durchschnittlichen täglichen Verbrauch jedes Geräts zu bestimmen, sollte seine Leistung mit der Betriebszeit des Netzwerks pro Tag multipliziert werden. Der Gesamtenergieverbrauch ergibt sich aus der Summe der Energie aller Geräte im Haus.

Durch die Ermittlung der Gesamtenergieverbrauchsmetriken können Sie die effiziente Nutzung der von Solarmodulen erzeugten Sonnenenergie planen. Darüber hinaus ermöglichen die erhaltenen Zahlen die Berechnung der Leistung von Sonnenkollektoren für den Haushalt, um zu wissen, welche Batterie Sie kaufen müssen. Die Kapazität eines Akkus wirkt sich direkt auf seine Kosten aus.

Haushaltsgeräte Strom, Stromverbrauch

In Bezug auf die Verbraucher und ihre Kapazität sind hier die wichtigsten:

• LED-Fernseher - 50-150W.
• Kühlschrank Klasse A - 100-300W. (nur wenn der Kompressor läuft)
• Laptop - 20-50W
• Energiesparlampe - 30W, LED 3-9W
• Wandkessel (Elektronik + eingebaute Pumpe) - 70-130W.
• Router - 10-20W.
• Klimaanlage 9 - 700-900W.
• Email Teekanne - 1500W.
• Mikrowelle - 500-700W.
• Waschmaschine - 600 - 900W.
• DVR + 4 Kameras - 30-50W.

Alle Leistungen werden pro Betriebsstunde des Geräts angezeigtEs ist zu beachten, dass die meisten Geräte nur kurze Zeit arbeiten, der Wasserkocher 5 Minuten lang erhitzt wird und der Kühlschrank eine Stunde lang alle 2-3 Stunden eingeschaltet wird, um das Tempo aufrechtzuerhalten. Die Kesselpumpe arbeitet auch, wenn die Temperatur des Kühlmittels aufrechterhalten wird. Sie können nach diesem Prinzip auch andere Geräte berechnen.

Was ist im Solar System Kit enthalten?

Um Strom zu erhalten, reicht es nicht aus, Sonnenkollektoren zu kaufen und anzuschließen. Das Sonnensystem besteht aus vielen gleich wichtigen technischen Geräten, mit denen der gewünschte Effekt erzielt wird. Damit Ihr Haus neben Sonnenkollektoren auch Strom umweltfreundlichen Ursprungs hat, müssen Sie 6 weitere Grundelemente des Systems erwerben, nämlich:

• Generator;
• Wandler;
• Batterie;
• Solarladeregler;
• Verbraucher 230V;
• Verbindungsbox.

Bevor Sie mit der Planung der Installation und Platzierung einer Photovoltaikanlage beginnen, müssen Sie daher verstehen, dass dies viel teurer ist als der Kauf von Solarmodulen allein.Die Lebensdauer und Effizienz der ausgewählten Elemente hängt von der Anzahl der Module, der Klasse und der Firma des Herstellers ab. Richtig ausgewählte technische Eigenschaften, Zuverlässigkeit des Geräts und die Position der Solarmodule sind der Schlüssel zu hoher Leistung und Langlebigkeit.

Berechnung der Anzahl der Batterien für zu Hause

Um zu berechnen, wie viele Batterien Sie für Ihr Zuhause benötigen, müssen Sie die Werte mehrerer Schlüsselparameter schätzen. Schauen wir uns alles der Reihe nach an.

Energieverbrauchsberechnung

Um die erforderliche Anzahl von Panels zu berechnen, müssen Sie zunächst eine Liste aller Elektrogeräte und ihrer Betriebszeit unter Berücksichtigung der Leistung erstellen. Erst nachdem Sie eine technische Beschreibung des Systems erstellt haben, können Sie den Gesamtbedarf des Hauses berechnen. Dies ist ein obligatorischer Schritt zur Berechnung der Anzahl der Solarmodule. Die folgende Tabelle zeigt die Werte der einzelnen Elektrogeräte, um Ihnen die Berechnung zu erleichtern.

Um die Stromkosten in Ihrem Haus abhängig von der Anzahl der Geräte korrekt zu berechnen, können Sie die Leistung jedes einzelnen Geräts in der technischen Dokumentation oder im Internet auf der Website des Herstellers einsehen.

