Альтернативный источник энергии — солнечные батареи на дачу 10 кВт
Расчет солнечных батарей для частного дома или дачи
Регионы: Москва, Новосибирск, Краснодар.
Установка гелиопанелей для энергопитания дома требует тщательного предварительного расчета. Возможности подобного оборудования ограничены и в значительной степени зависят от внешних условий:
- географическое положение региона
- климатические и погодные условия
- продолжительность светового дня
Производительность комплекса всегда зависит от внешних условий. Один и тот же набор оборудования в разных условиях демонстрирует отличающиеся друг от друга результаты, поэтому в каждом случае потребуется специализированный расчет. Его можно заказать в специализированных организациях или выполнить самостоятельно. Рассмотрим, как рассчитать солнечные батареи для дома, чтобы получить эффективную установку по производству электроэнергии.
Потребности в электроэнергии
Расчет солнечных батарей для дачи или частного дома надо начинать с определения потребностей в электроэнергии. Эту величину можно узнать из показаний счетчика электроэнергии или подсчитать по энергопотреблению каждого потребителя и времени его использования. Второй вариант гораздо сложнее и чреват возникновением ошибок, поэтому правильнее руководствоваться показаниями счетчика.
Количество солнечных дней
Вторым действием станет определение количества солнечных дней в регионе, продолжительности светового дня по сезонам. В приложениях СНиП есть карта инсоляции регионов России, в которой дается количество солнечной энергии в разных участках страны. По ней определяется среднегодовое количество доступной энергии для заданного города или региона. Это важный показатель, демонстрирующий верхний предел возможностей оборудования в данном месте.
Определив эти значения можно начинать расчет мощности солнечных батарей для дома.
Читайте также: Современные газогенераторные котлы на твердом топливе
Расчет мощности солнечных батарей
Начиная расчет солнечной батареи, следует учесть, что световой день — это показатель преимущественно географический. Выполняя расчет солнечных панелей для дома, надо исходить из реального производства энергии, которое в утренние и вечерние часы значительно падает из-за снижения интенсивности свечения солнца.
Обычно в летнее время максимальная производительность панелей отмечается в период с 9 до 16 часов, а в остальное светлое время суток они выдают 20-30 % своей мощности. Кроме того, существенные коррективы вносят погодные условия, которые способны снизить выработку энергии вдвое или больше. Поэтому реальную производительность солнечной батареи следует принимать максимум в половину указанной в паспорте и рассчитывать количество энергии на 70 % продолжительности светового дня.
Специалисты рекомендуют вообще не учитывать в расчетах утренние и вечерние часы, отнеся их к необходимому запасу прочности системы. Кроме того, необходимо учитывать самые неблагоприятные условия и прибавлять к ним некоторый процент воздействия отрицательных факторов.
Это не будет излишним, поскольку всегда оказываются неучтенными некоторые детали, значительно меняющие условия работы и требуемую мощность солнечных батарей на квадратный метр.
Формула
Формула расчета солнечных панелей выглядит следующим образом:
Pсп=Eп*k* Pинс / Eинс,
- где Pсп — мощность солнечной панели
- Eп — суточное количество энергии, необходимой для питания всех потребителей дома
- K — коэффициент потерь, обычно равен 1,2-1,4
- Pинс — мощность инсоляции на земной поверхности
- Eинс — табличное значение среднемесячной инсоляции в данном регионе
Используя эту формулу, находят требуемую мощность солнечной батареи на 1 кв. метр. По мощности определяется, сколько солнечных батарей нужно для частного дома, расчет количества панелей производится путем деления общего значения на параметры одного элемента.
Расчет ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей
Емкость аккумуляторов должна соответствовать производительности солнечных панелей и обеспечивать потребление дома как в светлое, так и в темное время суток. Необходимо ограничить емкость батарей, чтобы не тратить лишние деньги. Однако, необходимо иметь определенный запас емкости, поскольку полностью разряжать аккумуляторы нельзя.
Величина допустимого разряда у каждого вида АКБ своя, например, заряд автомобильных батарей можно расходовать только до 50 %. Оптимальный вариант — наличие суточного запаса энергии. Больше иметь нецелесообразно, так как это сильно увеличит стоимость системы. Меньший запас может оставить жителей дома без электроэнергии при возникновении неблагоприятных внешних условий.
