Kuinka laskea aurinkopaneelin teho kotiisi

Luotu: 19. joulukuuta 2019

Hyvin usein, kun he hakevat laitteiden valintaa tai valitsevat aurinkovoimalaa, asiakkaat esittävät kysymyksen: Kuinka laskea aurinkopaneelien ja paristojen teho ja lukumäärä ja mikä teho valita aurinkovoimala. Tässä artikkelissa yritämme käsitellä tätä ongelmaa, ja yritän selittää yksinkertaisella kielellä yksityiskohtiin menemättä, miten tämä tehdään.

Ensinnäkin sinun on selvitettävä, kuinka paljon sähköä kulutat päivässä., tämä voidaan tehdä ottamalla keskimääräiset kuukausittaiset sähkömittarin lukemat ja jakamalla 30 päivällä. Joten saamme keskimääräisen kulutuksen päivässä. Esimerkiksi kahden ihmisen sosiaalinen normi RO: ssa on 234 kW, mikä on noin 8 kWh sähköä päivässä. Tarvitsemme vastaavasti aurinkopaneeleja saman energiamäärän tuottamiseksi päivässä.

Lasketaan aurinkopaneelien lukumäärä ja niiden kapasiteetti

Koska aurinkopaneelit tuottaa sähköenergiaa vain päivänvalona, tämä on ensin otettava huomioon, on myös syytä ymmärtää, että pilvisenä päivänä ja talvella tuotanto vähenee huomattavasti ja voi olla 10-30 prosenttia paneelien tehosta. Yksinkertaisuuden ja mukavuuden vuoksi laskemme huhtikuusta lokakuuhun, kellon aikaan päätuotanto kestää klo 9–17, ts. 7-8 tuntia päivässä... Kesällä aikavälit ovat tietysti pitempiä auringonnoususta auringonlaskuun, mutta näinä tunteina tuotos on paljon pienempi kuin nimellinen, joten olemme keskiarvoja.

Joten 4 aurinkopaneelia, joiden kapasiteetti on 250 W. (Yhteensä 1000 W). 8 kWh energiaa tuotetaan päivässä, ts. kuukaudessa se on 240 kWh. Mutta tämä on ihanteellinen laskelma, kuten sanoimme edellä, pilvisenä päivänä tuotos on pienempi, joten on parempi ottaa 70% tuotoksesta, 240 * 0,7 = 168 kWh. Tämä on keskimääräinen laskelma ilman taajuusmuuttajan ja paristojen hävikkiä. Tätä arvoa voidaan käyttää myös laskemaan verkon aurinkovoimalaa, jossa paristoja ei käytetä.

Aurinkopaneelien laskeminen

Vaadittu aurinkopaneelien teho lasketaan alueen sään ja säteilyintensiteetin mukaan eri vuodenaikoina. Kaltevuuskulmilla vaaka- ja pystysuunnassa on suuri merkitys laskelmissa. Tämä indikaattori on erityisen tärkeä, jos aurinkokunta toimii ympäri vuoden. Laitteiden sijainti riippuu myös tästä. Jos kaltevuuskulmaa ei tarvitse säätää, paneelit voidaan sijoittaa suoraan rakennuksen katolle.

Tärkein toimenpide on aurinkopaneelien, moduulien määrän ja niiden hyötysuhteen laskeminen. Tiedot otetaan energiatehokkuuden kannalta parhaan ja huonon kuukauden osalta. Vakioeristyksen laskemiseksi valitaan 1 m2: n pinta-ala, ja nimellistehon määrittämiseksi tarvitaan 25 ° C: n lämpötila vakiovalovirralla 1 kW / m2.

Aurinkopariston suorituskyky määritetään kuukauden aikana seuraavan kaavan mukaisesti: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. Sen muuttujat vastaavat seuraavia indikaattoreita:

• Esb - akun tuottama energiamäärä.
• Eins on seurausta 1 m2: n kuukausittaisesta insolaatiosta.
• η on kokonaishyötysuhteen arvo virran siirtämisessä johtimien läpi.
• Рсб on aurinkopaneelin nimellisteho.
• Rince on korkein eristysvoima 1 m2 maapallon pinnasta.

