Ako vypočítať výkon solárneho panela pre váš domov

Vytvorené: 19. decembra 2019

Veľmi často si zákazníci pri uchádzaní sa o výber zariadenia alebo pri výbere solárnej elektrárne kladú otázku: Ako vypočítať výkon a počet solárnych panelov a batérií a aký výkon zvoliť solárnu elektráreň. V tomto článku sa pokúsime zaoberať touto otázkou a pokúsim sa vysvetliť jednoduchým jazykom, bez podrobností, ako to urobiť.

Najskôr si musíte zistiť, koľko elektriny denne spotrebujete, to sa dá urobiť tak, že sa vezme priemerný mesačný odpočet elektromera a vydelí sa to 30 dňami. Dostaneme teda priemernú spotrebu za deň. Napríklad sociálna norma v RO pre dve osoby je 234kW, čo je asi 8kWh elektriny za deň. Preto potrebujeme solárne panely, aby generovali rovnaké množstvo energie za deň.

Výpočet počtu solárnych panelov a ich kapacity

Keďže solárne panely generovať elektrickú energiu iba počas denného svetla, potom to treba predovšetkým zohľadniť, stojí za to pochopiť, že výkon v oblačných dňoch av zime je veľmi znížený a môže predstavovať 10 až 30 percent výkonu panelov. Pre jednoduchosť a pohodlie budeme počítať od apríla do októbra, v dennú dobu hlavná výroba prebieha od 9. do 17. hodiny, t.j. 7-8 hodín denne... V lete budú intervaly samozrejme dlhšie, od východu slnka do západu slnka, ale počas týchto hodín bude výkon oveľa menší ako nominálny, takže sme v priemere.

Čiže 4 solárne panely s kapacitou 250W. (Spolu 1 000 W). Vyrobí sa 8 kWh energie za deň, t.j. za mesiac je to 240 kWh. Ale toto je ideálny výpočet, ako sme už povedali vyššie, v oblačných dňoch bude výkon menší, takže je lepšie brať 70% výkonu, 240 * 0,7 = 168 kWh. Toto je priemerný výpočet bez strát v invertore a batériách. Túto hodnotu možno tiež použiť na výpočet sieťovej solárnej elektrárne, kde sa nepoužívajú batérie.

Výpočet solárnych panelov

Požadovaný výkon solárnych panelov sa počíta podľa počasia v oblasti a intenzity žiarenia v rôznych ročných obdobiach. Pri výpočtoch majú veľký význam uhly sklonu horizontálne a vertikálne. Tento indikátor je obzvlášť dôležitý, ak bude solárny systém v prevádzke po celý rok. Od toho bude závisieť aj umiestnenie zariadenia. Ak uhol sklonu nevyžaduje úpravy, potom je možné panely umiestniť priamo na strechu budovy.

Najdôležitejším opatrením je výpočet solárnych panelov, počet modulov a ich účinnosť. Dáta sa berú za najlepší a najhorší mesiac z hľadiska energetickej efektívnosti. Pre výpočty štandardného slnečného žiarenia sa zvolí plocha 1 m2. Na stanovenie menovitého výkonu sa vyžaduje teplota 25 ° C so štandardným svetelným tokom 1 kW / m2.

Stanovenie výkonu solárnej batérie v priebehu mesiaca sa vykonáva podľa nasledujúceho vzorca: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Jeho premenné zodpovedajú nasledujúcim ukazovateľom:

• Esb - množstvo energie generovanej batériou.
• Eins je výsledkom mesačného slnečného žiarenia 1 m2.
• η - hodnota celkovej účinnosti pri prenose prúdu vodičmi.
• Рсб je menovitý výkon solárneho panelu.
• Rince je najvyššia sila slnečného žiarenia 1 m2 zemského povrchu.

Pri výpočte je potrebné použiť jednotky, ktoré sú pre všetky ukazovatele rovnaké. Spravidla sú to jouly alebo kilowatthodiny. Výpočetom mesačného slnečného žiarenia môžete ľahko určiť nominálny výkon solárneho panelu potrebný na generovanie mesačného množstva elektriny: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Je potrebné poznamenať, že napätie na výstupe solárneho panelu bude o 15-40% vyššie ako napätie batérie. Pri použití lacných ovládačov tento rozdiel vždy vyjde nazmar. Drahšie moderné modely môžu tento údaj znížiť na 2-5%.