Кроме того, надо учесть КПД батарей, инвертора и возможность плохого функционирования солнечных панелей из-за плохой погоды, занесения поверхности фотоэлементов снегом и т.п. Эти потери принято оценивать в 40 %, но к ним надо еще прибавить КПД контроллера.
Это важно, так как некоторые модели практически не воздействуют на процесс передачи энергии, но более дешевые модели способны снизить передачу на 20 %.
Расчет и выбор инвертора
Расчет солнечной электростанции завершается выбором мощности инвертора. Это устройство, преобразующее постоянный ток от аккумуляторных батарей, в переменное напряжение со стандартными параметрами 220 В 50 Гц.
Простейший вариант расчета мощности инвертора — определение суточной потребности жилища в электроэнергии (по показаниям счетчика), которому и должен соответствовать инвертор. Для учета возможных форс-мажорных ситуаций считают пиковую нагрузку, умножая суточное потребление на коэффициент 1,3.
Есть другой вариант расчета инвертора — по производительности солнечных панелей и емкости аккумуляторов. Он привязывает результат к имеющемуся оборудованию, но оно изначально так же рассчитывалось по суточному потреблению энергии, поэтому оба варианта практически равноценны. На этом расчет солнечной электростанции для дома можно считать завершенным и переходить к непосредственному созданию комплекта.
Выбор готового инвертора, как и в случае с аккумуляторами, производится путем подбора устройства по полученным данным. Рекомендуется выбирать инвертор, обладающий несколько увеличенными показателями на 10-15 %, чтобы компенсировать падение производительности со временем.
Читайте также: Можно ли включать кондиционер зимой: при какой температуре можно включать на обогрев и до сколько градусов
Есть ли выгода в их установке
Во всем мере солнечная энергетика используется только в качестве заботы об экологии. Никто не пытается искать выгоду или стараться сэкономить свои средства. Все делается только для природы, у нас все в точность да наоборот, ведь люди только и думают, как сэкономить деньги. Говорить, что каждый из них пытается заботиться о природе – это глупо и бессмысленно, все мы понимаем, что это не так.
Конечно, сейчас цены на электричество пугают, и скорее всего, они будут только возрастать. Если сейчас серьезно задуматься об установке таких батарей, то поверьте, вы сможете сэкономить! К примеру, одна солнечная система, рассчитанная на 4 человека, сможет окупиться уже через 4 года и это с учетом того, что срок службы составляет 15-20 лет. Единственная слабая сторона – это аккумуляторы для солнечной батареи, они быстро выходят из строя. Интересно будет узнать: современные батарейки со сверхбыстрой зарядкой.
Так что, устанавливая ее у нас, можно в 4-6 раз сэкономить средства и реально не зависеть от коммунальных служб. И не стоит забывать, что тарифы будут только расти, особенно это касается Украины и Белоруссии, хотя и в России через два года обещают заоблачные тарифы.
В наших статьях мы раскрыли уже множество обмана и неэффективных способов, но этот мы вам настоятельно рекомендуем. Именно за солнечными батареями будущие, которое в скором времени наступит. Лучше быть готовыми сразу, а аккумуляторы рано или поздно появятся дешевые и долговечные, у них выбора нет.
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.
Примерный состав десятикиловаттной солнечной электростанции
В типовой проект солнечной электростанции мощностью 10 киловатт входят следующие элементы:
- Батарея солнечных панелей 10 кВт (250 Вт, 40 штук) типа MRE-250W;
- Солнечный контроллер МРРТ заряда аккумуляторов 240 В – 40 А (2 штуки), типа MRE-407;
- Гелевые аккумуляторы глубокого разряда 12 В – 200 Ач (20 штук), типа GMF12-200;
- Солнечный инвертор 240 В – 10 кВт (1 штука), типа NC1073.
Структурная схема солнечной электростанции
Выводы
Выполнить самостоятельный расчет солнечной станции непросто. Необходимо участие опытного специалиста, или заказ на выполнение проектных работ в специализированной организации. Однако, существует вполне простой и бесплатный вариант — расчет солнечной электростанции для дома онлайн. Используется калькулятор солнечной электростанции, которых немало в сети интернет. Для получения результата надо лишь подставить в соответствующие окошечки программы свои данные и практически мгновенно получить результат. Рекомендуется пару раз продублировать расчет на других сайтах, чтобы использовать среднее значение.
