Hogyan lehet kiszámítani a napelem teljesítményét otthonában

Létrehozva: 2019. december 19

Nagyon gyakran, amikor a berendezés kiválasztására vagy egy naperőmű kiválasztására pályáznak, az ügyfelek felteszik a kérdést: Hogyan lehet kiszámítani a napelemek és akkumulátorok teljesítményét és számát, és milyen teljesítményt kell választani a naperőművet. Ebben a cikkben megpróbáljuk kezelni ezt a kérdést, és megpróbálom egyszerű nyelven, részletek nélkül elmagyarázni, hogyan kell ezt megtenni.

Először meg kell tudni, mennyi áramot fogyaszt naponta., ezt úgy tehetjük meg, hogy megkapjuk az átlagos havi villanyóra számlálást és elosztjuk 30 nappal. Tehát megkapjuk a napi átlagos fogyasztást. Például a RO szociális normája két ember esetében 234kW, ami napi kb. 8kWh villamos energiát jelent. Ennek megfelelően napelemekre van szükségünk, hogy naponta ugyanannyi energiát termeljünk.

A napelemek számának és kapacitásának kiszámítása

Mivel a napelemek elektromos energiát csak nappali órákban generál, akkor ezt először is figyelembe kell venni, azt is érdemes megérteni, hogy felhős napokon és télen is nagyon csökken a teljesítmény, és a panel teljesítményének 10-30 százaléka lehet. Az egyszerűség és a kényelem érdekében áprilistól októberig számolunk, napszakra a fő produkció reggel 9-től 17 óráig tart, azaz Napi 7-8 óra... Nyáron az intervallumok természetesen hosszabbak lesznek, napkeltétől napnyugtáig, de ezekben az órákban a teljesítmény sokkal kisebb lesz, mint a névleges, ezért átlagoljuk.

Tehát 4 db 250W kapacitású napelem. (Összesen 1000 W). Naponta 8 kWh energia termelődik, azaz havonta 240 kWh. De ez egy ideális számítás, amint azt fentebb mondtuk, felhős napokon a teljesítmény kevesebb lesz, ezért jobb, ha a teljesítmény 70% -át vesszük, 240 * 0,7 = 168 kWh. Ez egy átlagos számítás az inverter és az elemek veszteségei nélkül. Ez az érték felhasználható egy rácsos naperőmű kiszámításához is, ahol nem használnak elemeket.

A napelemek kiszámítása

A napelemek szükséges teljesítményét a térség időjárási viszonyainak és az év különböző időszakainak sugárzási intenzitásának megfelelően számítják ki. A vízszintes és függőleges dőlésszögeknek nagy jelentősége van a számításokban. Ez a mutató különösen akkor fontos, ha a naprendszer egész évben üzemel. A felszerelés helye ettől is függ. Ha a dőlésszög nem igényel beállítást, akkor a paneleket közvetlenül az épület tetejére lehet helyezni.

A legfontosabb mérőszám a napelemek kiszámítása, a modulok száma és hatékonysága. Az adatokat az energiahatékonyság szempontjából a legjobb és a legrosszabb hónapra vesszük. A szokásos inszoláció számításához 1 m2 területet választunk, és a névleges teljesítmény meghatározásához 25 ° C hőmérsékletre van szükség, normál 1 kW / m2 fényárammal.

A napelem teljesítményének meghatározása a hónap folyamán a következő képlet szerint történik: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. Változói a következő mutatóknak felelnek meg:

• Esb - az akkumulátor által generált energia mennyisége.
• Az Eins havi 1 m2-es insoláció eredménye.
• η a vezetékeken keresztüli áramátadás általános hatékonyságának értéke.
• A Рсб a napelem névleges teljesítménye.
• A Rince a Föld felszínének 1 m2-es legnagyobb insolációs ereje.

A számításhoz minden mutatóhoz azonos egységeket kell használni. Jellemzően ezek joule vagy kilowattóra. A havi insoláció kiszámításával könnyen meghatározhatja a napelem névleges teljesítményét, amely szükséges a havi mennyiségű villamos energia előállításához: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Meg kell jegyezni, hogy a napelem kimenetén a feszültség 15-40% -kal magasabb lesz, mint az akkumulátor feszültsége. Olcsó vezérlők használatakor ez a különbség mindig kárba vesz. A drágább modern modellek ezt az értéket 2-5% -ra csökkenthetik.

