Мощность солнечных батарей на квадратный метр: расчет

Мощность солнечных батарей на квадратный метр: расчет

Если принято решение установить дома солнечную электростанцию, необходимо иметь точное представление о ее устройстве. В первую очередь, надо знать, что представляют собой солнечные панели и как они работают.

Прежде всего, надо уточнить терминологию. Под названием «солнечные батареи» принято понимать весь комплекс по принятию, преобразованию и накоплению солнечной энергии. Видимые элементы, расположенные на открытых участках (крышах, специальных опорных сооружениях или просто на земной поверхности) — это солнечные панели. Она представляют собой плоскость, составленную из отдельных солнечных элементов. Каждый из них является самостоятельным приемником солнечной энергии, преобразующим ее в электричество. Для этого использован фотоэлектрический эффект, возникающий при освещении полупроводников:

Эффективность солнечных батарей напрямую зависит от размера, типа и количества отдельных элементов, составляющих данный комплект. Один элемент способен выдать определенное, довольно небольшое количество энергии. Однако, объединенные в батарею (подключенные параллельно) и выполненные в виде сплошной принимающей поверхности (панели), они могут обеспечивать энергией определенное количество потребителей. Для пользователя остается лишь выполнить расчет солнечных батарей и определить, сколько нужно приобрести панелей и дополнительного оборудования.

Советуем прочитать: правильная установка солнечных батарей на крыше дома или дачи.

Мощность инвертора и потери в нем

Теперь что касается инвертора, он тоже имеет свой КПД а это порядка 75-90%, т.е. все полученные величины выработки энергии и запаса можно относить к этим процентам. В итоге лучше брать двойной запас емкости для аккумуляторов, Так при потреблении 2400Вт.ч за ночь, устанавливать 4 АКБ емкостью 100А.ч. 100А*12В*4 = 4800Вт.ч. Мощность инвертора показывает номинальную нагрузку которую можно подключить к нему, т.е количество и тип бытовых приборов.

В Итоге получаем солнечную электростанцию на 2,5кВт:

1. Солнечные батареи 4шт. по 250Вт. Выработка в месяц 170 -240кВт.ч (36тыс.руб.)
2. АКБ по 100А.ч. 4 шт. запас до 4800 Вт. (AGM аккумуляторы 50тыс.руб.)
3. Инвертор 2,4кВт номинальная мощность подключаемого оборудования (27тыс.)

Итого 113 тыс. руб. за комплект оборудования.

Разновидности

Эффективность и производительность солнечных панелей зависят от конструкции отдельных элементов. Существует несколько разновидностей:

1. Монокристаллические. Изготавливаются из одного монокристалла, выращенного из кремния в определенных условиях. Представляют собой тонкий поперечный срез. КПД составляет 17–22 %. Это самые дорогие и качественные элементы. Внешне выглядят как черные прямоугольники со скошенными краями.
2. Поликристаллические. Разработаны для того, чтобы снизить себестоимость и конечную цену элементов. Изготавливаются из расплава кремния, состоящего из множества кристаллических образований. КПД составляет 12–18 %. Характеристики этих элементов несколько снижены, но и цена более доступная для массового покупателя. Внешне они представляют собой синие прямоугольники.
3. Аморфные элементы. Эти элементы имеют более слабые характеристики, чем моно- или поликристаллические конструкции. Однако, они намного дешевле, что позволяет получить общую мощность аморфных солнечных панелей, не уступающую более производительным конструкциям. Разница только в количестве элементов. Аморфные солнечные батареи изготавливаются из разных материалов, могут быть жесткими или гибкими. Особенностью таких панелей является способность работать в пасмурную погоду, когда освещенность низкая.

Самыми производительными панелями считаются арсенид-галлиевые, но их обычно не учитывают в общей классификации. Они слишком дорогие, поэтому для частных пользователей не доступны.

Кроме этого, существуют одно- и двухсторонние солнечные батареи, способные поглощать свет одной или обеими сторонами. Однако, пока применения двусторонним панелям не найдено, так как для использования одновременно обеих сторон требуется отражающая система. Она сложна в изготовлении и настройке, дешевле использовать большее количество обычных панелей.

Калькулятор солнечных батарей для расчета выработки электрической энергии и окупаемости

Данные по инсоляции предоставлены сервером NASA, история измерений ведется с 1984 года и является самой достоверной в мире информацией на сегодняшний день.

Стоимость солнечных батарейСрок окупаемости солнечных батарейЧистая прибыль за 20 лет

Данный калькулятор предназначен для оценки выработки электрической энергии солнечными батареями и срока их окупаемости.

Мы предоставляем и используем для расчетов данные солнечной инсоляции в любой точке земного шара. Точность местоположения составила 0,1 градус долготы и широты.

Что бы воспользоваться нашим калькулятором укажите местоположение вашей солнечной электростанции на Яндекс карте вручную или введите название населенного пункта в поле поиска.

1. Из выпадающего списка выберете модель и количество солнечных батарей которые вы планируете использовать или уже используете. Если в предложенном списке нет необходимых вам солнечных батарей, выберете «У меня другая солнечная батарея»
2. Наш калькулятор автоматически рассчитает и покажет оптимальный угол наклона ( «Оптимум» ) для максимальной усредненной выработки в год, а так же оптимальный зимний и летний угол, которые будут полезны в случае использования вами поворотного механизма или эксплуатации электростанции в определенное время года ( например только летом, в этом случае вам стоит ориентироваться именно на угол «Лето»). Если по каким то причинам вы не хотите использовать предложенные системой оптимальные углы ( к примеру вы планируете монтировать батареи на кровлю своего дома, и угол предопределяется уже имеющейся конструкцией), есть возможность задать произвольный ( необходимый вам угол ). При изменении угла, данные по выработки будут пересчитаны автоматически.
3. При выборе солнечных батарей крайне важно правильно рассчитать величину мощности энергопотребления. Для этого в калькуляторе вам предложено указать электрические приборы которыми вы будете пользоваться. Укажите их количество, мощность, а так же время работы в течении суток. Если в предложенном нами перечне нет необходимого вам прибора, вы можете воспользоваться пунктом «Другой прибор».

Например для небольшого загородного дама выбираем:

• Электролампа — 3шт х 50Вт х 6ч/сут итого 0,9кВт ч/сут,
• Телевизор — 1шт х 150Вт х 4ч/сут итого 0,6кВт ч/сут,
• Холодильник — 1шт х 200Вт х 6ч/сут итого 1,2кВт ч/сут,
• Циркуляционный насос — 1шт х 50Вт х 21ч/сут итого 1,05 кВт ч/сут.

Современные модели ЖК телевизоров потребляют 100-200Вт. Холодильник работает не постоянно. Основным потребителем энергии в нем является компрессор, который включается, если требуется холод. В среднем холодильник работает около 6 ч/сут. Циркуляционный насос используется практически круглосуточно. Все эти данные позволяют вычислить необходимую мощность для энергопитания используемых вами приборов.

В нашем случае суммарное потребление в сутки составит 3,75 кВт ч/сут.

Теперь давайте подберем необходимое количество солнечных батарей для Краснодарского края:

Мы выбираем солнечные модули, мощность которых составляет 280Вт, далее выбираем угол наклона, предложенный в качестве оптимального программой, то есть 45 градусов.

Далее нам следует выбрать необходимое количество батарей.

Дойдя до трех модулей мы увидим, что сможем перекрыть энергопотребление наших приборов в период с апреля по сентябрь. Этого будет достаточно если эксплуатация дома происходит только в этот период ( то есть летнее время ). Для круглогодичной эксплуатации дома вам потребуется минимум 6 панелей мощностью 280 Вт каждая. При этом лучше будет взять 9 штук, чтобы не испытывать дефицита в пасмурные дни.

График выработки очень удобен для визуальной оценки и выбора оптимального числа солнечных панелей. Под ним предлагается информативная сводная таблица, в которой представлены данные о выработке солнечной электростанции и планируемой нагрузке.

Не забудьте заполнить форму и получить коммерческое предложение для вашей солнечной электростанции.

Расчет солнечной электростанции при помощи нашего калькулятора является предварительным. Нужно принимать во внимание индивидуальность каждого объекта, и чтобы сформировать предложение «под ключ», учитывающее монтаж, техническое и экономическое обоснование, необходимо проконсультироваться с нашими специалистами. Сделать это можно по телефону или заказать выезд инженера к вам. По результатам разговора специалисты сделают предложение, которое будет отвечать вашим требованиям по максимуму. В комплексном предложении будет включена стоимость самой электростанции и ее профессиональный монтаж.

Чтобы мы могли сделать предварительный расчет, отправьте нам свои данные при помощи специальной формы. Если какой-либо информации будет не хватать, наши специалисты свяжутся с вами для уточнения деталей.

Состав комплекта солнечных батарей

Комплект солнечных батарей для дома представляет собой набор оборудования, где сами панели играют роль только приемника и источника энергии. Сами панели, принимая и перерабатывая свет в электрический сигнал, отдают его через контроллер заряда на аккумуляторные батареи. Они соединены с сетевым инвертором — устройством, преобразующим постоянный ток в стабильные переменные 230 В. Инвертор выдает это напряжение на потребителей, а излишки (если они есть) он может отдавать в централизованную сеть. Некоторые комплекты малой мощности работают только на снабжение собственного потребления и в сеть ничего отдать не способны. В европейских странах уже достаточно давно используется схема выдачи в сеть излишков энергии, за что владельцы частной солнечной электростанции получают определенные льготы, скидки или доплаты.

Все оборудование размещается в доме, снаружи только солнечные панели. Для частного дома этого комплекта может хватить даже без дополнительной подпитки из централизованной сети, если расчет количества солнечных батарей и дополнительного оборудования выполнен правильно. Особенностью любого комплекта является возможность увеличения его параметров путем установки дополнительных панелей и увеличения емкости аккумулятора. Поскольку производительность напрямую завязана на площадь освещенной поверхности, суммарный размер панелей определяет возможности всего комплекта.