Slnečné žiarenie má rozdielne hodnoty výkonu v závislosti od sezóny a konkrétneho mesiaca. Menovitý výkon samotného panelu zostáva nezmenený, preto má veľký význam správna voľba jeho miesta inštalácie. Pomocou vyššie uvedených vzorcov možno určiť iba približný počet modulov. Na získanie presnej hodnoty s potrebnou rezervou sa odoberie dvojnásobný počet panelov, ktoré sa korigujú na nočný čas, zamračené dni, snehové zrážky a ďalšie faktory, ktoré znižujú účinnosť systému.

Výpočet batérií pre solárnu elektráreň

Ďalej prejdime k výpočtu kapacity batérie pre solárne panely. Ich množstvo a kapacita by mali byť také, aby energia, ktorá je v nich uložená, stačila na tmavý čas dňa, stojí za zváženie, že spotreba elektrickej energie v noci je v porovnaní s dennou činnosťou minimálna.

100Ah batéria uchováva približne 100 A * 12V = 1 200 W. (100W žiarovka bude z takejto batérie fungovať 12 hodín). Ak teda spotrebujete 2,4 kWh za noc. elektrina, potom musíte nainštalovať 2 batérie po 100Ah. (12V), ale tu je treba mať na pamäti, že je nežiaduce vybiť batérie o 100%, lepšie nie o viac ako 70% - 50%. Na základe toho dostaneme 2 batérie po 100 Ah. uloží 2400 * 0,7 = 1700 Wh. To platí pri vybíjaní nízkym prúdom, pri pripájaní výkonných spotrebiteľov k poklesu napätia a kapacite v skutočnosti klesá.

Ak chcete vypočítať, koľko energie je potrebné pre solárnu batériu, nižšie je uvedená tabuľka zhody (pre systém 12V):

• Solárna batéria 50W. - batéria 20-40 A.h.
• 100 W. - 50-70 A.h.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200 W. - 100 - 130 Ah
• 300 W. - 150 - 250 A.h.

Analýza výpočtov

Ak vezmeme do úvahy poveternostné podmienky a menovitý výkon batérií, môžeme dospieť k záveru, že 400 W batéria v Moskve nebude stačiť ani na podporu núdzového režimu v lete. Aj keď pre prekročenie núdzovej úrovne 80% možno považovať za prijateľnú možnosť, najmä pri prerušovanej prevádzke striedača, ale iba v prípade potreby napájania elektrickou energiou.

Systémy s nízkou spotrebou nie sú navrhnuté na nepretržité napájanie z domácnosti, a to ani v lete. Pretože energia v takýchto systémoch je rozhodujúca pre vlastnú spotrebu regulátora nabíjania a invertora. V zime nebude výkon solárneho kolektora stačiť na prevádzku všetkých elektrických spotrebičov doma, ale v lete je celkom prijateľné, že bude napájanie neprerušované.

Možnosti batérie z výpočtov napájania pre Moskvu:

• 500 W - dáva núdzové minimum 80% od mája do konca augusta;
• 600 W - polovica marca - september;
• 800 W - pri prekročení núdzovej úrovne (okrem decembra a januára) dodáva napätie od marca do septembra;
• 1 kW - poskytuje základnú spotrebu elektriny takmer na celý rok, ale v zime (december a január) nemusí energia stačiť;
• 1,2 kW - poskytuje mierny režim v júli, v marci - septembri základný režim spotreby energie. Núdzové minimum pripadá na obdobie november - január;
• 2 kW - udržuje pohodlný režim alebo sa mu blíži v období máj - august a základný od februára do augusta. Ale v dlhých, tmavých mesiacoch nemusí byť táto kapacita solárnych kolektorov dostatočná;
• 3,2 kW - poskytuje komfortný režim pre všetky dlhé dni a počas celého roka umožňuje počítať s núdzovým minimom;
• 5,3 kW - batérie s nominálnou kapacitou, ktoré umožňujú takmer neobmedzené využitie elektriny v období máj - august a celoročne v základnom režime;
• 8 kW - výkon solárnej batérie, ktorá zaisťuje celoročné využitie elektriny v miernom režime;
• 13,5 kW - celoročný komfortný režim spotreby energie.

Výkon a straty invertora

Teraz, pokiaľ ide o invertor, má tiež svoju vlastnú účinnosť, ktorá je asi 75-90%, t.j. k týmto percentám možno priradiť všetky získané hodnoty výroby a rezervy energie. Vo výsledku je lepšie vziať na batérie dvojnásobnú rezervu kapacity, Takže pri spotrebe 2400Wh za noc nainštalujte 4 batérie s kapacitou 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Výkon meniča zobrazuje menovitú záťaž, ktorú je možné k nemu pripojiť., teda počet a typ domácich spotrebičov.