A napsugárzás különböző teljesítményértékekkel rendelkezik, az évszaktól és az adott hónaptól függően. Maga a panel névleges teljesítménye változatlan marad, ezért nagy jelentőséggel bír a telepítés helyének helyes megválasztása. A fenti képletek felhasználásával csak hozzávetőleges számú modul határozható meg. A pontos érték eléréséhez a szükséges margóval megduplázza a panelek számát, korrigálva éjszakai időre, felhős napokra, havazásokra és egyéb tényezőkre, amelyek csökkentik a rendszer hatékonyságát.

Napelemek kiszámítása egy naperőmű számára

Ezután térjünk át a napelemek akkumulátor-kapacitásának kiszámítására. Számuknak és kapacitásuknak olyannak kell lennie, hogy a bennük tárolt energia elegendő legyen a nap sötét idejéhez, érdemes figyelembe venni, hogy az éjszakai áramfogyasztás minimális, szemben a nappali aktivitással.

100Ah akkumulátor kb. 100A * 12V = 1200W. (100W-os izzó 12 órán keresztül működik ilyen akkumulátorból). Tehát ha éjszakánként 2,4 kWh-t fogyaszt. áramot, akkor telepítenie kell 2 db 100Ah-os elemet. (12V), de itt nem szabad megfeledkezni arról, hogy nem kívánatos az elemeket 100% -kal, és jobb, ha legfeljebb 70% -50% -kal lemeríteni. Ennek alapján megkapjuk azt a 2 db 100Ah-os elemet. 2400 * 0,7 = 1700Wh tárol. Ez akkor igaz, ha kis áramú kisütés esetén nagy teljesítményű fogyasztók csatlakoztatásakor feszültségesés lép fel, és a kapacitás valóban csökken.

Ha meg szeretné számolni, hogy mennyi akkumulátor-kapacitás szükséges egy napelemhez, az alábbiakban egy megfelelési táblázat található (12 V-os rendszerhez):

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

Számítások elemzése

Figyelembe véve az időjárási viszonyokat és az akkumulátorok névleges teljesítményét, arra a következtetésre juthatunk, hogy egy moszkvai 400 W-os akkumulátor még a nyári sürgősségi üzemmód támogatásához sem lesz elegendő. Bár adáshoz a 80% -os vészhelyzeti szint túllépése elfogadható lehetőségnek tekinthető, különösen az inverter szakaszos működése esetén, de csak akkor, ha elektromos áramellátásra van szükség.

Az alacsony fogyasztású rendszereket még nyáron sem tervezték éjjel-nappal otthoni áramellátásra. Mivel az ilyen rendszerek energiája kritikus a töltésszabályozó és az inverter önfogyasztása szempontjából. Télen a napkollektor teljesítménye nem lesz elegendő az összes elektromos készülék otthoni működéséhez, de nyáron teljesen elfogadható, hogy az áramellátás zavartalan legyen.

Az akkumulátor képességei Moszkva energiaszámításaiból:

• 500 W - 80% -os vészhelyzeti minimumot ad májustól augusztus végéig;
• 600 W - március közepe - szeptember;
• 800 W - a vészhelyzet túllépésekor (kivéve december és január) feszültséget biztosít márciustól szeptemberig;
• 1 kW - szinte egész évben biztosítja az alapvető villamosenergia-fogyasztást, de télen (decemberben és januárban) az energia nem biztos, hogy elegendő;
• 1,2 kW - mérsékelt üzemmódot biztosít júliusban, márciusban és szeptemberben az alapvető energiafogyasztási módot. A vészhelyzeti minimum a november és január közötti időszakra esik;
• 2 kW - fenntartja a kényelmes üzemmódot, vagy annak közelében a májustól augusztusig és az alap februártól augusztusig. De a hosszú, sötét hónapokban ez a napkollektor-kapacitás nem biztos, hogy elegendő;
• 3,2 kW - kényelmes üzemmódot biztosít minden hosszú napra, és egész évben lehetővé teszi, hogy vészhelyzeti minimumra számítson;
• 5,3 kW - névleges kapacitású akkumulátorok, amelyek szinte korlátlan villamosenergia-felhasználást tesznek lehetővé a májustól augusztusig és egész évben alap üzemmódban;
• 8 kW - a napelem akkumulátorának teljesítménye, amely mérsékelt üzemmódban egész évben biztosítja a villamos energia felhasználását;
• 13,5 kW - egész évben kényelmes energiafogyasztási mód.

Az inverter teljesítménye és veszteségei

Ami az invertert illeti, ennek is megvan a maga hatékonysága, és ez körülbelül 75-90%, azaz az energiatermelés és a tartalék összes elért értéke ezen százalékokhoz rendelhető. Ennek eredményeként jobb, ha kettős kapacitástartalékot veszünk fel az akkumulátorok számára. Tehát éjszakánként 2400Wh fogyasztással telepítsünk 4 db 100Ah kapacitású elemet. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Az inverter teljesítménye mutatja a hozzá kapcsolható névleges terhelést., vagyis a háztartási gépek számát és típusát.