Вычисляя параметры комплекса, необходимо делать поправку на непостоянство солнечного освещения. Например, в летнее время комплекс выдает в 10 раз меньше энергии, чем летом. Кроме того, погодные условия также вносят свои поправки. Поэтому, определить показатели солнечной электростанции можно только приблизительно, а при расчетах приходится делать большой запас. Максимальной эффективностью обладают крупные солнечные электростанции промышленного назначения, способные питать большие населенные пункты.

После закупки всего необходимо можно подумать и проекте, для которого все это использовать, к примеру, можно соорудить солнечный подогреватель воды для бассейна.

Расчёт солнечных батарей для частного дома или дачи

Если вы не знаете ваше потребление и только планируете скажем запитать дачу от солнечных батарей, то потребление считается достаточно просто. Например у вас на даче будет работать холодильник, который по паспорту потребляет 370кВт*ч в год, значит в месяц он будет потреблять всего 30.8кВт *ч энергии, а в день 1.02кВт*ч. Также свет, например лампочки у вас энергосберегающие скажем по 12 ватт каждая, их 5 штук и светят они в среднем по 5 часов в сутки. Это значит что в сутки ваш свет будет потреблять 12*5*5=300 ватт*ч энергии, а за месяц «нагорит» 9кВт*ч. Также можно почитать потребление насоса, телевизора и всего другого что у вас есть, сложить всё и получится ваше суточное потребление энергии, а там умножить на месяц и получится некая примерная цифра.

Например у вас получилось в месяц 70кВт*ч энергии, прибавляем 40% энергии, которая будет теряться в АКБ, инверторе и пр. Значит нам нужно чтобы солнечные панели вырабатывали примерно 100кВт*ч. Это значит 100:30:7=0,476кВт. Получается нужен массив батарей мощностью 0,5кВт. Но такого массива батарей будет хватать только летом, даже весной и осенью при пасмурных днях будут перебои с электричеством, поэтому надо увеличивать массив батарей в два раза.

В итоге вышеизложенного в вкратце расчёт количества солнечных батарей выглядит так:

• принять что солнечные батареи летом работают всего 7 часов с почти максимальной мощностью
• посчитать своё потребление электроэнергии в сутки
• Разделить на 7 и получится нужная мощность массива солнечных батарей
• прибавить 40% на потери в АКБ и инверторе
• прибавить ещё 20% если у вас будет PWM контроллер, если MPPT то не нужно

Пример: Потребление частного дом 300кВт*ч в месяц, разделим на 30 дней = 7кВт, разделим 10кВт на 7 часов, получится 1,42кВт. Прибавим к этой цифре 40% потерь на АКБ и в инверторе, 1,42+0,568=1988ватт. В итоге для питания частного дома в летнее время нужен массив в 2кВт. Но чтобы даже весной и осенью получать достаточно энергии лучше увеличить массив на 50%, то-есть ещё плюс 1кВт. А зимой в продолжительные пасмурные периоды использовать или бензогенератор, или установить ветрогенератор мощностью не менее 2кВт. Более конкретно можно рассчитать основываясь на данных архива погоды по региону.

Интеграция СЭС в общее электроснабжение дома и другие возможные варианты установок

Но даже если купить солнечные батареи для отопления в таком количестве хватит денег, что делать с выработкой весной, летом и осенью? Ведь генерация СЭС на 30 кВт составляет в такие месяцы 100-180 кВт*ч в сутки, тогда как для полного потребления дома в это время достаточно 25 кВт*ч.

Даже такой объем позволит снабжать энергией следующий примерный набор устройств:

Куда использовать остальные 40-100 кВт? И существует ли вариант «сброса» излишков в централизованную сеть? Рассмотрим эти вопросы подробно.

Основным недостатком солнечной станции, установленной исключительно для автономного отопления дома солнечными батареями в зимний период, является её неэффективное использование. Ведь в остальное время года, когда ежемесячная генерация намного выше, будет много излишек электроэнергии. В этом нет ничего критичного для оборудования, оно само снизит генерацию и ничего с этим делать не нужно. Вопрос в другом, куда можно потратить эту лишнюю энергию во благо?

Ситуацию могла бы исправить установка не полностью автономной, а гибридной или сетевой версии, при условии наличия стабильной центральной электросети. Но и это не панацея, ведь, при ныне действующем российском законодательстве, такие варианты не дадут быструю окупаемость.

Более того мы рассчитали станцию на 30кВт, а продавать энергию в централизованную сеть на договорных условиях для частных станций мощностью более 15 кВт запрещено, нужно будет ограничивать продажу (в настройках системы) до 15кВт. Сетевая или гибридная модификация меньшей мощности может помочь решить вопрос, но излишки пришлось бы реализовывать по оптовой цене для региона – т.е. в среднем по 2 руб. за 1 кВт*ч. Учитывая стоимость оборудования, затраченную на СЭС для отопления солнечными батареями, подобный выход (при наличии стабильной центральной сети), финансово абсолютно нецелесообразен.

Выработка энергии в пасмурную погоду

Батареи вырабатывают энергию только в светлое время суток и выдают заявленную мощность только в ясный день при попадании лучей под прямым углом.
В непогоду расчет такой: 1000 Вт умножается на синус угла лучей солнца и панели умножается на процент энергии в день без солнца. Например, угол падения лучей равен 40%, получается следующее: 1000 Вт/м2 x sin 40% x 60% = 240 Вт/м2.
В России, зачастую, солнечные панели работают при освещенности ниже 1000 Вт/м2. Дешевые модули производятся без антибликового покрытия. Как итог – значительная часть солнечных лучей отражается некачественным стеклом. Также они некачественно работают на рассеянном свете.
В разные месяцы интенсивность освещения различна, следовательно на выработку одного и того же количества энергии надо разное число панелей и аккумуляторов.
Некоторые владельцы домов устанавливают панели за стеклами дома. Это тоже ошибка. Одинарное стекло снижает кпд панели на 9%, а двойное уже на 16% — при условии, что стекла идеально чистые. Грязь на стеклах снижает прозрачность, возникают обратное отражение света – батарея работает не эффективно.
Вырабатываемая энергия зависит от количества поступающего света – напряжение растет до определенного предела. У кремниевых элементов это цифра равна 0,6. Повышение напряжения достигается за счет последовательного соединения модулей. СЭС нужен запас напряжения. Он обеспечивает заряд аккумулятора во время работы в пасмурную погоду. Максимальная мощность при нагрузке вырабатывается батареей с просадкой до 0,47 – 0,5 В. Батарея из 36 элементов при оптимальной нагрузке дает напряжение в 17 В.
Нижний предел чувствительности по освещенности есть у каждой панели. Меньше этой границы панель перестанет вырабатывать энергию. В плохую погоду мощность модулей падает в 10-20 раз. Так, у кристаллических панелей из кремния этот предел равен 150-200 Вт/м2. У тонкопленочных этот параметр ниже – 100-200 Вт/м2. Пленочные панели в пасмурную погоду работают лучше кремниевых. Однако, пороговая разница освещенности 50 Вт/м2 практически не повлияет на выработку энергии.
Чтобы мощность была достаточной – необходимо рассчитать требуемое количество батарей. Для этого потребляемая мощность делится на мощность панели. Общее потребление производится путем суммирования продолжительности работы (часов в день) всех электроприборов в доме – мощность складывается с количеством часов; Также потребление можно вычислить из квитанции за электричество: берется максимальная цифра потребления (кВт*ч) за последние месяцы и умножается на 1,5 (запас).
Увеличить экспозицию солнечных лучей можно установив панели на двухосный трекер – платформа, которая вращается за солнцем в 2-х плоскостях. Кроме того, зимой панели должны располагаться горизонтальней, чем в летний период. Летом угол наклона модулей меньше. Для каждой географической широты есть оптимальный угол наклона.
Осенью и весной выбирают угол равный широте местности. Зимой к искомому значению прибавляют 10-15 градусов, а летом вычитают 10-15 градусов. Если модули устанавливаются неподвижно– выбирают угол по широте региона проживания.
Всегда необходимо иметь запас по мощности – со временем характеристики батареи снижаются. Каждый год мощность снижается на 0,6 – 0,7 %. После 25 лет использования потеря мощности составить 20%. Впрочем, недостающую мощность можно без проблем восполнить, подключив дополнительные модули. Выбирайте солнечные модули в каталоге магазина«ИБП-Урал. Наши консультанты помогут вам правильно подобрать оборудование под конкретный запрос

Где купить

Приобрести солнечные панели можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых панелей есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Мини солнечная панель с напряжением от 2 до 12 Вольт	Гибкая солнечная панель на 100 Ватт 12 Вольт	Набор гибких солнечных панелей на 300 Ватт
Портативная солнечная панель Dokio, 18 В, 200 Вт	Светильник со встроенным питанием от солнечной панели	Поликристаллическая солнечная панель на 40 Ватт, 18 Вольт

Что необходимо учитывать при расчете солнечного генератора

Солнечный свет, как и любая другая физическая величина, имеет ряд параметров. Они должны использоваться при расчете генератора. К ним относятся:

• Уровень освещенности или мощность солнечного излучения на квадратный метр. Под ним подразумевается усредненное значение солнечного излучения. Оно измеряется в верхних слоях атмосферы Земли и расположенного перпендикулярно световым потокам. На примере Сочи эта величина равна 1365 Вт.
• Максимальная мощность излучения солнца. Это полезная световая энергия. Она достигает поверхности Земли на уровне моря на экваторе и в безоблачный день. В среднем она равна 1 кВт/м кв.
• Инсоляция – это усредненное время, в течение которого солнце освещает поверхность с максимальной интенсивностью. Обычно оно находится в пределах от 3 до 5 часов по российской территории.
• Общая энергия излучения – величина, измеряемая за день облучения поверхности. Она определяется как произведение 1 кВтч и количества инсоляционных часов.
• Мощность солнечной энергии – величина энергии, рассчитанная за сутки (24 часа). Этот показатель рассчитывается как соотношение общей энергии за день к 24 часам.

Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей

Примерно так выглядит солнечная электростанция внутри дома

Ещё один пример установленных аккумуляторов и универсального контроллера для солнечных батарей

Самый минимальный запас ёмкости аккумуляторов, который просто необходим должен быть такой чтобы пережить тёмное время суток. Например если у вас с вечера и до утра потребляется 3кВт*ч энергии, то в аккумуляторах должен быть такой запас энергии.

