Cum să calculați puterea panoului solar pentru casa dvs.

Creat: 19 decembrie 2019

Foarte des, atunci când solicită selectarea echipamentelor sau când aleg o centrală solară, clienții își pun întrebarea: Cum să calculăm puterea și numărul de panouri solare și baterii și ce putere să alegem o centrală solară. În acest articol vom încerca să abordăm această problemă și voi încerca să explic într-un limbaj simplu, fără a intra în detalii, cum să facem acest lucru.

În primul rând, trebuie să aflați câtă energie electrică consumați pe zi., acest lucru se poate face luând valorile medii lunare ale contoarelor de energie electrică și împărțind la 30 de zile. Deci, obținem consumul mediu pe zi. De exemplu, norma socială în RO pentru două persoane este de 234kW, ceea ce înseamnă aproximativ 8kWh de electricitate pe zi. În consecință, avem nevoie de panouri solare pentru a genera aceeași cantitate de energie pe zi.

Calculul numărului de panouri solare și a capacității acestora

Din moment ce panourile solare generează energie electrică numai în timpul zilei, atunci acest lucru trebuie luat în considerare în primul rând, merită de asemenea înțeles că ieșirea în zilele înnorate și iarna este foarte redusă și poate reprezenta 10-30 la sută din puterea panoului. Pentru simplitate și comoditate, vom calcula din aprilie până în octombrie, până la ora zilei, producția principală se desfășoară între orele 9:00 și 17:00, adică 7-8 ore pe zi... Vara, intervalele vor fi desigur mai lungi, de la răsăritul soarelui până la apusul soarelui, dar în aceste ore producția va fi mult mai mică decât cea nominală, deci facem o medie.

Deci 4 panouri solare cu o capacitate de 250W. (1000W total). Se vor genera 8 kWh de energie pe zi, adică pe lună este de 240 kWh. Dar acesta este un calcul ideal, așa cum am spus mai sus, în zilele înnorate, ieșirea va fi mai mică, deci este mai bine să luați 70% din ieșire, 240 * 0,7 = 168 kWh. Acesta este un calcul mediu fără pierderi în invertor și baterii. De asemenea, această valoare poate fi utilizată pentru calcularea unei centrale solare de rețea în care bateriile nu sunt utilizate.

Calculul panourilor solare

Puterea necesară a panourilor solare este calculată în funcție de vremea din zonă și de intensitatea radiației în diferite perioade ale anului. Unghiurile de înclinare orizontală și verticală sunt de o mare importanță în calcule. Acest indicator este deosebit de important dacă sistemul solar va funcționa pe tot parcursul anului. De acest lucru va depinde și locația echipamentului. Dacă unghiul de înclinare nu necesită ajustări, atunci panourile pot fi așezate direct pe acoperișul clădirii.

Cea mai importantă măsură este calculul panourilor solare, numărul de module și eficiența acestora. Datele sunt luate pentru cea mai bună și cea mai proastă lună din punct de vedere al eficienței energetice. Pentru calculele insolației standard, este selectată o suprafață de 1 m2 și, pentru a determina puterea nominală, este necesară o temperatură de 25C, cu un flux luminos standard de 1 kW / m2.

Determinarea performanței bateriei solare în cursul lunii se efectuează conform următoarei formule: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. Variabilele sale corespund următorilor indicatori:

• Esb - cantitatea de energie generată de baterie.
• Eins este rezultatul unei insolații lunare de 1 m2.
• η este valoarea eficienței globale în transmiterea curentului prin conductoare.
• Рсб este puterea nominală a panoului solar.
• Rince este cea mai mare putere de insolație de 1 m2 din suprafața Pământului.

Când calculați, este necesar să utilizați unități care sunt aceleași pentru toți indicatorii. De obicei, acestea sunt jouli sau kilowatti oră. Calculând insolația lunară, puteți determina cu ușurință puterea nominală a panoului solar necesară pentru a genera o cantitate lunară de energie electrică: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Trebuie remarcat faptul că tensiunea la ieșirea panoului solar va fi cu 15-40% mai mare decât tensiunea bateriei. Atunci când se utilizează controlere ieftine, această diferență se pierde invariabil. Modelele moderne mai scumpe pot reduce această cifră la 2-5%.

Radiația solară are puteri diferite, în funcție de sezon și de luna specifică. Puterea nominală a panoului în sine rămâne neschimbată, prin urmare, alegerea corectă a locului de instalare este de o mare importanță. Folosind formulele de mai sus, se poate determina doar un număr aproximativ de module. Pentru a obține o valoare exactă cu marja necesară, este luat dublul numărului de panouri, corectat pentru noapte, zile înnorate, ninsoare și alți factori care reduc eficiența sistemului.