Ennek eredményeként 2,5 kW teljesítményű naperőművet kapunk:

1. Napelemek 4db. Egyenként 250W. Termelés havonta 170-240 kWh (36 ezer rubel)
2. Egyenként 100Ah akkumulátor. 4 dolog. készlet 4800 wattig. (AGM akkumulátorok 50 ezer rubel)
3. Inverter 2,4 kW a csatlakoztatott berendezés névleges teljesítménye (27 ezer)

Összesen 113 ezer rubel. felszereléskészlethez.

Maximális terhelés és átlagos energiafogyasztás

Jelenleg nem mindenki engedheti meg magának, hogy napenergiával működő alállomást telepítsen vidéki házába. Ennek ellenére telepítésük megtervezésekor először meg kell deríteni, hogy a háztartási gépek bekapcsolásakor milyen csúcsterhelésre kell számítani, valamint azt, hogy átlagosan mennyi áramot fogyasztanak naponta.

A maximális terhelési szintet a házban található összes elektromos készülék maximális teljesítménye alapján határozzák meg, így ha egyszerre többeket bekapcsolnak, a házban lévő rendszer képes megbirkózni a terheléssel.

Az egyes eszközök átlagos napi fogyasztásának meghatározásához annak teljesítményét meg kell szorozni a hálózat napi működési idejével. A teljes energiafogyasztást pedig a ház összes készülékéből származó energia összegzésével állapítják meg.

Az általános energiafogyasztási adatok meghatározása lehetővé teszi a napelemek által termelt napenergia hatékony felhasználásának megtervezését. Ezenkívül a kapott adatok lehetővé teszik a napelemek otthoni teljesítményének kiszámítását annak érdekében, hogy megtudják, melyik akkumulátort kell megvásárolni. Az akkumulátor kapacitása közvetlenül befolyásolja annak költségeit.

Háztartási készülékek áram- és villamosenergia-fogyasztása

Ami a fogyasztókat és kapacitásukat illeti, itt vannak a legfontosabbak:

• LED TV - 50-150W.
• A hűtőszekrény - 100-300W. (csak akkor, ha a kompresszor működik)
• Laptop - 20-50W
• Energiatakarékos lámpa - 30W, VEZETTE 3-9W
• Fali kazán (elektronika + beépített szivattyú) - 70-130W.
• Router - 10-20W.
• Légkondicionáló 9 - 700-900W.
• Email Teáskanna - 1500W.
• Mikrohullámú sütő - 500-700W.
• Mosó - 600 - 900W.
• DVR + 4 kamera - 30-50W.

Minden teljesítmény a készülék működési órájában van feltüntetve, nem szabad megfeledkezni arról, hogy a legtöbb készülék rövid ideig működik, a vízforralót 5 percig melegítik, a hűtőszekrény 2-3 óránként óránként bekapcsol, hogy tartsa a tempót. A kazánszivattyú a hűtőfolyadék hőmérsékletének fenntartása mellett is működik. Ezen elv alapján más eszközöket is kiszámíthat.

Mit tartalmaz a Naprendszer készlet

Az áram megszerzéséhez nem elég napelemeket vásárolni és csatlakoztatni. A naprendszer sok ugyanolyan fontos technikai eszközből áll, amelyeknek köszönhetően létrejön a kívánt hatás. Tehát ahhoz, hogy otthona környezetbarát eredetű áramot kapjon, a napelemek mellett még 6 további rendszerelemet kell vásárolnia:

• generátor;
• inverter;
• akkumulátor;
• napelemes töltésszabályozó;
• fogyasztó 230V;
• összekötő doboz.

Ezért, mielőtt elkezdené tervezni a fotovoltaikus rendszer telepítését és elhelyezését, meg kell értenie, hogy ez sokkal drágább, mint önmagában a napelemek vásárlása.A kiválasztott elemek élettartama és hatékonysága a modulok számától, osztályától és a gyártó cégétől függ. A helyesen megválasztott műszaki jellemzők, a készülék megbízhatósága és a napelemek elhelyezkedése a kiváló minőségű teljesítmény és a tartósság kulcsa.

Az otthoni elemek számának kiszámítása

Ahhoz, hogy kiszámítsa, hány elemre van szüksége otthonához, meg kell becsülnie számos kulcsparaméter értékét. Nézzünk meg mindent rendben.