Laskennassa on käytettävä yksikköjä, jotka ovat samat kaikille indikaattoreille. Tyypillisesti nämä ovat joulea tai kilowattituntia. Laskemalla kuukausittainen eristys, voit helposti määrittää aurinkopaneelin nimellistehon, joka tarvitaan kuukausittaisen sähkön tuottamiseen: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

On huomattava, että jännite aurinkopaneelin ulostulossa on 15-40% korkeampi kuin akun jännite. Kun käytetään halpoja ohjaimia, tämä ero muuttuu aina hukkaan. Kalliimmilla nykyaikaisilla malleilla voidaan vähentää tämä luku 2-5 prosenttiin.

Aurinkosäteilyllä on erilaiset teholuokitukset vuodenajasta ja kuukaudesta riippuen. Itse paneelin nimellisteho pysyy muuttumattomana, joten sen asennuspaikan oikea valinta on erittäin tärkeää. Yllä olevia kaavoja käyttämällä voidaan määrittää vain likimääräinen moduulien määrä. Tarkan arvon saamiseksi tarvittavalla marginaalilla otetaan kaksinkertainen määrä paneeleja, korjattu yöaikaan, pilvisiin päiviin, lumisateisiin ja muihin järjestelmän tehokkuutta heikentäviin tekijöihin.

Aurinkovoimalan paristojen laskeminen

Seuraavaksi siirrytään aurinkopaneelien akun kapasiteetin laskemiseen. Niiden lukumäärän ja kapasiteetin tulisi olla sellaiset, että niihin varastoitunut energia riittää pimeään aikaan päivästä, on syytä harkita, että yön sähkönkulutus on minimaalista verrattuna päiväkäyttöön.

100Ah akku tallentaa noin 100A * 12V = 1200W. (100 W: n hehkulamppu toimii tällaisesta akusta 12 tuntia). Joten jos kulutat 2,4 kWh per yö. sähköä, sinun on asennettava kaksi 100Ah: n akkua. (12V), mutta tässä on pidettävä mielessä, että ei ole toivottavaa purkaa paristoja 100%, ja parempi, että enintään 70% -50%. Tämän perusteella saamme 2 kpl 100Ah paristoa. tallentaa 2400 * 0,7 = 1700Wh. Tämä pätee purettaessa pienillä virroilla, kun kytketään voimakkaita kuluttajia, tapahtuu jännitehäviö ja kapasiteetti tosiasiallisesti pienenee.

Jos haluat laskea kuinka paljon akkukapasiteettia tarvitaan aurinkoakulle, alla on vastaavuustaulukko (12 V: n järjestelmälle):

• Aurinkoparisto 50W. - paristo 20-40 A.h.
• 100W. - 50-70 A.h.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200W. - 100-130 A.h.
• 300 W. - 150-250 A.h.

Laskelmien analyysi

Sääolosuhteet ja paristojen nimellisteho huomioon ottaen voidaan päätellä, että 400 W: n akku Moskovassa ei riitä edes hätätilan tukemiseen kesällä. Vaikka antamista varten 80 prosentin hätärajan ylittymistä voidaan pitää hyväksyttävänä vaihtoehtona erityisesti taajuusmuuttajan ajoittaisen toiminnan yhteydessä, mutta vain silloin, kun se on tarpeen toimittaa sähköä.

Pienitehoisia järjestelmiä ei ole suunniteltu ympärivuorokautiseen kotitalouksien virtalähteeseen edes kesällä. Koska tällaisten järjestelmien energia on kriittinen varauksen ohjaimen ja invertterin itsekulutukselle. Talvella aurinkokeräimen teho ei riitä kaikkien kodinkoneiden toimintaan, mutta kesällä on varsin hyväksyttävää, että virransyöttö on keskeytymätöntä.