Calculul bateriilor pentru o centrală solară

În continuare, să trecem la calcularea capacității bateriei pentru panourile solare. Numărul și capacitatea lor ar trebui să fie astfel încât energia care este stocată în ele să fie suficientă pentru timpul întunecat al zilei, merită luat în considerare faptul că consumul de energie electrică pe timp de noapte este minim, comparativ cu activitatea din timpul zilei.

Baterie de 100 Ah stochează aproximativ 100A * 12V = 1200W. (un bec de 100W va funcționa dintr-o astfel de baterie timp de 12 ore). Deci, dacă consumați 2,4 kWh pe noapte. electricitate, atunci trebuie să instalați 2 baterii de câte 100Ah fiecare. (12V), dar aici trebuie avut în vedere faptul că nu este de dorit să descărcați bateriile cu 100% și mai bine nu mai mult de 70% -50%. Pe baza acestui lucru, obținem cele 2 baterii de câte 100Ah fiecare. va stoca 2400 * 0,7 = 1700Wh. Acest lucru este adevărat atunci când descărcați cu curenți mici, atunci când conectați consumatori puternici, are loc o cădere de tensiune și capacitatea scade de fapt.

Dacă doriți să calculați cantitatea de baterie necesară pentru o baterie solară, mai jos este un tabel de corespondență (pentru un sistem de 12 V.):

• Baterie solara 50W. - baterie 20-40 A.h.
• 100W. - 50-70 A.h.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200W. - 100-130 A.h.
• 300W. - 150-250 A.h.

Analiza calculelor

Luând în considerare condițiile meteorologice și puterea nominală a bateriilor, putem concluziona că o baterie de 400 W la Moscova nu va fi suficientă nici măcar pentru a sprijini modul de urgență în timpul verii. Deși pentru oferire, un exces de nivelul de urgență de 80% poate fi considerat o opțiune acceptabilă, mai ales cu funcționarea intermitentă a invertorului, dar numai atunci când este necesar să se furnizeze energie electrică.

Sistemele cu consum redus de energie nu sunt proiectate pentru alimentarea cu energie domestică non-stop, chiar și vara. Deoarece energia din astfel de sisteme este esențială pentru autoconsumul controlerului de încărcare și al invertorului. Iarna, puterea colectorului solar nu va fi suficientă pentru funcționarea tuturor aparatelor electrice de acasă, dar vara este destul de acceptabil ca sursa de alimentare să fie neîntreruptă.

Capacitățile bateriei din calculele de putere pentru Moscova:

• 500 W - oferă un minim de urgență de 80% din mai până la sfârșitul lunii august;
• 600 W - mijlocul lunii martie - septembrie;
• 800 W - atunci când nivelul de urgență este depășit (cu excepția lunilor decembrie și ianuarie), acesta furnizează tensiune din martie până în septembrie;
• 1 kW - asigură consumul de energie electrică de bază pentru aproape întregul an, dar iarna (decembrie și ianuarie) s-ar putea ca energia să nu fie suficientă;
• 1,2 kW - oferă un mod moderat în iulie, în martie - septembrie modul de consum de energie de bază. Minima de urgență se încadrează în perioada noiembrie - ianuarie;
• 2 kW - menține un mod confortabil sau aproape de acesta în perioada mai - august și de bază din februarie până în august. Dar în lunile lungi și întunecate, această capacitate a colectorului solar ar putea să nu fie suficientă;
• 3,2 kW - oferă un mod confortabil pentru toate zilele lungi și pe tot parcursul anului vă permite să vă bazați pe un minim de urgență;
• 5,3 kW - baterii cu capacitate nominală, care permit utilizarea aproape nelimitată a energiei electrice în perioada mai - august și pe tot parcursul anului în modul de bază;
• 8 kW - puterea bateriei solare, care asigură utilizarea energiei electrice pe tot parcursul anului într-un mod moderat;
• 13,5 kW - modul de consum confortabil pe tot parcursul anului.

Puterea și pierderile invertorului

Acum, în ceea ce privește invertorul, acesta are, de asemenea, propria eficiență și aceasta este de aproximativ 75-90%, adică toate valorile obținute ale producției și rezervei de energie pot fi atribuite acestor procente. Ca rezultat, este mai bine să luați o rezervă dublă de capacitate pentru baterii, deci cu un consum de 2400Wh pe noapte, instalați 4 baterii cu o capacitate de 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Puterea invertorului arată sarcina nominală care poate fi conectată la acesta., adică numărul și tipul de aparate de uz casnic.