Nach der Berechnung müssen Sie die Werte korrigieren, da die Solarbatterie 100% Gleichstrom aufnimmt, der mit Hilfe des Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt wird, wodurch bis zu 20% der Spannung verloren gehen . Sie sollten auch berücksichtigen, dass die Startleistung eines elektrischen Geräts um ein Vielfaches höher ist als die im Reisepass angegebene. Daher müssen Sie bei der Berechnung des gesamten Stromverbrauchs einen Fehler hinterlassen, für den der Wechselrichter verwendet wird die ersten Sekunden beim Starten des Geräts. Wenn es im Haus viele solcher leistungsstarken Geräte gibt, die gleichzeitig eingeschaltet werden können, ist es besser, zum Starten ein separates Einschalten vorzusehen.

Bestimmung der Energiemenge der Sonne in einem bestimmten Bereich

Die von Sonnenkollektoren erzeugte Strommenge hängt von der Region und der Sonneneinstrahlung ab. Solche Indikatoren können nicht unabhängig berechnet oder gemessen werden. Dazu müssen Sie sich an die hydrometeorologische Station oder das Nachschlagewerk wenden, um Daten zu erhalten. Es kann im Internet gefunden werden, es reicht aus, bei der Suche Ihre Stadt und die Definition der Sonnenstrahlung anzugeben. Nachdem Sie die erforderlichen Informationen gesammelt haben, müssen Sie die folgende Formel verwenden, um die Energiemenge zu bestimmen:

Durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung: kW * h / m2 / Tag

Da die Sonne zu unterschiedlichen Jahreszeiten mit unterschiedlichen Strahlungswerten scheint, ist es ratsam, ihren Wert anhand der Indikatoren für das gesamte Jahr zu berechnen, dh natürlich den Durchschnittswert zu verwenden, wenn Sie Sonnenkollektoren verwenden möchten das ganze Jahr über. Anhand der berechneten Daten können Sie die Anzahl und Leistung des Solarmoduls bestimmen. Betrachten Sie zum Beispiel die Werte von Moskau, Kotelnicheskaya-Damm, Breitengrad 55,7.

Mit diesen ungefähren Indikatoren und der obigen Formel können Sie jedoch die genauesten Berechnungen für die Auswahl der Leistung und der Anzahl der Solarmodule durchführen, außer in den Fällen, in denen es extrem lange regnet oder bewölkt ist.

Berechnung der Anzahl der Batterien

Basierend auf den zuvor angegebenen Werten für den Energieverbrauch von Elektrogeräten sowie der Sonneneinstrahlung können Sie die richtige Menge an Sonnenkollektoren bestimmen, um Ihr Haus mit Strom zu versorgen.Wir nehmen also den Wert der Strahlung für den Monat oder Zeitraum, an dem Sie interessiert sind, aus der Tabelle und dividieren ihn anschließend durch 1000. Der resultierende Wert wird als Pico-Stunden in 1000 W / m2 bezeichnet. Und das Solarmodul erzeugt wiederum eine solche Energiemenge, wobei Pw die Leistung ist, E der Sonneneinstrahlungswert für den ausgewählten Zeitraum ist, k ein Koeffizient von 0,5 im Sommer und 0,7 im Winter ist:

W = k Pw E / 1000

Der W-Faktor korrigiert nicht nur den Leistungsverlust des Wechselrichters oder den Startspalt beim Ausschalten von Elektrogeräten, sondern auch den schrägen Einfall der Strahlen, der sich im Laufe des Tages ändert. Die obige Formel und die erforderliche Menge an Energie, die im Haus verbraucht wird (zuvor berechnet), ermöglichen es Ihnen, die Gesamtleistung des Moduls zu bestimmen und damit zu verstehen, wie viele Solarmodule Sie vollständig bereitstellen müssen. Heute werden Batterien mit einer Leistung von 50 W und mehr angeboten. Mit dem Generator kann der gewünschte Wert eingestellt werden.

Es ist sehr wichtig, Solarmodule nicht durchgehend nach der berechneten Leistung auszuwählen. Wenn beispielsweise der durchschnittliche Energieverbrauch eines Hauses 68 W beträgt, sollten Sie kein Modul mit einer Leistung von 70 W kaufen Kaufen Sie zwei 50-W-Module oder nutzen Sie Solarstrom teilweise und nicht für den dauerhaften Gebrauch. Experten raten jedoch, dass es besser ist, den Indikator im Übermaß zu berechnen, wenn Sie bereits eine Frage wie die Versorgung eines Hauses mit ökologischem Strom aufgegriffen haben.