Akun ominaisuudet Moskovan teholaskelmista:

• 500 W - antaa hätätilan vähintään 80% toukokuusta elokuun loppuun;
• 600 W - maaliskuun puolivälissä - syyskuussa;
• 800 W - kun hätätaso ylitetään (paitsi joulukuussa ja tammikuussa), se tuottaa jännitettä maaliskuusta syyskuuhun;
• 1 kW - tuottaa sähkön peruskulutuksen melkein koko vuoden, mutta talvella (joulukuussa ja tammikuussa) energia ei välttämättä riitä;
• 1,2 kW - tarjoaa kohtuullisen tilan heinäkuussa, maalis- syyskuussa perustehonkulutustilan. Hätäminimi laskee marraskuusta tammikuuhun;
• 2 kW - ylläpitää mukavaa tilaa tai lähellä sitä touko-elokuussa ja perus- helmikuusta elokuuhun. Mutta pitkinä, pimeinä kuukausina tämä aurinkokeräimen kapasiteetti ei välttämättä riitä;
• 3,2 kW - tarjoaa mukavan tilan kaikille pitkille päiville ja antaa sinun luottaa hätäminimiin ympäri vuoden;
• 5,3 kW - nimelliskapasiteettiakut, joiden avulla sähkön käyttö on lähes rajoittamatonta touko-elokuussa ja ympäri vuoden perustilassa
• 8 kW - aurinkoakun teho, joka varmistaa sähkön käytön ympäri vuoden kohtuullisessa tilassa;
• 13,5 kW - mukava virrankulutus ympäri vuoden.

Taajuusmuuttajan teho ja häviöt

Invertterillä on nyt myös oma hyötysuhde, joka on noin 75-90%, ts. kaikki saadut energiantuotannon ja varantojen arvot voidaan liittää näihin prosentteihin. Tämän seurauksena on parempi ottaa kaksinkertainen kapasiteettivaraus paristoille. Asenna siis 4 paristoa, joiden kapasiteetti on 100Ah, kun kulutus on 2400Wh / yö. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Taajuusmuuttajan teho osoittaa siihen liitettävän nimelliskuorman.eli kodinkoneiden lukumäärä ja tyyppi.

Tämän seurauksena saamme aurinkovoimalan 2,5 kW: n teholle:

1. Aurinkopaneelit 4kpl. 250 W kukin. Tuotanto kuukaudessa 170-240 kWh (36 tuhatta ruplaa)
2. Akku 100Ah kukin. 4 asiaa. varastossa enintään 4800 wattia. (AGM-paristot 50 tuhatta ruplaa)
3. Invertteri 2,4 kW liitetyn laitteen nimellisteho (27 tuhatta)

Yhteensä 113 tuhatta ruplaa. laitteiden joukolle.

Suurin kuormitus ja keskimääräinen energiankulutus

Tällä hetkellä kaikilla ei ole varaa asentaa aurinkokäyttöistä sähköasemaa maalaistaloonsa. Suunnitellessasi niiden asennusta sinun on ensin selvitettävä, mikä huippukuormitus on odotettavissa, kun kodinkoneet kytketään päälle, ja mikä keskimääräinen määrä sähköä kuluttaa päivässä.

Suurin kuormitustaso määritetään talon kaikkien sähkölaitteiden enimmäistehon perusteella, joten kun useat niistä kytketään päälle samanaikaisesti, talon järjestelmä pystyy selviytymään kuormasta.

Kunkin laitteen keskimääräisen päivittäisen kulutuksen määrittämiseksi sen teho on kerrottava verkon käyttöajalla päivässä. Ja energian kokonaiskulutus saadaan laskemalla yhteen talon kaikkien laitteiden energia.

Kokonaisenergiankulutustietojen määrittäminen antaa sinun suunnitella aurinkopaneelien tuottaman aurinkoenergian tehokas käyttö. Lisäksi saatujen lukujen avulla voidaan laskea aurinkopaneelien teho kotiin, jotta tiedät, mikä akku sinun on ostettava. Akun kapasiteetti vaikuttaa suoraan sen kustannuksiin.