Ca urmare, obținem o centrală solară de 2,5 kW:

1. Panouri solare 4buc. 250W fiecare. Generare pe lună 170-240 kWh (36 mii ruble)
2. Baterie de 100 Ah fiecare. 4 lucruri. stoc până la 4800 wați. (Baterii AGM 50 mii ruble)
3. Putere nominală a invertorului de 2,4 kW a echipamentului conectat (27 mii)

Total 113 mii de ruble. pentru un set de echipamente.

Sarcina maximă și consumul mediu de energie

În prezent, nu toată lumea își poate permite să instaleze o stație alimentată cu energie solară în casa lor la țară. Cu toate acestea, atunci când planificați instalarea lor, trebuie mai întâi să aflați ce sarcină maximă ar trebui să se aștepte la pornirea aparatelor de uz casnic, precum și ce cantitate medie de energie electrică consumă pe zi.

Nivelul maxim de sarcină este determinat pe baza puterii maxime a tuturor aparatelor electrice din casă, astfel încât atunci când mai multe dintre ele sunt pornite în același timp, sistemul din casă poate face față sarcinii.

Pentru a determina consumul mediu zilnic al fiecăruia dintre dispozitive, puterea acestuia trebuie înmulțită cu timpul de funcționare din rețea pe zi. Iar consumul total de energie se găsește prin însumarea energiei de la toate aparatele din casă.

Determinarea cifrelor generale de consum de energie vă va permite să planificați utilizarea eficientă a energiei solare generate de panourile solare. În plus, cifrele obținute permit calcularea puterii panourilor solare pentru casă, pentru a ști ce baterie va trebui să cumpărați. Capacitatea bateriei afectează direct costul acesteia.

Putere electrocasnice, consum de energie electrică

Acum, în ceea ce privește consumatorii și capacitatea acestora, iată principalele:

• Televizor LED - 50-150W.
• Frigider clasa A - 100-300W. (numai când compresorul funcționează)
• Laptop - 20-50W
• Lampă cu economie de energie - 30W, LED 3-9W
• Cazan montat pe perete (electronică + pompă încorporată) - 70-130W.
• Router - 10-20W.
• Aer condiționat 9 - 700-900W.
• E-mail Ceainic - 1500W.
• Cuptor cu microunde - 500-700W.
• Mașină de spălat - 600 - 900W.
• DVR + 4 camere - 30-50W.

Toate puterile sunt indicate pe oră de funcționare a dispozitivului, trebuie avut în vedere faptul că majoritatea dispozitivelor funcționează pentru o perioadă scurtă de timp, ceainicul este încălzit timp de 5 minute, frigiderul pornește la fiecare 2-3 ore timp de o oră pentru a menține ritmul. Pompa cazanului funcționează și pe măsură ce temperatura lichidului de răcire este menținută. De asemenea, puteți calcula alte dispozitive conform acestui principiu.

Ce este inclus în kitul sistemului solar

Pentru a obține curent, nu este suficient să achiziționați panouri solare și să le conectați. Sistemul solar constă din multe dispozitive tehnice la fel de importante, datorită cărora se creează efectul dorit. Deci, pentru ca casa dvs. să aibă energie electrică de origine ecologică, pe lângă panourile solare, va trebui să achiziționați încă 6 elemente de bază ale sistemului, și anume:

• generator;
• invertor;
• baterie;
• controler de încărcare solară;
• consumator 230V;
• cutie de conectare.

Prin urmare, înainte de a începe să proiectați instalarea și amplasarea unui sistem fotovoltaic, trebuie să înțelegeți că acest lucru este mult mai scump decât să cumpărați singuri panouri solare.Durata de viață și eficiența elementelor selectate vor depinde de numărul de module, clasă și firma producătorului. Caracteristicile tehnice selectate corect, fiabilitatea dispozitivului și amplasarea panourilor solare vor fi cheia performanței și durabilității de înaltă calitate.

Calculul numărului de baterii pentru casă

Pentru a calcula câte baterii aveți nevoie pentru casa dvs., trebuie să estimați valorile mai multor parametri cheie. Să privim totul în ordine.