Если аккумулятор 12 вольт 200 Ач, то энергии в нём поместиться 12*200=2400 ватт (2,4кВт). Но аккумуляторы нельзя разряжать на 100%. Специализированные АКБ можно разряжать максимум до 70%, если больше то они быстро деградируют. Если вы устанавливаете обычные автомобильные АКБ, то их можно разряжать максимум на 50%. По-этому, нужно ставить аккумуляторов в два раза больше чем требуется, иначе их придётся менять каждый год или даже раньше.

Оптимальный запас еъёмкости АКБ это суточный запас энергии в аккумуляторах. Например если у вас суточное потребление 10кВт*ч, то рабочая ёмкость АКБ должна быть именно такой. Тогда вы без проблем сможете переживать 1-2 пасмурных дня, без перебоев. При этом в обычные дни в течение суток аккумуляторы будут разряжаться всего на 20-30%, и это продлит их недолгую жизнь.

Ещё одна немаловажная делать это КПД свинцово-кислотных аккумуляторов, который равен примерно 80%. То-есть аккумулятор при полном заряде берёт на 20% больше энергии чем потом сможет отдать. КПД зависит от тока заряда и разряда, и чем больше токи заряда и разряда тем ниже КПД. Например если у вас аккумулятор на 200Ач, и вы через инвертор подключаете электрический чайник на 2кВт, то напряжение на АКБ резко упадёт, так-как ток разряда АКБ будет около 250Ампер, и КПД отдачи энергии упадёт до 40-50%. Также если заряжать АКБ большим током, то КПД будет резко снижаться.

Также инвертор (преобразователь энергии 12/24/48 в 220в) имеет КПД 70-80%.
Учитывая потери полученной от солнечных батарей энергии в аккумуляторах, и на преобразовании постоянного напряжения в переменное 220в, общие потери составят порядка 40%. Это значит что запас ёмкости аккумуляторов нужно увеличивать на 40%, и так-же увеличивать массив солнечных батарей на 40%, чтобы компенсировать эти потери.

Но и это ещё не все потери. Существует два типа контроллеров заряда аккумуляторов от солнечных батарей, и без них не обойтись. PWM(ШИМ) контроллеры более простые и дешёвые, они не могут трансформировать энергию, и потому солнечные панели не могут отдать а АКБ всю свою мощность, максимум 80% от паспортной мощности. А вот MPPT контроллеры отслеживают точку максимальной мощности и преобразуют энергию снижая напряжение и увеличивая ток зарядки, в итоге увеличивают отдачу солнечных батарей до 99%. Поэтому если вы ставите более дешёвый PWM контроллер, то увеличивайте массив солнечных батарей ещё на 20%.

Порядок расчета

Чтобы рассчитать необходимую мощность батареи, которая покроет ваши затраты электроэнергии, нужно провести ряд действий, основанных на точных расчетах.

Определение потребляемой энергии

Начинать надо в первую очередь с расчета необходимой энергии для обеспечения вашего дома. Сделать это можно двумя способами: первый – посмотреть на счетчике, сколько электроэнергии вы расходуете за месяц или в сутки, а второй – сделать более детальный расчет. Чтобы произвести второй вариант расчета, нужно взять бумагу с ручкой и составить список всех электроприборов, которые имеются у вас в доме. Количество потребляемой энергии каждым устройством нужно умножить на количество часов работы, а после все полученные показатели сложить и получить общий расход, который должны покрывать солнечные батареи.

Ниже приведены приблизительные значения самых часто используемых электроприборов в любом доме.

Если вы не знаете потребление электроэнергии того или иного прибора, то для точности расчетов лучше посмотреть это значение в технической документации или на сайте производителя.

Просуммировав последнюю колонку в таблице, вы сможете посчитать суточный расход электроэнергии. Однако здесь не все так просто. Это не будет конечная цифра для выбора мощности солнечной батареи и их количества. Дополнительно нужно будет прибавить около 30% потребляемой энергии на обслуживание обязательных устройств для работы солнечной системы – аккумулятора и инвертора. Кроме того, солнечными батареями генерируется постоянный ток, который впоследствии при помощи инвертора перерабатывается на переменный с повышением напряжения для обслуживания дома (220В), где еще теряется около 20%. И еще нужно прибавить около 10%, которые пойдут на пусковую мощность электроприборов. Так как при запуске техника первые несколько минут потребляет в 3, а то и в 5 раз больше заявленной энергии.

Уровень инсоляции

Суть солнечных батарей заключается в выработке энергии за счет воздействия лучей солнца на фотоэлементы со специальным составом. Чем больше солнечная радиация, тем выше производительность панелей. Максимальная эффективность зафиксирована при попадании лучей на поверхность пластин под углом 90 градусов, то есть перпендикулярно. Соответственно ночью энергия не вырабатывается, а используется та, которая накопилась в аккумуляторе за дневное время. Поэтому очень важно правильно установить солнечную панель и рассчитать ее работоспособность в зависимости от климата того или иного региона.

Во время пасмурной погоды, а также захода солнца, уровень выработки энергии солнечной системы падает на 20-30%.

Уровень солнечной инсоляции – это еще один немаловажный показатель, который необходимо учитывать при определении мощности солнечной батареи. В каждом регионе он разный и дает четкое понятие, сколько количества солнечного тепла приходится на единицу площади панели. Если вы проживаете в регионе с небольшим уровнем инсоляции, тогда вам нужно будет приобретать либо более мощное устройство, либо в большем количестве для полного обеспечения дома электроэнергией. Рассчитывать самостоятельно показатель инсоляции не нужно. Его значение представлено в специальных справочниках, которые можно найти без проблем в интернете. Подобная информация также представлена на метеорологических сайтах. Указанная информация может быть представлена как за год, так и отдельно по месяцам (для крупных городов).

Выбор мощности панелей

В зависимости от рассчитанного количества потребляемой энергии количество солнечных батарей может быть разным. Также следует учитывать, какие задачи возложены на батарею – полная продуктивность или использование ее в качестве дополнительного источника питания, если в вашем доме часто бывают перебои. Если вы хотите покрыть все электрорасходы в доме, тогда придется хорошо потратиться и приобретать устройства с высокой мощностью и продуктивностью.

Мощность панели напрямую будет зависеть от количества потребляемой энергии как электроприборами в доме, так и техническими устройствами, которые являются обязательными для работы солнечной станции. Здесь нельзя не учесть и количество солнечных дней в месяце, уровень инсоляции, частоту смены угла наклона. Максимальная производительность панели наблюдается не более 7 часов в сутки и то при условии, что небо чистое, а ночью и вовсе не будет никакой выработки, соответственно, при соотнесении расходуемой энергии с мощностью батареи нельзя приравнивать эти два показателя. Мощность должна быть на 30-40% больше.

Для примера можно взять батарею с указанной мощностью в 1кВт. Это значение нужно умножить на количество часов работы панели с максимальной производительностью, приплюсовать дополнительные расходы на снабжение инвертора и аккумулятора, а также то время в сутках, когда солнечный свет отсутствует. В результате вы сможете получить выработку одной батареи. Если показатель слишком маленький, тогда нужно присмотреться к батареям с более высокой мощностью, однако и цена их будет выше.

Расчет мощности солнечных батарей

Расчет количества панелей

Итак, мы определились, что мощность панелей измеряется в Вт. Чтобы произвести расчет, нам понадобятся все ранее полученные значения, а именно:

• Количество потребляемой электроэнергии.
• Уровень инсоляции в вашем регионе.
• Мощность одной батареи.

Формула для расчета выглядит следующим образом:

W = k*Pw*E/1000, где

к – фиксированное значение/коэффициент 0,5 в летний период и 0,7 в зимний.

Е – значение инсоляции за выбранный период.

Итак, представим, что вы просчитали суточное потребление энергии, которое равно 5600 Вт. Скорректируем это значение на 30% с учетом потребностей инвертора, аккумулятора и преобразования энергии. В результате получается 5600*1,3=7280Вт, можно округлить до 7300 Вт. Теперь посмотрим показатель солнечной радиации для конкретного города, например, он равняется 0,79 для зимы и 4,5 для лета. Стандартная мощность составляет 260Вт.

W зимой = 0,7*260*0,79=143Втч.

W летом = 0,5*260*4,5=585Втч.

Теперь делим общую потребность в электроэнергии на выработку солнечной батареи. Зимой, чтобы обеспечить весь дом электричеством, понадобится примерно 51 панель, а летом 13 штук мощностью в 260Вт и напряжением 24В. Так как полученное значение достаточно велико и для размещения 50 панелей понадобится большая площадь, целесообразнее купить панели с более высоким напряжением и мощностью.

Стоимость солнечных батарей и аккумуляторов

Цены панелей и аккумуляторов имеют широкий диапазон, обусловленный множеством вариантов конструкции, мощности и прочих параметров. Однако, рассчитывать расходы следует только по расчетному составу солнечной электростанции, включающему в себя вполне определенные виды оборудования.

Внимание! Приобретение аппаратуры по отдельности нецелесообразно, поскольку в результате можно получить разнородное оборудование, не способное работать в связке. Правильнее приобретать готовые комплексы, составленные из полностью совместимого оборудования.

Начальная стоимость станции составляет 5 тыс. руб. и увеличивается пропорционально мощности, емкости АКБ и прочим возможностям комплекса. Верхнего предела практически не существует, так как количество солнечных панелей может быть бесконечно.

Особенности используемых в формуле показателей

Величина солнечной энергии, падающей на крышу и стены дома в определенном регионе, может измеряться для разных промежутков времени. Метеорологи рассчитывают годовую, месячную и дневную солнечную радиацию, приходящуюся на 1 кв. м. Если этот показатель годовой, то его единицей измерения является кВт*ч/(м²*год). Вместо слова «год» могут быть слова «месяц» и «день». Например, показатель 5 кВт*ч/(м²*день) означает, что за 1 день на 1 кв. м. падает 5 кВт солнечной энергии.