Vo výsledku dostaneme solárnu elektráreň s výkonom 2,5 kW:

1. Solárne panely 4ks. 250 W každý. Generácia za mesiac 170 - 240 kWh (36 tisíc rubľov)
2. Batéria 100 Ah. 4 veci. skladom až 4800 wattov. (AGM batérie 50 tisíc rubľov.)
3. Menič 2,4 kW menovitého výkonu pripojeného zariadenia (27 tisíc)

Celkom 113 tisíc rubľov. za sadu zariadení.

Maximálna záťaž a priemerná spotreba energie

V súčasnosti si nie každý môže dovoliť inštalovať vo svojom vidieckom dome rozvodňu na solárny pohon. Napriek tomu pri plánovaní ich inštalácie musíte najskôr zistiť, aké špičkové zaťaženie by sa malo očakávať pri zapnutí domácich spotrebičov, ako aj to, aké priemerné množstvo elektriny denne spotrebujú.

Maximálna úroveň zaťaženia sa určuje na základe maximálneho výkonu všetkých elektrických spotrebičov v dome, takže pri súčasnom zapnutí viacerých z nich si systém v dome poradí so záťažou.

Na určenie priemernej dennej spotreby každého zo zariadení by sa mal jeho výkon vynásobiť prevádzkovým časom siete v danom dni. A celková spotreba energie sa zistí súčtom energie zo všetkých spotrebičov v dome.

Stanovenie metrík celkovej spotreby energie vám umožní naplánovať efektívne využitie solárnej energie generovanej solárnymi panelmi. Získané čísla navyše umožňujú vypočítať výkon solárnych panelov pre domácnosť, aby ste vedeli, ktorú batériu si budete musieť kúpiť. Kapacita batérie priamo ovplyvňuje jej náklady.

Výkon domácich spotrebičov, spotreba elektriny

Pokiaľ ide o spotrebiteľov a ich kapacitu, tu sú tí hlavní:

• LED TV - 50 - 150 W.
• Chladnička triedy A - 100-300W. (iba keď je kompresor v prevádzke)
• Laptop - 20 - 50 W
• Úsporná žiarovka - 30 W, LED 3 - 9 W.
• Nástenný kotol (elektronika + zabudované čerpadlo) - 70 - 130W.
• Router - 10-20W.
• Klimatizácia 9 - 700-900W.
• Email Čajník - 1 500 W.
• Mikrovlnná rúra - 500 - 700 W.
• Podložka - 600 - 900W.
• DVR + 4 kamery - 30-50W.

Všetky sily sú uvedené za hodinu prevádzky zariadenia, treba mať na pamäti, že väčšina zariadení pracuje na krátky čas, kanvica sa zahrieva 5 minút, chladnička sa zapína každé 2-3 hodiny na hodinu, aby sa udržalo tempo. Čerpadlo kotla funguje aj pri udržiavaní teploty chladiacej kvapaliny. Podľa tohto princípu môžete vypočítať aj ďalšie zariadenia.

Čo je súčasťou súpravy slnečnej sústavy

Na získanie prúdu nestačí kúpiť solárne panely a pripojiť ich. Solárny systém sa skladá z mnohých rovnako dôležitých technických zariadení, vďaka ktorým sa vytvára požadovaný efekt. Aby váš dom mal elektrinu ekologického pôvodu, musíte si okrem solárnych panelov kúpiť ešte 6 základných prvkov systému, a to:

• generátor;
• invertor;
• batéria;
• regulátor solárneho nabíjania;
• spotrebič 230V;
• spojovacia skrinka.

Preto skôr ako začnete s projektovaním inštalácie a umiestnenia fotovoltaického systému, musíte pochopiť, že je to oveľa nákladnejšie ako kupovať samotné solárne panely.Životnosť a účinnosť vybraných prvkov bude závisieť od počtu modulov, triedy a firmy výrobcu. Správne zvolené technické vlastnosti, spoľahlivosť zariadenia a umiestnenie solárnych panelov budú kľúčom k vysokokvalitnému výkonu a životnosti.

Výpočet počtu batérií pre domácnosť

Ak chcete vypočítať, koľko batérií potrebujete pre svoju domácnosť, musíte odhadnúť hodnoty niekoľkých kľúčových parametrov. Poďme sa pozrieť na všetko v poriadku.

Výpočet spotreby energie

Ak chcete vypočítať požadovaný počet panelov, musíte začať vytvorením zoznamu všetkých elektrických spotrebičov a ich prevádzkovej doby, berúc do úvahy výkon. Až po vypracovaní technického popisu systému môžete vypočítať celkovú potrebu domu, čo je povinný krok pre výpočet počtu solárnych panelov. V nasledujúcej tabuľke sú uvedené hodnoty jednotlivých elektrických spotrebičov, ktoré vám pomôžu vypočítať.