Kodinkoneiden teho, sähkön kulutus

Kuluttajien ja heidän kapasiteettinsa osalta tässä ovat tärkeimmät:

• LED-TV - 50-150 W.
• Jääkaappiluokka A - 100-300 W. (vain kompressorin ollessa käynnissä)
• Muistikirja - 20-50 W
• Energiansäästölamppu - 30W, LED 3-9W
• Seinään asennettava kattila (elektroniikka + sisäänrakennettu pumppu) - 70-130 W.
• Reititin - 10-20 W.
• Ilmastointilaite 9 - 700-900 W.
• Sähköposti Kattila - 1500 W.
• Mikroaaltouuni - 500-700 W.
• Aluslevy - 600 - 900 W.
• DVR + 4 kameraa - 30-50 W.

Kaikki tehot ilmoitetaan laitteen käyttötunnissa, on pidettävä mielessä, että useimmat laitteet toimivat lyhyen aikaa, vedenkeitintä kuumennetaan 5 minuuttia, jääkaappi käynnistyy 2-3 tunnin välein tunnin ajan vauhdin ylläpitämiseksi. Kattilapumppu toimii myös jäähdytysnesteen lämpötilan ylläpitämisen yhteydessä. Voit myös laskea muita laitteita tämän periaatteen mukaisesti.

Mitä aurinkokuntasarja sisältää

Virran saamiseksi ei riitä aurinkopaneelien ostaminen ja liittäminen. Aurinkokunta koostuu monista yhtä tärkeistä teknisistä laitteista, joiden avulla haluttu vaikutus syntyy. Joten, jotta kodissasi olisi ympäristöystävällistä sähköä, aurinkopaneelien lisäksi sinun on ostettava vielä 6 järjestelmän perusosaa:

• generaattori;
• invertteri;
• akku;
• aurinko varauksen ohjain;
• kuluttaja 230 V;
• kytkentärasia.

Siksi ennen kuin aloitat aurinkosähköjärjestelmän asennuksen ja sijoittelun suunnittelun, sinun on ymmärrettävä, että tämä on paljon kalliimpaa kuin pelkästään aurinkopaneelien ostaminen.Valittujen elementtien käyttöikä ja tehokkuus riippuvat moduulien lukumäärästä, luokasta ja valmistajasta. Oikein valitut tekniset ominaisuudet, laitteen luotettavuus ja aurinkopaneelien sijainti ovat avain korkeaan suorituskykyyn ja kestävyyteen.

Kodin paristojen määrän laskeminen

Laskeaksesi kuinka monta paristoa tarvitset kotona, sinun on arvioitava useiden avainparametrien arvot. Katsotaanpa kaikki järjestyksessä.

Energiankulutuksen laskenta

Tarvittavan paneelimäärän laskemiseksi sinun on aloitettava tekemällä luettelo kaikista sähkölaitteista ja niiden toiminta-ajasta ottaen huomioon teho. Vasta sen jälkeen, kun olet laatinut järjestelmän teknisen kuvauksen, voit laskea talon kokonaiskysynnän, mikä on pakollinen vaihe aurinkopaneelien määrän laskemisessa. Seuraavassa taulukossa on esitetty yksittäisten sähkölaitteiden arvot laskennan helpottamiseksi.

Jotta voisit laskea kotisi sähkön hinnan oikein, laitteiden lukumäärästä riippuen, näet kunkin yksittäisen laitteen tehon sen teknisissä asiakirjoissa tai Internetissä valmistajan verkkosivustolla.

Kun olet laskenut, sinun on korjattava arvot, koska aurinkoparisto saa 100% tasavirtaa, joka muuttuu vaihtovirraksi invertterin avulla, minkä seurauksena jopa 20% jännitteestä menetetään . Ota huomioon myös se, että minkä tahansa sähkölaitteen käynnistysteho on useita kertoja suurempi kuin passi, joten laskettaessa kulutettua sähköä sinun on jätettävä virhe, jota taajuusmuuttaja käyttää muutaman sekunnin kuluttua, kun laite käynnistyy. Jos talossa on paljon tällaisia ​​voimakkaita laitteita ja ne voidaan kytkeä päälle samanaikaisesti, on parempi antaa erillinen käynnistys päälle.