В вышеуказанную формулу можно подставлять любой показатель. Если подставляется годовая солнечная энергия, то результатом расчета будет такое количество электроэнергии, сколько панель производит за 1 год. Так же с показателями других промежутков времени. Наиболее целесообразно высчитывать месячную выработку электрической энергии. Интенсивность освещения в каждом месяце различна, и для выработки, например, 10 кВт электричества, надо использовать разное количество панелей, а также подключать соответствующее число аккумуляторов.

Выражение включает в себя 2 показателя, но его следует рассматривать, как один. Это потому, что он показывает производительность панели. Более правильно было бы использовать выражение , где S является площадью светочувствительных пластин в кв. м. Оно позволяет определить КПД солнечных батарей, а точнее, какую часть света может превратить 1 кв. метр панели в электрическую энергию.

Например, есть немецкая монокристаллическая панель SolarWorld 2015. Она имеет площадь 1,995 кв. метр и мощность 320 Вт. Ее КПД составляет 320 / (1 000 * 1,995) * 100 = 16,04%. Для применения в формуле выражение на 100 умножать не надо. В ней следует использовать число 0,1604.

Второе выражение не используют потому, что результатом будет мощность 1 кв. метра панели. Батарея редко имеет такую площадь. Этот ее показатель значительно больше. Например, вышеупомянутое изделие имеет площадь 1,995 м². В итоге, конечный рассчитанный по формуле результат нужно было бы умножать на площадь. Получилось бы так, что в числителе и знаменателе выражения будет S. А если S делить на S выйдет 1.

Читайте также: Как работают солнечные батареи

Ко берут из специальной таблицы, в которой разной величине угла наклона и угла отклонения от южного направления соответствует определенный коэффициент. Такую таблицу могут предоставить производители.

От чего зависит мощность солнечный батарей

Конструкция гелиобатареи — не единственный фактор, определяющий эксплуатационные показатели комплекса. В процесс вмешиваются внешние факторы, которые уменьшают возможности комплекса. Они воздействуют на работу оборудования поодиночке и сообща, снижая эффективность и уменьшая показатели гелиостанции.

Мощность солнечной батареи — это количество электроэнергии, которое она способна выдать в единицу времени. Это величина конечная, то есть рассчитанная по максимальному значению и имеющая определенный предел. Известно, что солнечная постоянная — 1 кВт на 1 м². Эта величина измерена в определенных условиях, обозначает количество энергии, падающее на земную поверхность в солнечный день при температуре 25° и постоянно вертикальном падении на поверхность. На практике получение полного расчетного объема энергии невозможно.

КПД солнечных панелей ограничен и не превышает 24 %, поэтому максимальной мощностью, полученной от 1 м² принимающей поверхности может быть 0.24 кВт. Это в идеальных условиях и с постоянной коррекцией положения поверхности относительно Солнца. На практике таких условий не бывает. В ситуацию вмешиваются погодные, климатические и сезонные условия. Возможны целые пасмурные недели, длительность светового дня в летний и зимний период существенно отличается.

Кроме этого, температура также влияет на способность солнечных элементов производить энергию — ее выработка значительно падает, как только температура поднимается выше +25°. Это означает, что в ясный летний день, когда мощность солнечных батарей на каждый квадратный метр должна быть максимальной, получить ожидаемый результат не удастся из-за сильного нагрева фотоэлементов. Поэтому, производя расчет солнечной электростанции, надо делать поправки на сезонные условия, длительность дня и прочие природные факторы.

Следующий фактор, который необходимо учесть при выполнении расчета — деградация гелиопанелей. Этот показатель у разных моделей отличается, есть образцы, сохраняющие до 90 % рабочих качеств даже через 20–25 лет эксплуатации. однако, у большинства панелей деградация происходит равномерно и пропорциональна длительности использования.

Кроме этого, расчет количества солнечных панелей необходимо делать с учетом потерь на дополнительном оборудовании — инвертор имеет КПД около 92–96 (и это одна из лучших моделей). Кроме этого, неизбежны потери на АКБ и контроллере, которые достигают 40 % и также снижают общие параметры комплекса. Сами приборы расходуют энергию на питание собственных плат. Поэтому, полный и точный расчет солнечных панелей — задача крайне сложная, требующая экспериментального подтверждения.

Статистика выработки солнечной энергии с двух 100-ваттных солнечных панелей ⁠ ⁠

Пришло время рассказать о том, насколько эффективна солнечная энергетика в Московской области. Целый год я собирал статистику выработки солнечной энергии с двух 100-ваттных солнечных панелей, установленных на крыше загородного дома и подключенных в сеть с использованием грид инвертора.

Сейчас вы узнаете то, о чем никогда не расскажут продавцы солнечных панелей.

Ровно год назад, в октябре 2015 года, в качестве эксперимента я решил записаться в ряды «зеленых», спасающих нашу планету от преждевременной гибели, и приобрел солнечные панели максимальной мощностью 200 ватт и грид-инвертор рассчитанный максимум на 300 (500) ватт вырабатываемой мощности. На фотографии вы можете увидеть структуру поликристаллической 200-ваттной панели, но через пару дней после покупки стало ясно, что в одиночной конфигурации у неё слишком низкое напряжение, недостаточное для правильной работы моего грид-инвертора.

Поэтому мне пришлось её поменять на две 100-ваттных монокристаллических панели. Теоретически они должны быть немного эффективнее, по факту же они просто дороже. Это панели высокого качества, российского бренда Sunways. За две панели я заплатил 14 800 рублей.

Вторая статья расходов — грид-инвертор китайского производства. Производитель никак себя не обозначил, но устройство сделано качественно, а вскрытие показало, что внутренние компоненты рассчитаны на мощность до 500 ватт (вместо 300, написанных на корпусе). Стоит такой грид всего 5 000 рублей. Грид — это гениальное устройство. С одной стороны к нему подключается + и — от солнечных панелей, а с другой стороны он с помощью обычной электрической вилки подключается совершенно в любую электрическую розетку в вашем доме. В процессе работы грид подстраивается под частоту в сети и начинает «выкачивать» переменный ток (сконвертированный из постоянного) в вашу домашную сеть 220 вольт.

Грид работает только при наличии напряжения в сети и его нельзя рассматривать как резервный источник питания. Это его единственный минус. А колоссальным плюсом грид инвертора является то, что вам в принципе не нужны аккумуляторы. Ведь именно аккумуляторы являются самым слабым звеном в альтернативной энергетике. Если та же солнечная панель гарантированно отработает более 25 лет (то есть через 25 лет она потеряет примерно 20% своей производительности), то срок службы обыкновенного свинцового аккумулятора в аналогичных условиях составит 3-4 года. Гелевые и AGM аккумуляторы прослужат дольше, до 10 лет, но они и стоят в 5 раз дороже обычных аккумуляторов.

Поскольку у меня есть сетевое электричество, то мне никакие аккумуляторы не нужны. Если же делать систему автономной, то нужно добавить к бюджету еще 15-20 тысяч рублей на аккумулятор и контроллер к нему.

Теперь, что касается выработки электроэнергии. Вся энергия вырабатываемая солнечными панелями в реальном времени попадает в сеть. Если в доме есть потребители этой энергии, то она вся будет израсходована, а счетчик на вводе в дом «крутиться» не будет. Если же моментальная выработка электроэнергии превысит потребляемую в данный момент, то вся энергия будет передана обратно в сеть. То есть счетчик будет «крутиться» в обратную сторону. Но тут есть нюансы.

Во-первых, многие современные электронные счетчики считают проходящий через них ток без учета его направления (то есть вы будете платить за отдаваемую обратно в сеть электроэнергию). А во-вторых, российское законодательство не разрешает частным лицам продавать электроэнергию. Такое разрешено в Европе и именно поэтому там каждый второй дом обвешан солнечными панелями, что в совокупности с высокими сетевыми тарифами позволяет действительно экономить.

Что делать в России? Не ставить солнечные панели, которые могут выработать энергии больше, чем текущее дневное энергопотребление в доме. Именно по этой причине у меня всего две панели суммарной мощностью 200 ватт, которые с учетом потерь инвертора могут отдать в сеть примерно 160-170 ватт. А мой дом стабильно круглосуточно потребляет примерно 130-150 ватт в час. То есть вся выработанная солнечными панелями энергия будет гарантированно потреблена внутри дома.

Для контроля вырабатываемой и потребляемой энергии я пользуюсь Smappee. У него два трансформатора тока, которые позволяют вести учет как сетевой, так и вырабатываемой солнечными панелями электроэнергии.

Начнём с теории, и перейдем к практике.

Это данные для идеальных погодных условий и без учета потерь на конвертацию постоянного тока в переменный (вы же не собираетесь переделывать электроснабжение своего домохозяйства на постоянное напряжение?). В реальности полученную цифру можно смело делить на два.

Сравниваем с реальными данными по выработке за год:

2015 год — 5,84 квтч

Октябрь — 2,96 квтч (с 10 октября)

Ноябрь — 1,5 квтч

Декабрь — 1,38 квтч

2016 год — 111,7 квтч

Январь — 0,75 квтч

Февраль — 5,28 квтч

Апрель — 14 квтч

Август — 17,53 квтч

Сентябрь — 7,52 квтч

Октябрь — 1,81 квтч (до 10 октября)

Всего: 117,5 квтч

Вот график выработки и потребления электроэнергии в загородном доме за последние 6 месяцев (апрель-октябрь 2016 года). Именно за апрель-август солнечными панелями была выработана львиная доля (более 70%) электрической энергии. В остальные месяцы года выработка была невозможна по большей части из-за облачности и снега. Ну и не забываем, что КПД грида по конвертации постоянного тока в переменный примерно 60-65%.

Солнечные панели установлены практически в идеальных условиях. Направление строго на юг, поблизости нет высоких домов отбрасывающих тень, угол установки относительно горизонта — ровно 45 градусов. Этот угол даст максимальную среднегодовую выработку электроэнергии. Конечно можно было купить поворотный механизм с электроприводом и функцией слежения за солнцем, но это бы увеличило бюджет всей установки практически в 2 раза, тем самым отодвинув срок её окупаемости в бесконечность.