Calculul consumului de energie

Pentru a calcula numărul necesar de panouri, trebuie să începeți prin a face o listă a tuturor aparatelor electrice și a timpului lor de funcționare, luând în considerare puterea. Numai după ce întocmiți o descriere tehnică a sistemului, puteți calcula cererea totală a casei, care este un pas obligatoriu pentru calcularea numărului de panouri solare. Tabelul de mai jos prezintă valorile aparatelor electrice individuale pentru a vă ajuta să calculați.

Pentru a calcula corect costul energiei electrice în casa dvs., în funcție de numărul de dispozitive, puteți vedea puterea fiecărui dispozitiv în documentația sa tehnică sau pe internet pe site-ul producătorului.

După ce ați calculat, trebuie să corectați valorile, deoarece bateria solară preia 100% curent continuu, care este transformat în curent alternativ cu ajutorul invertorului, ca urmare a căruia se pierde până la 20% din tensiune. . De asemenea, trebuie să luați în considerare faptul că puterea de pornire a oricărui dispozitiv electric este de câteva ori mai mare decât cea menționată în pașaport, prin urmare, atunci când calculați energia electrică consumată totală, trebuie să lăsați o eroare care va fi utilizată de invertor pentru primele câteva secunde când dispozitivul pornește. Dacă există o mulțime de astfel de dispozitive puternice în casă și se pot porni în același timp, atunci este mai bine să oferiți o pornire separată pentru pornire.

Determinarea cantității de energie din soare într-o anumită zonă

Cantitatea de energie generată de panourile solare depinde de regiune și de radiația solară. Astfel de indicatori nu pot fi calculați sau măsurați în mod independent, pentru aceasta trebuie să contactați stația hidrometeorologică sau cartea de referință pentru date. Poate fi găsit pe internet, este suficient să indicați în căutare orașul dvs. și definiția radiației solare. După ce colectați informațiile necesare, trebuie să utilizați următoarea formulă pentru a determina cantitatea de energie:

Radiația solară medie anuală: kW * h / m2 / zi

Deoarece soarele strălucește în diferite perioade ale anului cu diferite niveluri de radiații, este recomandabil să calculați valoarea acestuia pe baza indicatorilor pentru întregul an, adică să utilizați valoarea medie, desigur, dacă doriți să utilizați panouri solare pe tot parcursul anului. Pe baza datelor calculate, puteți determina numărul și puterea modulului solar. De exemplu, luați în considerare valorile Moscovei, digul Kotelnicheskaya, latitudinea 55,7.

Acești indicatori aproximativi și formula de mai sus vă permit să faceți calculele cele mai exacte pentru selectarea puterii și a numărului de panouri solare, cu excepția cazurilor în care există o perioadă extrem de lungă de vreme ploioasă sau tulbure.

Calculul numărului de baterii

Pe baza valorilor date anterior pentru consumul de energie al aparatelor electrice, precum și nivelul radiației solare, puteți determina cantitatea potrivită de panouri solare pentru a furniza energie electrică casei dumneavoastră.Deci, luăm valoarea radiației din tabel pentru luna sau perioada care vă interesează și, după aceea, o împărțim la 1000. Valoarea rezultată se numește pico-ore, în 1000 W / m2. Și modulul solar, la rândul său, generează o astfel de cantitate de energie, unde Pw este puterea, E este valoarea de insolație pentru perioada selectată, k este un coeficient egal cu 0,5 vara și 0,7 iarna:

W = k Pw E / 1000

Factorul W corectează pierderea de energie consumată nu numai de invertor sau decalajul de pornire atunci când aparatele electrice sunt oprite, ci și incidența oblică a fasciculelor care variază pe parcursul zilei. Formula de mai sus și cantitatea necesară de energie consumată în casă (calculată anterior) vă permit să determinați puterea totală a modulului și astfel să înțelegeți câte panouri solare trebuie să furnizați pe deplin. Astăzi, bateriile sunt prezentate cu o capacitate de 50 W sau mai mare. Generatorul poate fi folosit pentru a regla valoarea necesară.

Este foarte important să nu selectați panourile solare cap la cap în funcție de puterea calculată, de exemplu, dacă consumul mediu de energie al unei case este de 68 W, nu ar trebui să cumpărați un modul cu o putere de 70 W, este mai bine să cumpărați două panouri de 50W sau utilizați electricitatea solară parțial și nu pentru utilizare permanentă. Dar experții sfătuiesc că, dacă ați abordat deja o astfel de întrebare ca furnizarea unei case cu curent ecologic, atunci este mai bine să calculați indicatorul în exces.