Määritetään auringon energian määrä tietyllä alueella

Aurinkopaneelien tuottaman tehon määrä riippuu alueesta ja auringon säteilystä. Tällaisia ​​indikaattoreita ei voida laskea tai mitata itsenäisesti, joten sinun on otettava yhteyttä hydrometeorologiseen asemaan tai viitekirjaan saadaksesi tietoja. Se löytyy Internetistä, riittää, että ilmoitat hauksi kaupunkisi ja aurinkosäteilyn määritelmän. Kun olet kerännyt tarvittavat tiedot, sinun on käytettävä seuraavaa kaavaa energiamäärän määrittämiseen:

Keskimääräinen vuotuinen aurinkosäteily: kW * h / m2 / päivä

Koska aurinko paistaa eri vuodenaikoina eri säteilyasteilla, on suositeltavaa laskea sen arvo koko vuoden indikaattoreiden perusteella, eli käytä tietysti keskiarvoa, jos haluat käyttää aurinkopaneeleja ympäri vuoden. Laskettujen tietojen perusteella voit määrittää aurinkomoduulin lukumäärän ja tehon. Tarkastellaan esimerkiksi Moskovan, Kotelnicheskaya-pengerteen arvoja, leveysaste 55,7.

Näiden likimääräisten indikaattorien ja yllä olevan kaavan avulla voit kuitenkin tehdä tarkimmat laskelmat tehon ja aurinkopaneelien lukumäärän valitsemiseksi, lukuun ottamatta tapauksia, joissa on erittäin pitkä sateinen tai pilvinen sää.

Paristojen määrän laskeminen

Aiemmin annettujen sähkölaitteiden energiankulutuksen arvojen sekä aurinkosäteilyn tason perusteella voit määrittää oikean määrän aurinkopaneeleja sähkön tuottamiseksi kotiisi.Joten otamme taulukosta säteilyn arvon sinua kiinnostavalta kuukaudelta tai jaksolta, ja sen jälkeen jaamme sen 1000: lla. Tuloksena olevaa arvoa kutsutaan pico-tunniksi, 1000 W / m2. Ja aurinkomoduuli puolestaan ​​tuottaa sellaisen energiamäärän, missä Pw on teho, E on insolaatioarvo valitulle ajanjaksolle, k on kerroin, joka on yhtä suuri kuin 0,5 kesällä ja 0,7 talvella:

W = k Pw E / 1000

W-kerroin korjaa taajuusmuuttajan kuluttaman tehohäviön paitsi sähkölaitteiden ollessa kytkettynä pois päältä, myös päivän aikana vaihtelevien säteiden kaltevuuden. Yllä olevan kaavan ja tarvittavan talossa kulutetun energiamäärän (aiemmin laskettu) avulla voit määrittää moduulin kokonaistehon ja siten ymmärtää kuinka monta aurinkopaneelia sinun on toimitettava kokonaan. Nykyään paristojen kapasiteetti on vähintään 50 W. Generaattoria voidaan käyttää tarvittavan arvon säätämiseen.

On erittäin tärkeää olla valitsematta aurinkopaneeleja päästä päähän lasketun tehon mukaan, esimerkiksi jos talon keskimääräinen energiankulutus on 68 W, sinun ei pitäisi ostaa yhtä moduulia, jonka teho on 70 W, on parempi osta kaksi 50 W: n paneelia tai käytä aurinkosähköä osittain eikä pysyvään käyttöön. Mutta asiantuntijat neuvovat, että jos olet jo ottanut esiin sellaisen kysymyksen kuin talon tarjoaminen ekologisella virralla, on parempi laskea indikaattori ylimäärin.