По выработке солнечной энергии в солнечные дни у меня нет никаких вопросов. Она полностью соответствует расчетным. И даже снижение выработки зимой, когда солнце не поднимается высоко над горизонтом не было бы настолько критично, если бы не. облачность. Именно облачность является главным врагом фотовольтаики. Вот вам почасовая выработка за два дня: 5 и 6 октября 2016 года. Пятого октября светило солнце, а 6 октября небо затянули свинцовые тучи. Солнце, ау! Ты где спряталось?

Зимой есть еще одна небольшая проблема — снег. Решить её можно только одним способом, установить панели практически вертикально. Либо каждый день вручную очищать их от снега. Но снег это ерунда, главное чтобы светило солнце. Пусть даже низко над горизонтом.

Итак, подсчитаем расходы:

Грид инвертор (300-500 ватт) — 5 000 рублей

Монокристаллическая солнечная панель (Grade A — высшего качества) 2 шт по 100 ватт — 14 800 рублей

Провода для подключения солнечных панелей (сечением 6 мм2) — 700 рублей

Итого: 20 500 рублей.

За прошедший отчетный период было выработано 117,5 квтч, по текущему дневному тарифу (5,53 руб/квтч) это составит 650 рублей.

Если предположить, что стоимость сетевых тарифов не изменится (на самом деле они изменяются в большую сторону 2 раза в год), то свои вложения в альтернативную энергетику я смогу вернуть только через 32 года!

А уж если добавить аккумуляторы, то вся эта система никогда себя не окупит. Поэтому солнечная энергетика при наличии сетевого электричества может быть выгодна только в одном случае — когда у нас электроэнергия будет стоить как в Европе. Вот будет стоить 1 квтч сетевого электричества более 25 рублей, вот тогда солнечные панели будут очень выгодны.

Пока же использовать солнечные панели выгодно только там, где нет сетевого электричества, а его проведение стоит слишком дорого. Предположим, что у вас его загородный дом, расположенный в 3-5 км от ближайшей электрической линии. Причем она высоковольтная (то есть потребуется установка трансформатора), а у вас нет соседей (не с кем разделить расходы). То есть за подключение к сети вам придется заплатить условно 500 000 рублей, а после этого еще и платить по сетевым тарифам. Вот в этом случае вам будет выгоднее купить на эту сумму солнечные панели, контроллер и аккумуляторы — ведь после ввода системы в эксплуатацию вам уже больше платить не нужно будет.

А пока стоит рассматривать фотовольтаику исключительно, как хобби.

6 лет назад
Чуть больше сотни киловатт в год? О_о
раскрыть ветку (0)
6 лет назад

а как насчет ветряного генератора?

раскрыть ветку (0)
6 лет назад

только настойчивое желание быть независимым от поставщика энергии может заставить человека устанавливать себе такую систему. опять же никто не будет строить дом в месте, где нет возможности подключиться к электросети( не будем рассматривать людей, владеющих собственными островами, строящими себе замки и дворцы — они могут позволить себе собственную электростанцию). но сама идея автономного жилья, не зависимого от чего либо: тарифы, обрывы на линии, аварии на тэс, весьма заманчива, жаль дорого. правда, получив развитие и нарастив производство, заводы могли бы снизить цены на такое оборудование.

раскрыть ветку (0)
6 лет назад

Сохраню этот пост и буду всякий раз тыкать разным умникам, показывающим на Европу и США, мол, смотрите как нужно солнечные станции развивать.

раскрыть ветку (0)
6 лет назад

Просто для сравнения. Что выгодно на экваторе, то бесполезно под Питером.

раскрыть ветку (0)
Похожие посты
6 дней назад

Китайская зеленая генерация приближается к тераваттному масштабу⁠ ⁠

Китай все чаще стал публиковать свою статистику по вводу мощностей возобновляемой генерации. Национальное управление энергетики Китая (NEA) разместило у себя на сайте статистические данные по национальной электроэнергетики страны.

За первый квартал страна вела в строй 33,66 ГВт солнечных электростанций, для сравнения Европа за весь предшествующий год ввела в строй только 41,4 ГВт. Установленная мощность солнечной генерации достигла 430 ГВт прирост составил 33,7%

Ветрогенерация за этот период выросла на 10,4 ГВт для сравнения Европа ввела в строй за весь 2022 год только 19 ГВт. Мощность ветрогенерации достигла 380 ГВт, рост составил 11,7% а совокупная мощность ветровой и солнечной генерации достигла колоссальных 810 ГВт. Для сравнения вся установленная генерирующая мощность России 245 ГВт, США 1 143 ГВт.

Электростанций на ископаемом топливе было введено в строй 8,05 ГВт при этом время работы тепловых электростанций в сравнении с прошлым годом снизилось на 18 часов. А ВИЭ наоборот выросло — ветра на 61 час, солнечной на 3 часа. (КИУМ в Китае измеряется в часах).

Напомню в этом году Китай построит 160 ГВт мощностей зеленой генерации, из которых порядка 120 будут солнечной генерацией. С такими темпами страна уже в следующем году достигнет тераваттного масштаба зеленой генерации. Напомню ранее Аналитики банковского гиганта Goldman Sachs подготовили доклад о равитии возобновляемой энергетики в Китае.Согласно прогнозу, Китай многократно превысит свою запланированую цель и к 2030 году достигнет рекордных 3,3 ТВт.

Китай резко форсировал ввод новых мощностей зеленой генерации до максимальных значений, с большой долей вероятности страна превзойдет заявленные 120 ГВт солнечной генерации и достигнет отметки в 140 ГВт. Такие объемы увеличат еще больше производство солнечных панелей а масштабирование как известно ведет к снижению цены. В итоге от инициативы Китая все только выиграют, помимо снижения цен на солнечные панели, новые мощности будут снижать цены и на ископаемое топливо и в первую очередь на уголь. Газ практически не используется в электрогенерации страны, к тому же добыча внутри страны растет быстрыми темпами.

Ставте лайки оставляйте коментарии

Ваша подписка — необходимая поддержка каналу!

Показать полностью 5
16 дней назад

Стартап из Норвегии решил проблему снега на солнечных панелях для стран северной Европы⁠ ⁠

Норвежский стартап Over Easy совместно с Норвежским институтом энергетических технологий (IFE), провел эксперимент по оценке эффективности работы вертикальной двухсторонней солнечной электростанции.

Эксперимент привел к неожиданные результатам, выработка энергии вертикальными солнечными панелями оказалась на 30% выше традиционных СЭС. В 2022 году вертикальная фотоэлектрическая система вырабатывала 1070 КВтч на каждый установленный киловатт.

Повысить эффективность помогли не только расположенные вертикально солнечные панели, которые являются двух сторонними, но и дополнительный отраженный свет от снега.

Напомню, что в холодном климате при ярком солнце панели работают эффективнее. Новинкой заинтересовались инвесторы из Китая и Испании.

Показать полностью 2
2 месяца назад

Эксперты предрекают проблемы с утилизацией солнечных панелей⁠ ⁠

Срок службы солнечных панелей около 30 лет. Согласно прогнозам, к 2030 году нужно будет утилизировать 8 миллионов метрических тонн панелей. На сегодняшний день нет эффективных способов их переработки и утилизации.

Поддержать
2 месяца назад

Перегорание предохранителей ТН в автономной системе⁠ ⁠

Исходные условия:
— Электростанция на 4 машины по 12 МВт. Генераторы выдают 10 кВ, потом повышение до 35 кВ (две двухцепные линии до потребителей);
— Сеть с изолированной нейтралью;
— Характер нагрузки — активный. Коэффициент нагрузки 0,99;
— Феррорезонанс не наш случай. ОЗЗ отсутствуют, небаланс в треугольнике только при коммутациях;
— Предохранители — китайские XRNP6 40,6KV 0,3A. Они, как оказалось не образуют разрыв при перегорании, а происходит необратимое увеличение сопротивления. Вероятно это происходит из-за спиральной намотки нити, а при перегорании слабого места образуется искровой разряд (фиксировался сильный нагрев при замене предохранителей);
— Трансформаторы напряжения ЗНОЛП-35, о производителе умолчу. В нейтрале резисторов нет, в треугольнике установлен варистор.

Как фиксировалось перегорание предохранителей.
Один из генераторов начал входить в сеть при синхронизации с повышенным напряжением. Показания на терминале РЗА показывали снижение напряжения одной из фаз на 5 % относительно остальных. Вытащили предохранители, сопротивление перегоревшего 50 кОм, остальных 16 Ом. Дальше так фиксировали перегорание, по снижению напряжения отдельных фаз. За лето перегорело около 12 шт.

В чем причина?
В нормальных условия ток в первичной обмотки ТН составляет несколько десятков мА. Увеличение тока нагрузки, в том числе и короткое замыкание на выводах вторичных обмоток ТН, не вызовет перегорание предохранителя в первичной обмотке (был опыт КЗ на выводах ТН, литой корпус треснул, а предохранители целые и невредимые).
При феррорезонансе происходит насыщение магнитопровода ТН и снижение индуктивного сопротивления, в результате растет ток в первичной обмотке ТН. Тут происходит вывод ТН из режима с помощью вспомогательных устройств (варистор в цепи треугольника) или перегорание предохранителей. Феррорезонанс фиксируется по напряжению на треугольнике, которое превышает 120 В вторичных. Это не наш случай, т.к. напряжение на треугольнике в лучшем случае составляло 20 В вторичных, что мало даже для переходного ОЗЗ.

Итого имеем:
— ток в первичной обмотке ТН, как при феррорезонансе;
— феррорезонанса в сети нет.

Что же показали осциллограммы?
Ниже показаны осциллограммы при отключении ВЛ 35 кВ.

А вот и гармонический анализ.

Как видно из осциллограмм, в сети при отключении ВЛ 35 кВ возникает постоянная составляющая напряжения. Из-за чего она появилась, разберемся чуть позже. Сейчас посмотрим, что происходит с ТН при напряжении постоянного тока.
Основное сопротивление первичной обмотки ТН является индуктивным, а вот активное сопротивление обмотки всего 3,9 кОм для ЗНОЛП-35. Для постоянного тока сопротивление ТН имеет только активную составляющую, поэтому при коммутации ВЛ 35 кВ ток протекающий по первичной обмотке ТН превышает 2х кратный номинальный ток предохранителя.