Советы — как выбрать?
Выбирая подходящую СЭС, необходимо определиться в своих предпочтениях и возможностях. Например, автономная электростанция будет полезна только в местности, где не имеется электросетей. Если они есть, но находятся в изношенном или аварийном состоянии, лучше присмотреться к гибридной (сетевой) электростанции, позволяющей периодически получать дополнительное питание от сети.
Солнечная электростанция хороша, если имеется дополнительный источник энергии. Обычно применяют ветрогенератор, не зависящий от времени суток или продолжительности светового дня. Тем более, что солнечные панели и ветряк могут сбрасывать энергию в единую систему, что позволяет использовать один комплект оборудования для обоих источников.
Имеется информация, что в России готовится пакет законов о «зеленой энергетике», в котором будут установлены правила передачи энергии в сеть. Если это произойдет, владельцы солнечных станций смогут получать вполне реальные деньги. В связи с этим, следует подбирать такое оборудование, которое позволяет по мере необходимости наращивать мощности путем подключения дополнительных панелей.
Как зарабатывают на солнце в Украине
У наших соседей с добычей солнечной энергии дела обстоят даже лучше, чем у немцев. Согласно постановлению НКРЭКУ от 30.06.2017 №864 «зеленый тариф» на солнечную энергию для объектов, которые не превышают мощность в 30 кВт, с 2020 по 2020 год составляет 18 евроцентов за 1 кВт*ч. При этом государство продает электроэнергию по 6 евроцентов за 1 кВт*ч — в три раза дешевле, чем покупает у населения, использующего солнечные панели. Именно поэтому многие вкладывают средства в этот долгосрочный проект, надеясь получать прибыль долгое время.
Читайте также: Инфракрасный пленочный обогреватель: тепло и польза
Окупаемость солнечных панелей мощностью 1 кВт составит около 4 лет. При этом если мощность установленной системы будет 10 — 15 кВт (или выше), период окупаемости будет значительно короче, и через время можно выйти на чистый заработок.
Окупаемость
Окупаемость солнечной электростанции — сложный вопрос. Традиционно термин обозначает срок, за который прибыль превышает затраты на приобретение какого-либо имущества. В данном случае говорить о прибыли незачем, поскольку комплект оборудования используется для обеспечения потребностей жилья и финансовой доходности не создает. В странах Европы отработана схема выдачи энергии в сеть, за которую владелец станции получает оплату. В России такой механизм тоже есть, но пока широко не применяется из-за небольшого количества таких домохозяйств, поэтому об окупаемости можно говорить только в сравнении.
Если посчитать расходы на электроэнергию и сравнить их с затратами на приобретение, монтаж и обслуживание СЭС, оказывается, что цена солнечной батареи для дома 10 кВт примерно равна стоимости электроэнергии средней ценовой категории за 5-6 лет. Считается, что солнечная электростанция для дома 10 кВт способна служить 25 лет. Не останавливаясь на спорности этого утверждения, можно сказать, что в течение 19-20 лет СЭС будет приносить доход.
Подобный расчет выглядит несколько натянуто, поскольку с возрастанием срока эксплуатации увеличиваются расходы на обслуживание. Кроме того, отдельные элементы могут выйти из строя гораздо раньше и потребовать замены, что также снизит доходную часть.
Любая солнечная электростанция для дома, цена покупки которой, возможно, никогда не вернётся из-за ряда объективных причин, окажется полезной и будет вполне успешно выполнять свою функцию. Необходимо учитывать, что прибыль, доход и прочие экономические моменты в данном случае — чистая условность.
Возможность иметь полноценное электроснабжение и пользоваться всеми благами цивилизации, находясь в стороне от ресурсных источников, сама по себе является огромным плюсом, не имеющим цены и срока окупаемости.
Сколько солнечных батарей нужно для питания моего дома?