Ak chcete správne vypočítať náklady na elektrinu v domácnosti, v závislosti od počtu zariadení, môžete vidieť výkon každého jednotlivého zariadenia v jeho technickej dokumentácii alebo na internete na webovej stránke výrobcu.

Po vypočítaní musíte hodnoty opraviť, pretože solárna batéria zaberá 100% jednosmerný prúd, ktorý sa pomocou striedača premieňa na striedavý prúd, v dôsledku čoho sa stratí až 20% napätia . Mali by ste tiež vziať do úvahy skutočnosť, že počiatočný výkon ktoréhokoľvek elektrického zariadenia je niekoľkonásobne vyšší ako ten, ktorý je uvedený v pase, preto pri výpočte celkovej spotrebovanej elektriny musíte nechať chybu, ktorú bude striedač používať na prvých pár sekúnd po zapnutí zariadenia. Ak je v dome veľa takýchto výkonných zariadení a je ich možné zapnúť súčasne, je lepšie zabezpečiť samostatné zapnutie pre spustenie.

Stanovenie množstva energie zo slnka v konkrétnej oblasti

Množstvo energie generovanej solárnymi panelmi závisí od regiónu a slnečného žiarenia. Takéto ukazovatele nie je možné vypočítať ani merať samostatne. Z tohto dôvodu je potrebné získať údaje o hydrometeorologickej stanici alebo referenčnej knihe. Nachádza sa na internete, stačí pri hľadaní uviesť vaše mesto a definíciu slnečného žiarenia. Po zhromaždení potrebných informácií musíte na určenie množstva energie použiť nasledujúci vzorec:

Priemerné ročné slnečné žiarenie: kW * h / m2 / deň

Pretože slnko svieti v rôznych ročných obdobiach s rôznymi úrovňami žiarenia, je vhodné vypočítať jeho hodnotu na základe ukazovateľov za celý rok, to znamená použiť priemernú hodnotu, samozrejme, ak chcete použiť solárne panely po celý rok. Na základe vypočítaných údajov môžete určiť počet a výkon solárneho modulu. Zvážte napríklad hodnoty Moskvy, nábrežia Kotelnicheskaya, zemepisnej šírky 55,7.

Tieto približné ukazovatele a vyššie uvedený vzorec vám umožňujú vykonať najpresnejšie výpočty pre výber výkonu a počtu solárnych panelov, s výnimkou prípadov, keď je extrémne dlhé obdobie daždivého alebo oblačného počasia.

Výpočet počtu batérií

Na základe skôr uvedených hodnôt spotreby energie elektrických spotrebičov a úrovne slnečného žiarenia môžete určiť správne množstvo solárnych panelov na zabezpečenie elektriny pre váš domov.Vezmeme teda hodnotu žiarenia z tabuľky pre mesiac alebo obdobie, o ktoré sa zaujímate, a potom ju vydelíme číslom 1000. Výsledná hodnota sa nazýva pikohodiny, v 1000 W / m2. A solárny modul zase generuje také množstvo energie, kde Pw je výkon, E je hodnota slnečného žiarenia pre vybrané obdobie, k je koeficient rovný 0,5 v lete a 0,7 v zime:

W = k Pw E / 1000

Faktor W koriguje stratu energie nielen spotrebovanú invertorom alebo štartovaciu medzeru pri vypnutí elektrických spotrebičov, ale aj šikmý dopad lúčov, ktorý sa mení počas dňa. Vyššie uvedený vzorec a požadované množstvo energie spotrebovanej v dome (predtým vypočítané) vám umožňujú určiť celkový výkon modulu a tým pochopiť, koľko solárnych panelov musíte úplne poskytnúť. Dnes sú batérie prezentované s kapacitou 50 W a viac. Pomocou generátora je možné upraviť požadovanú hodnotu.

Je veľmi dôležité nevyberať solárne panely end-to-end podľa vypočítaného výkonu, napríklad ak je priemerná spotreba energie domu 68W, nemali by ste si kupovať jeden modul s výkonom 70W, je lepšie kúpte si dva panely s výkonom 50 W alebo čiastočne využívajte solárnu elektrinu, nie však na trvalé použitie. Ale odborníci odporúčajú, že ak ste sa už zaoberali takouto otázkou, ako je zabezpečenie domu ekologickým prúdom, je lepšie vypočítať ukazovateľ nadmerne.