Примечание: Трансформатор не трансформирует постоянный ток из одной обмотки в другую, но трансформирует изменение постоянного тока. Положительная волна — это увеличение напряжения постоянного тока в сети, а отрицательная волна — это снижение напряжения постоянного тока. Поэтому фактическое значение напряжения постоянного тока в сети 35 кВ при коммутациях может быть, как больше, так и меньше. Длительность протекания постоянного тока является суммой всех волн на осциллограмме.

Откуда постоянное напряжение в сети 35 кВ?
У переменного тока есть частота и напряжение. Частота регулируется топливными регуляторами на первичном двигателе, а напряжение током возбуждения. При дефиците активной мощности в системе происходит снижение частоты, при избытке — увеличение. Так же и с реактивной мощностью, если ее избыток, то напряжение в узле повышается (например при подключении статических компенсаторов).
Если в системе 10 МВт, то дефицит в 100 кВт не вызовет значительного снижения частоты, а вот дефицит в 1 МВт может снизить частоту и до 45 Гц, но тут зависит от регулирующего эффекта нагрузки. С частотой пример более показателен, чем с напряжением, но у напряжения есть особенность.
Система имеет определенную емкость, а напряжение на емкости не может изменяться скачком, поэтому при значительной просадке или скачке реактивной мощности в системе, происходит появление апериодической составляющей. Величина этой составляющей зависит от величины просадки/скачка относительно общей мощности системы.

В исходных данных написано, что коэффициент нагрузки около 1, суммарная потребляемая реактивная мощность в системе около 800 кВАр летом, 2500 кВАр зимой (зимой предохранители и не перегорали). В нашем случае ВЛ 35 кВ является большим распределенным конденсатором с зарядной мощностью 200-400 кВАр, поэтому при отключении ВЛ дефицит в системе составляет до 50 %, что вызывает появление апериодической составляющей большой величины, которая вызывает перегорание предохранителей.

Решение проблемы.
Завод-изготовитель ссылается на то, что на электростанциях ЗНОЛПы плохо работают из-за содержания гармоник в сети и предлагают купить НАЛИ с предохранителями в 1 А.
Владелец оборудования хочет просто увеличить номинал предохранителя на ЗНОЛП.
Я вижу решение в установке резисторов в нейтраль группы ТН для ограничения протекающих токов. На линейные напряжения это не окажет никакого влияния (счетчики, пуски по напряжению, дистанционная защита), но для треугольника изменится коэффициент трансформации.

Примечание.
Все вышесказанное является моим мнением. В подтверждение выступает перегорание предохранителя на ТН при многократной коммутации ВЛ 35 кВ (зарядная мощность линии 350 кВАр), когда искали связь между коммутациями и перегораниями предохранителей.

Показать полностью 3
3 месяца назад

Жалоба на обогреватели летом⁠ ⁠

В продолжение к своему посту для тех, кто написал под ним, что так в жизни не бывает.

В 2018 я отправил жалобу генеральному директору РЖД (через форму на их главном сайте), что на выходе с подземки по указанному адресу постоянно работают инфракрасные обогреватели, хотя стоит жара. Да и дверей на входе даже нет.

Перед этим пытался поговорить с сотрудницей станции. Она ответила мне, что подрядчик сделал всё таким образом, что инфракрасники невозможно отключить, просто нигде даже нет никакого выключателя от них.

Через полтора месяца мне на почту пришло такое письмо о том, что они всё исправили:

Кстати, прикольно, что «с уважением» они дописывают отдельно))

Показать полностью 2
Поддержать
4 месяца назад

Что ОВБ берет с собой⁠ ⁠

4 месяца назад

Мэр Саянска против повышения тарифов на электроэнергию⁠ ⁠

Мэр Саянска назвал дифференцированные тарифы на электроэнергию обыкновенным надувательством, упомянув при этом открытые интересы олигархов. Вспомним Зюзина и его Мечел, Русал с Дерипаской. Красавчик! Суть в том, что людей ограничивают киловаттами, до 400 3 рубля, выше до 650 киловатт — 5 рублей, свыше 650 киловатт — 6 рублей.

4 месяца назад

Где солнечные батареи с 40% эффективностью?⁠ ⁠

Некоторое время назад увидел новость о создании солнечных батарей с сорокапроцентной эффективностью. И это была крутая новость! Ведь те панели, что давно находятся в продаже имеют эффективность 15-20%, а то и меньше.

И я принялся ждать когда же высокоэффективные элементы появятся в продаже

Время шло, а новинок все не было. И вот, в один прекрасный день в моей душе произошел БУНД! И я отправился искать что же это за чудесные элементы и где они вообще.

И ведь нашел! Данные батареи называются «фотоэлементы с несколькими переходами» и используются они в системах под названием CPV, что расшифровывается как «концентрированная фотовольтаика». Как можно догадаться из названия, в таких системах используется концентрация солнечного излучения посредством линз и зеркал.

Панель с многочисленными линзами Френеля и многослойными фотоэлементами (маленькие блестящие точки в центре коричневых квадратов).

С традиционными однослойными кристаллическими кремневыми панелями такой фокус не пройдет: даже если сфокусировать на них свет, то они просто начнут перегреваться и их эффективность упадет, не приспособлены они под такое мероприятие.

А тем временем солнечные электростанции на CPV системах активно строятся примерно с середины 2010-ых годов.

CPV панели на поворотных платформах.

Крупнейшая такая станция — китайский солнечный парк Голмуд в Китае, мощностью 110 МВт

Ну а теперь я раскрою вам ТАЙНУ: почему же этих панелей нет в широкой продаже для частного применения? Ну, во-первых, они должны быть очень четко направлены на солнце, из-за чего им нужен трекер, поворачивающий их, и для установки на крыши они не применимы, а во-вторых.

Вот табличка, отражающая какие слои какой спектр излучения солнца поглощают (справа), ну а слева вы можете видеть из каких элементов какой слой состоит.

Самые доступные элементы в этом списке — это алюминий и фосфор, а потом мы можем видеть такие металлы как индий, галлий, германий, их комбинации и соединения с мышьяком (арсениды).

Технология многослойных фотоэлементов пришла из космической отрасли, где использование редких и дорогостоящих элементов не представляет проблемы. Поэтому 40% панели производятся и даже используются в промышленных масштабах, но, я полагаю, количество их сильно ограничено ввиду использования редких материалов и все это количество успешно поглощается теми же самыми промышленными проектами.

Так что в продаже CPV системы мы если и увидим, то только тогда, когда производится их будет больше чем нужно масштабным проектам, когда это произойдет — не знает никто.

PS: если кому интересно вот несколько источников, где можно подробнее почитать про CPV

Показать полностью 7
Поддержать
5 месяцев назад

Почему электрики так долго работают или охрана труда в действии⁠ ⁠

Часто сталкивался в практике с непониманием людей.

-Почему Вы приехали, сидите в машине и не работаете, ведь у нас нет света.

Решил описать ситуацию чтобы хоть как то защитить и оправдать коллег. Все работы в электроустановках проводятся на основании документа(наряд-допуск). Это документ в котором указывается состав бригады, поручаемая работа, мероприятия по отключению, мероприятия по подготовке рабочего места, по получению допуска и прочее…

Заполнить необходимо все графы, те что не заполняются надо зачеркнуть.

-Получили сообщение об отключении жилого дома

-Посмотрели схему подготовили наряд.

-Выдающий наряд провел инструктаж ответственному руководитель работ.

-Провели осмотр бригады перед выездом доложили диспетчеру.

-Приехали на место, допускающий звонит диспетчеру и берет время на подготовку рабочего места.

-Подготовка рабочего места:

1.Проводят отключения по бланку переключений

3.Ограждение рабочего места

-Допускающий проводит инструктаж бригаде.

-Допускающий звонит диспетчеру и сообщает о допуске бригады до работ.

-Ответственный руководитель работ читает инструктаж бригаде.

-Производитель работ читает инструктаж бригаде.

-Приступили к работе.

И это только процедура допуска до работы, саму работу еще не делали, после еще процедура по тому же наряду снятия заземления, ограждений, плакатов. Все это еще сопряжено с постоянными звонками руководства, проверками из надзорных служб и органов.

Для справки состав бригады:

Выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

Выдающий разрешение на подготовку рабочего места и на допуск

ответственный руководитель работ;

допускающий;

производитель работ;

наблюдающий;

члены бригады.

P.S. Будьте добрее к энергетикам, работы ведутся круглосуточно и при любой погоде.

P.P.S. Все самое интересное по ссылке в описании профиля

Показать полностью 1
Поддержать
5 месяцев назад

Как повесить фонарь на столб (опору) возле дома⁠ ⁠

Ответ на этот вопрос — нанять электрика и повесить — не верный, приедут, снимут и напишут акт о бездоговорном потреблении.

Теперь к законным способам:

— 1 способ. Долгий.
Написать письмо в Администрацию о необходимости освещения улицы, указать причины почему это необходимо сделать обязательно(играют дети, рядом дорого угроза жизни и подобное. ) и ждать. Как показывает практика если писать подобные письма перед выборами, реагируют оперативнее.

— 2 способ. Быстрее, но дороже.
Идем в Сетевую компанию которая обслуживает линию на одну из опор который Вы решили повесить фонарь, пишете заявление о размещении фонаря и указываете что материал для работы предоставите сами(Фонарь, комплект для монтажа, крепления). После чего ждете ответ либо звонок, к Вам приедут и повесят фонарь.Выбирать Вам.

P.S. Во всех Сетевых компаниях по разному, утверждать не буду, но помимо денег за оплату работы на установку фонаря с Вами могу потребовать заключить договор аренды места крепления на опоре. Цена так же разная, имейте это ввиду.