Energiafogyasztás kiszámítása

A szükséges panelszám kiszámításához el kell kezdeni az összes elektromos készülék és azok működési idejének felsorolását, figyelembe véve a teljesítményt. Csak miután elkészítette a rendszer műszaki leírását, kiszámíthatja a ház teljes igényét, ami kötelező lépés a napelemek számának kiszámításához. Az alábbi táblázat az egyes elektromos készülékek értékeit mutatja, amelyek segítenek a számításban.

Az otthoni villamos energia költségének helyes kiszámításához - az eszközök számától függően - az egyes készülékek teljesítményét a műszaki dokumentációban vagy az interneten, a gyártó honlapján láthatja.

A számítás után ki kell javítania az értékeket, mivel a napelem akkumulátor 100% -os egyenáramot vesz fel, amelyet az inverter segítségével váltakozó árammá alakítanak át, aminek következtében a feszültség akár 20% -a is elvész . Figyelembe kell venni azt a tényt is, hogy bármely elektromos eszköz indítási teljesítménye többszörösen nagyobb, mint az útlevélben feltüntetett, ezért az összes felhasznált villamos energia kiszámításakor el kell hagynia egy hibát, amelyet az inverter használni fog az első néhány másodperc, amikor a készülék elindul. Ha sok ilyen nagy teljesítményű eszköz van a házban, és egyszerre bekapcsolhatók, akkor jobb, ha külön bekapcsolást biztosítunk az indításhoz.

A napból származó energia mennyiségének meghatározása egy adott területen

A napelemek által termelt energia mennyisége a régiótól és a napsugárzástól függ. Ezeket a mutatókat nem lehet függetlenül kiszámítani vagy mérni, ehhez adatokért forduljon a hidrometeorológiai állomáshoz vagy a kézikönyvhez. Megtalálható az interneten, elegendő a keresésben feltüntetni a városát és a napsugárzás meghatározását. Miután összegyűjtötte a szükséges információkat, a következő képletet kell használnia az energia mennyiségének meghatározásához:

Átlagos éves napsugárzás: kW * h / m2 / nap

Mivel a nap az év különböző időszakaiban különböző sugárzási szintekkel süt, célszerű az egész év mutatói alapján kiszámítani az értékét, vagyis természetesen az átlagértéket kell használni, ha napelemeket szeretne használni egész évben. A számított adatok alapján meghatározhatja a szolármodul számát és teljesítményét. Vegyük például figyelembe Moszkva, a Kotelnicheskaya töltés, az 55.7 szélesség értékeit.

Ezek a hozzávetőleges mutatók és a fenti képlet lehetővé teszik a legpontosabb számításokat a teljesítmény és a napelemek számának kiválasztásához, kivéve azokat az eseteket, amikor rendkívül hosszú esős vagy felhős idő van.

Az elemek számának kiszámítása

A villamos készülékek energiafogyasztásának korábban megadott értékei, valamint a napsugárzás szintje alapján meghatározhatja a napelemek megfelelő mennyiségét az áramellátáshoz otthonában.Tehát kivesszük a sugárzás értékét a táblázatból arra az hónapra vagy időszakra, amelyre kíváncsi, majd ezt követően elosztjuk 1000-vel. A kapott értéket picoórának nevezzük, 1000 W / m2-ben. A szolármodul pedig ekkora energiamennyiséget generál, ahol Pw a teljesítmény, E a kiválasztott időszak insolációs értéke, k együttható, amely nyáron 0,5, télen pedig 0,7:

W = k Pw E / 1000

A W tényező nem csak az inverter vagy az indító rés által fogyasztott energiaveszteséget korrigálja, amikor az elektromos készülékeket kikapcsolják, hanem a gerendák ferde előfordulását is, amely a nap folyamán változik. A fenti képlet és a házban felhasznált szükséges energiamennyiség (korábban kiszámítva) lehetővé teszi, hogy meghatározza a modul teljes teljesítményét, és ezáltal megértse, hány napelemet kell teljes mértékben ellátnia. Ma bemutatjuk az 50 W vagy annál nagyobb kapacitású akkumulátorokat. A generátor használható a kívánt érték beállítására.

Nagyon fontos, hogy a napelemeket ne a végétől a végéig válasszuk a számított teljesítmény szerint, például ha egy ház átlagos energiafogyasztása 68 W, akkor nem szabad egy modult vásárolni 70 W teljesítményű, jobb, ha vásároljon két 50 W-os panelt, vagy használjon napenergiát részben, és nem állandó használatra. De a szakértők azt tanácsolják, hogy ha már felvetett egy ilyen kérdést, mint például egy ház ökológiai áramellátását, akkor jobb, ha a mutatót feleslegesen kiszámítja.