P.P.S. Для информации:
Сетевая компания — компания оказывающая услуги по передаче электрической энергии и присоединению потребителей к электрическим сетям. (Сюда приходим для подключения электроэнергии)
Сбытовая компания — компания которая осуществляет деятельность по продаже электрической и тепловой энергии потребителям. (Сюда приходим для оформления лицевого счета/договора на покупку электроэнергии и при вопросах о показаниями приборов учета)
Генерирующая компания — компания осуществляющая деятельность по
выработке электроэнергии и мощности на продажу. (Сюда не ходим, с этими компаниями работают Сетевые и Сбытовые компании)

Показать полностью
Поддержать
1 год назад

Солнечные панели помогают фермерам повысить урожай⁠ ⁠

Солнечные панели помогают фермерам повысить урожай. Показываем, как именно это происходит.

Фабиан Картхаус пять лет назад перенял фермерское хозяйство от своего отца. Первые солнечные батареи появились на амбаре, когда Фабиан еще был подростком. Сегодня немецкий фермер из Падерборна вовсю использует солнечную энергию — не только для производства электричества, но и для выращивания черники и малины.

Прокормить семью только за счет урожая с 80 гектаров будет сложно, понял 33-летний фермер. Аномальная жара и засуха в последние годы уже приводили к серьезным потерям урожая. Поэтому Фабиан с женой решили воспользоваться технологией двойного использования земель, когда солнечные электростанции располагают над полем.

Тень от солнечных батарей позволяет сохранить влажность. Как отмечает немецкий фермер, испарение влаги на таких участках составляет примерно четверть от объемов в открытом поле. Пока площадь «солнечных плантаций» — примерно 0,4 гектара, но Фабиан хочет увеличить ее до 10 гектаров. Правда, реализовать этот план пока не так просто: на пути фермеров в Германии стоят бюрократические барьеры.

Солнечные батареи помогают не только увеличить объемы урожая, но и накопить электроэнергию, которую Фабиан использует в своем же хозяйстве, а также продает. Весь комплекс солнечных батарей на ферме вырабатывает в год примерно 640 тысяч киловатт-часов, что хватило бы на 160 домашних хозяйства. За киловатт-час Фабиан получает примерно 6 евро-центов.

А эта плантация расположена в северных провинциях Китая. Площадь — примерно 10 гектаров. Выращивают тут в основном злаковые культуры. А сами панели и другие комплектующие производят по соседству.

Солнечные батареи в сельском хозяйстве устанавливают и таким образом — вертикально. Это экономит место, а по эффективности сбора электроэнергии не уступает горизонтальным установкам. При таком расположении панелей в поле может работать и тяжелая техника.

Автор: Геро Рютер, Марина Борисова

Показать полностью 5
Поддержать
1 год назад

SpaceX отправит 3 июня новые солнечные панели для МКС, тысячи тихоходок и светящихся кальмаров⁠ ⁠

На борту следующего грузового корабля Cargo Dragon, который отправится на МКС, среди прочих грузов будут и живые организмы. Это около 5 тысяч тихоходок и 128 кальмаров-бобтейлов. На них будут проведены генетические исследования в условиях микрогравитации.

Кальмары-бобтейлы (Euprymna scolopes) длиной около 3 миллиметров и могут светиться, но не сами по себе, а за счет симбиоза с особыми биолюминесцентными бактериями, которые попадают в их организм. Ученые хотят исследовать эту симбиотическую связь между бактериями и кальмарами в условиях микрогравитации, чтобы увидеть, как полезные микробы взаимодействуют с животными тканями в космосе. Эти кальмары рождаются без данных бактерий, поэтому микробов подсадят к ним после прибытия на МКС. Там можно будет наблюдать процесс установки симбиоза в условиях микрогравитации, что важно понимать на уровне механизма, поскольку в будущем полезные бактерии (не конкретно эти, но по принципиальному подобию) планируется использовать для помощи людям в жизнедеятельности. Изучая молекулярные и генетические особенности этого симбиоза, ученые могут лучше разобрать и симбиотические отношения в микробиомах кишечника и имунной системы человека.

Тихоходки имеют размер всего в 1 миллиметр, но удивительно живучи. Они способны переносить экстремальные перепады температуры, выживать при мощнейшей радиации, выдерживать мощное давление и пустоту космического пространства. Это одни из самых живучих организмов на планете. Кстати, несколько тысяч тихоходок нес на борту израильский зонд Beresheet, который разбился о поверхность Луны во время попытки посадки 11 апреля 2019 года.

На МКС в ходе генетического исследования будут проверяться конкретные гены, которые отвечают за невероятную способность тихоходок адаптироваться к самым невыносимым внешним условиям. Эта информация может пригодиться при планировании длительных космических полетов. Авторы исследования рассчитывают, что тихоходки с их мгновенной и долгосрочной адаптацией могут подсказать пути лечения и защиты здоровья людей в экстремальных условиях на молекулярном уровне.

Корабль также доставит новые солнечные панели для МКС. Массивы размером 19 на 6 метров будут производить более 120 киловатт электроэнергии из солнечной энергии. В сочетании с восемью исходными более крупными массивами это современное оборудование обеспечит увеличение мощности на 20–30 процентов, помогая максимально использовать возможности станции на долгие годы — NASA собирается эксплуатировать МКС вплоть до 2028г-2030г. Массивы будут обеспечивать МКС электроэнергией для поддержания ее систем и оборудования, продолжения широкого спектра государственных и частных экспериментов и исследований.

Все 6 новых солнечных батарей от Boeing будут доставлены в негерметичном грузовом отсеке трех предстоящих миссий SpaceX Cargo Dragon, причем установка каждой батареи потребует двух выходов в открытый космос.

Показать полностью 4
Поддержать
2 года назад

Компания Boeing создаст шесть солнечных батарей для МКС ради увеличения мощности станции на 20%–30%⁠ ⁠

Модификация контракта Boeing на поддержание МКС с NASA требует, чтобы компания Boeing поставила шесть дополнительных солнечных батарей для установки, начиная с 2021 года.

Новые массивы размером 19 на 6 метров будут производить более 120 киловатт электроэнергии из солнечной энергии, достаточно для питания более 40 средних домов в США. В сочетании с восемью исходными более крупными массивами это современное оборудование обеспечит увеличение мощности на 20–30 процентов, помогая максимально использовать возможности станции на долгие годы. Массивы будут обеспечивать МКС электроэнергией для поддержания ее систем и оборудования, продолжения широкого спектра государственных и частных экспериментов и исследований.

Boeing является генеральным подрядчиком по поддержанию МКС. Исследования компании показали, что МКС может безопасно работать после 2030 года, если НАСА и его международные партнеры решат насущные вопросы.

НАСА также сообщает, что 6 новых солнечных батарей Boeing будут доставлены в негерметичном грузовом отсеке трех предстоящих миссий SpaceX Cargo Dragon, причем установка каждой батареи потребует двух выходов в открытый космос.

Показать полностью 3
Поддержать
2 года назад

В Австралии построят крупнейшую в мире солнечную электростанцию мощность в 10 гигаватт⁠ ⁠

Австралийские инвесторы выделили 20 миллиардов долларов на постройку крупнейшей в мире солнечной электростанции на севере Австралии. Она будет занимать площадь в 12 тыс. гектар (120 кв. км.) и вырабатывать до 10 гигаватт, что будет рекордсменом среди солнечных станций (почти в пять раз больше текущего рекордсмена в Индии), и на шестом месте среди всех электростанций вообще (все в первой пятерке являются ГЭС).

Солнечный и сухой климат пустыни на севере Австралии позволит вырабатывать электричество круглый год. Станция будет снабжать электричеством часть Австралии, а также Сингапур (до 1/5 общей потребности этой страны). Кроме солнечных панелей, станция будет иметь 22 гигаватт-часов (80 тДж) запаса в аккумуляторах для стабильного запаса электричества.

Конструкция начнётся в 2023 г. и планируется завершиться в 2026 г.

Показать полностью
3 года назад

Автономная солнечная система в Подмосковье⁠ ⁠

Здравствуйте. Буквально вчера поднимал эту тему: Солнышко на новый год и на удивление появилось много вопросов и просьб разъяснить особенности: #comment_157927435. Многое ответил в комментариях. Здесь просто объединяю и дополняю.
Солнечная система состоит из двух независимых блоков. Первый из 15 панелей по 100ватт. Второй из ветряка на 400 ватт и панелей на 280 ватт. Отдельно в доме, в качестве аварийной палочки-выручалочки на темные дни, расположена сборка ТЭГ термогенератор на элементах Пельтье. Весь декабрь очень выручает. Про ветряк я на пикабу уже писал год назад: Про ветряк в развитие сюжета.
Управляются блоки также порознь двумя MPPT контроллерами. Один тайваньский MPP Solar на 60А, другой американский OutBack 80A: https://shop.solarhome.ru/outback-flexmax-80-kontroller-zary. . Инверторов на 220 тоже два. От немецкой Солартроникс на 1 и 2 квт. Проводок параллельных тоже две: на 12/24 и на 220 вольт. Вот такой я извращенец.
Система собиралась с 2010 года по 2015-й. Последние 4.5 года ничего не менялось.
Аккумуляторы Leoch 12/100 8 штук свинец. Работают кстати уже с 2013 года, не нарадуюсь. Аккумуляторы Deka 12/100 4 штуки тоже свинец. Похуже.
Лампы освещения везде светодиодные на 12 вольт, чаще самопайки-самоделки, реже покупные.
Телевизор и ноутбуки с зарядками подключены в низковольтовую сеть через прикуриватели.
На инверторной сети 220 вольт живет только холодильник А+ и насосы колодезные и в доме.
За 10 лет автономной жизни поменял много разных элементов системы. Могу многое сказать про аккумуляторы Delta- г.вно, заливка Пентэласт- г.вно, китайские аналоги немецких контроллеров- г.вно. Литиевые батареи неразумно. Много было выкинуто денег псу под хвост, но это в прошлом.
Цена всех компонентов в современных условиях примерно 250-300 тысяч плюс работа.
В условиях Подмосковья такая конфигурация даёт избыток энергии с февраля по октябрь включительно. Для любых нужд. Проблемы возникают с ноября по январь. Самые проблемы с 20 ноября по 20 января. Это усредненно за десять лет.
Летом же ветряк чаще стоит отключенным, также изредка включаю панели. Электричества больше, чем я могу съесть.
Мои потребности в электричестве зимой ужимаются до 60 квтч в месяц. Летом трачу 250-300 квтч. Если вести активно стройку, то до 1000 квтч в месяц. Система это позволяет. Свет, ноутбук, насосы, вентиляция, телевизор, зарядки, холодильник работают штатно всегда.

PS Если вы привыкли к электропечке/духовке, электрочайнику, микроволновке, утюгу, мощному холодильнику. Т.е. к любому мощному потребителю более 1.5 квт, то эта система не потянет ваши потребности. Только летом. Если же вы сможете без этого обходиться, то система может работать круглый год.

PPS Сделал такую систему не потому, что выпендрежник или денег некуда девать, а потому, что СНТ отключает свет на полгода, а МОЭСК не вмешивается. Судиться не прельщает. Тянуть собственную линию за 1.5 км и ставить свой трансформатор намного дороже. Слушать тарахтящий генератор на природе не хочется. Поэтому и получилось, что получилось.

PPPS Вроде приняли закон о микрогенерации и отдаче в сеть. Весной поинтересуюсь, посчитаю и может быть займусь этим.

Как рассчитать солнечные панели

Солнечные батареи – это отличная альтернатива традиционным источникам энергии, они экологичны и экономичны. Но чтобы гелиоустановки давали требуемый результат, работали бесперебойно, безаварийно и продуктивно, очень важно правильно рассчитать солнечные батареи для дома или квартиры. Для этого учитывают множество показателей, который влияют на производительность солнечных панелей.

Обычно расчет солнечной батареи или электростанции – вопрос индивидуальный. Многое зависит от потребностей, места расположения, климатических условий. Специалисты для расчета солнечных батарей для дома используют специальные алгоритмы и программы-калькуляторы, берут в расчет метеорологические условия (солнечную инсоляцию, температуру, скорость ветра и т.д.). Единого подхода к расчету различных солнечных панелей не существует, но зато есть общие принципы, как это сделать с учетом тех или иных параметров. Ниже мы рассмотрим основные из них и попробуем разобраться, как же все-таки правильно рассчитать солнечные батареи.

Что учитывать при расчете солнечных батарей

Прежде чем рассчитать солнечные панели для дома или квартиры, нужно определиться с задачей. А именно, будут ли использоваться солнечные панели только для резервного питания, как дополнительный источник энергии или полностью должны обеспечить потребности объекта в электрической энергии. Затем надо определить суммарную мощность приборов, которые нуждаются в стабильной и бесперебойной поставке электроэнергии, генерируемой солнечными батареями. Важно запомнить, что существует прямо пропорциональная зависимость потребляемой приборами мощности «на выходе» и продолжительности их работы с увеличением емкости массива АКБ, мощности инверторов и, в конечном итоге, стоимости всей гелиоустановки.

Кроме того, расчет солнечных батарей будет зависеть от того, планируется ли бесперебойно обеспечивать солнечной энергией полностью все приборы и оборудование в доме/квартире либо планируется обеспечение только определенных приборов, например, котлов, насосов, автоматики системы отопления, освещения в местах общего и наиболее частого использования. В первом случае потребитель может не ограничивать себя в комфорте, ведь система будет работать бесперебойно по полной программе. Но и стоить такое удовольствие будет значительно дороже. Во втором случае после определения приоритетности приборов можно добавлять солнечные батареи, исходя из возможностей, уже потраченных средств и полученной целесообразности. Еще важно определиться с типом батарей, площадью, которую они будут занимать, их мощностью. Зная все эти данные, можно приступать к расчетам.

• Вычисляем необходимую потребителю мощность приборов.

Для начала необходимо рассчитать точное количество приборов, которые нужно обеспечить электроэнергией с учетом энергопотребления каждого из них. Сюда могут входить бытовая техника (холодильник, телевизор, стиральная машина, микроволновка, утюг, электрочайник и другая мелкая бытовая техника), компьютерная техника, системы освещения, бойлеры, котлы, насосы, газонокосилки, снегоуборочная техника и т.п. Для этого либо анализируем и усредняем среднесуточные показатели электросчетчика, либо просто складываем все мощности приборов, которые будут работать при помощи солнечных батарей. Это можно сделать согласно инструкции на приборах или найти информацию по усредненным значениям техники в специальной литературе или интернете.

Если вы решили установить солнечные батареи, при подсчете мощности всех приборов обязательно нужно учесть потери, которые составляют примерно 20%. К примеру, если потребляемая суточная мощность приборов составляет 5 кВт/ч, то общее среднесуточное потребление с учетом потерь составит: 5 х 1,2 = 6 (кВт/ч). Такой запас энергии понадобится нам в сутки для бесперебойной работы всех приборов.

• Рассчитываем необходимую емкость аккумулятора солнечных панелей.

Это можно изобразить такой упрощенной формулой с условными обозначениями: Е = М/Н, где Е – емкость АКБ солнечных панелей, М – потребляемая приборами мощность, Н – напряжение сети. В нашем примере при напряжении 12В получим:

Е = 6кВт/12В = 500 (А/ч).

• Выясняем коэффициент инсоляции или месячный уровень радиации, который зависит от региона/города проживания. Это открытая информация, которую несложно найти в интернете и справочниках. К примеру, в Харькове среднегодовой коэффициент уровня радиации составляет 3,49 кВт/ч/м 2 , минимальное его значение в декабре – 0,93 кВт/ч/м 2 /день, а максимальное в июне – 5,89 кВт/ч/м 2 /день. А в Одессе среднегодовой показатель – 3,41 кВт/ч/м 2 , минимум в декабре – 0,87 кВт/ч/м 2 /день, максимум в июле – 6,39 кВт/ч/м 2 /день.

• Рассчитываем дневную производительность выбранной солнечной батареи.

Чтобы рассчитать, сколько солнечных батарей нужно для дома или квартиры, используем формулу: П = К х S x КПД, где П – производительность одной батареи, К – коэффициент инсоляции (уровня радиации), S – площадь одной батареи, КПД – эффективность батареи в процентах. Рассмотрим на практике. К примеру, для батареи мощностью 250 Вт, площадью 2 м 2 и с эффективностью (КПД) 15% мы получим:

Среднесуточная производительность, Харьков:

годовая: 3,49 кВт/ч/м 2 х 2м 2 х 0,15 = 1,047 кВт;

мах: 5,89 кВт/ч/м 2 х 2м 2 х 0,15 = 1,767 кВт;

мin: 0,93 кВт/ч/м 2 х 2м 2 х 0,15 = 0,279 кВт.

Среднесуточная производительность, Одесса:

годовая: 3,41 кВт/ч/м 2 х 2м 2 х 0,15 = 1,023 кВт;

мах: 6,39 кВт/ч/м 2 х 2м 2 х 0,15 = 1,917 кВт;

мin: 0,87 кВт/ч/м 2 х 2м 2 х 0,15 = 0,261 кВт.

• Рассчитываем необходимое количество солнечных панелей.

Это можно сделать по следующей формуле: С = М/П, С – необходимое количество солнечных панелей, М – потребляемая приборами мощность (ее мы уже определили выше), а П – производительность одной солнечной батареи.

В наших примерах получим:

Для Харькова:

мах: 6 кВт/ч / 1,767 кВт = 3 батареи

мin: 6 кВт/ч / 0, 279 кВт = 22 батареи

Для Одессы:

мах: 6 кВт/ч / 1,917 кВт = 3 батареи

мin: 6 кВт/ч / 0, 261 кВт = 23 батареи

Что еще учесть при расчете солнечных панелей

Значение коэффициента уровня радиации, на которое вы будете опираться при расчетах солнечных батарей для дома, влияет на их производительность. Например, если вы возьмете минимальное значение, то в основном вам постоянно будет хватать производимой энергии за исключением продолжительных периодов плохой/пасмурной погоды. Если вы будете отталкиваться от максимального показателя, то у вас наверняка будет перепроизводство и лишняя электроэнергия в некоторые месяцы в течение года.

Еще учитывайте, что приведенные выше алгоритмы – это приблизительный вариант, дающий в общих чертах понимание, как рассчитать солнечные панели для дома. При более детальных расчетах учитываются и другие уточняющие коэффициенты, угол наклона батарей, их месторасположение и пр. Кроме того, вы должны помнить, что рассчитанная мощность может вами корректироваться в зависимости от потребностей – если они вырастут, количество электроэнергии легко увеличить, добавив N-е количество солнечный батарей. Но только после соответствующих расчетов, которые предпочтительно уточнить у специалистов.

И еще один момент. На этапе подготовки к расчету солнечной установки, необходимо знать потребности в электроэнергии конкретного потребителя, технические нормы и требования законодательства, текущий проект дома, квартиры или объекта, где планируется установка гелиосистемы. Если вы планируете использовать генерируемую солнечными панелями энергию не только для собственных нужд домохозяйства/предприятия, но и для продажи излишков электроэнергии, учитывайте требования к солнечным установкам согласно Зеленому тарифу и договору с поставщиком электроэнергии (РЭС).

Видео

• Индийскому учителю понадобилось 11 лет, чтобы создать авто на солнечных панелях
• Как солнечная станция справляется с работой зимой
• Сколько стоит солнечная энергия: решаем вопрос окупаемости станций
• Как рассчитать количество солнечных батарей для дома
• КПД солнечных батарей
• Дом — гелиостанция или как построить дом из солнечных панелей.
• Альтернативные источники энергии
• ТОП-5 программ для моделирования солнечных электростанций
• Тандемную ячейку протестировали «в поле»
• Как я создавал универсальный солнечный калькулятор: попытки расчета и выводы.
• Как правильно установить солнечные панели и подобрать комплектующие
• Лучшие солнечные панели украинского производства 2020
• Гибкие солнечные панели из китая — личный опыт
• Солнечные электростанции: какие они бывают, как устроены и принцип их работы
• Ветрогенератор или солнечная батарея: что выгоднее и лучше?

Источник https://cvet-dom.ru/dom_i_postroika/stroika_otdelka-i-kommunikacii/moshhnost-solnechnykh-batarey-na-kvadra

Источник https://pikabu.ru/story/statistika_vyirabotki_solnechnoy_yenergii_s_dvukh_100vattnyikh_solnechnyikh_paneley_4864216

Источник https://solarpanel.today/how-to-calculate/