Первый вопрос, которым Вы задаётесь о том, какой будет ваша солнечная энергетическая система, наверняка следует из этого: сколько солнечных батарей мне нужно ? Поскольку большинство людей хотят производить достаточно энергии, чтобы полностью исключить расходы на электроэнергию, первым шагом является определение того, какого размера солнечная система будет производить достаточно энергии для удовлетворения уровня потребления вашей семьи. В конечном счете, вы будете рассчитывать, сколько киловатт-часов электроэнергии вам потребуется, и найти правильный размер системы и количество солнечных панелей для питания вашего дома.
С одной стороны наверняка точно ответить на этот вопрос нельзя, ведь каждая солнечная электростанция по-своему индивидуальна, так же как индивидуален по своей сути каждый человек, а точнее его образ жизни. Потребление электроэнергии от части можно сравнить с тем, как человек потребляет воду, кто-то выпивает в день всего пару стаканов воды, кто-то выпивает один литр, а кто-то полтора или два.. Примерно так же обстоят дела и с электричеством, кому-то хватает всего 8-10 киловатт-часов в день, кто-то более активно пользуется домашними электроприборами и ему уже нужно от 15 киловатт-часов за световой день, а вдруг у вас ещё и отопительные приборы есть? Или быть может, вы любите готовить и пользуетесь электроплитой и духовым шкафом до 4 или даже 5 часов в день, тогда вам может потребоваться значительно больше электроэнергии от 30 киловатт-часов за световой день. С другой же стороны, средние ориентировочные значения для типовой семьи всё же можно вывести, на основе усредненных значений мы подготовили комплекты солнечных электростанций для дома .
Сколько солнечных батарей нужно для питания моего дома?
Типичному домовладельцу понадобится 28 — 34 солнечных батарей, чтобы удовлетворить 100% всей потребности в энергии (в зависимости от местоположения и размера крыши).
Чтобы получить эти цифры, мы использовали высокие и низкие коэффициенты производства панелей, чтобы рассчитать, сколько солнечных панелей необходимо в среднем. Мы предположили, что в среднем домашнее хозяйство потребляет около 10 400 кВт*ч в год, а используемые нами панели в качестве примера — это солнечные панели мощностью 250 Вт .
Как рассчитать собственную оценку солнечной панели
Для тех, кому интересно, как мы оценили эти цифры для потребления энергии и необходимого количества солнечных батарей, вот разбивка. Если вы хотите понять, сколько энергии вам нужно, начните с того, сколько киловатт-часов (кВт*ч) электроэнергии вы используете в год. Большинство коммунальных предприятий предоставляют вам общее потребление электроэнергии за последние двенадцать месяцев в ежемесячной выписке или квитанции за оплату. Чтобы предложить некоторую перспективу, один кВт-час — это 1000 Вт энергии, используемой в час. Таким образом, если в вашем доме 20 лампочек, и все они используют по 50 Вт, то при включении каждой лампочки в вашем доме в течение часа будет потребляться 1 кВт*ч электроэнергии. Согласно последним данным, в 2016 году средняя американская семья использовала 897 кВт*ч в месяц. Иными словами, средняя семья потребляет чуть менее 11 000 кВт*ч в год.
Чтобы найти диапазон для количества солнечных панелей, мы сравнили коэффициенты производства солнечных панелей, самые высокие и самые низкие. Затем мы взяли 11 000 кВт*ч и поделили их на соответствующие коэффициенты, а затем разделили это число. на 250 (типичная мощность панели). Этот расчет дал нам максимум и минимум для среднего числа панелей, которые понадобятся домовладельцу.
Сколько кВт*ч могут производить ваши солнечные батареи?
Количество энергии (кВт*ч), которую может производить ваша солнечная энергетическая система, зависит от того, сколько солнечного света падает например на вашу крышу. Количество солнечного света, которое вы получаете за год, зависит как от того, где вы находитесь в стране, так и от времени года. На юге соответственно больше солнечных дней в году, чем на западной или даже северной части страны. Но в любом месте вы сможете производить достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей в энергии! Если вы живете в районе, где меньше солнечного света, вам просто нужно установить систему, которая будет содержать больше солнечных панелей.
Два домохозяйства сравнительного размера в Краснодарском крае и к примеру в Новосибирской области потребляют средний объем электроэнергии, около 10 400 кВт*ч в год. Краснодарское домохозяйство нуждается в системе 7,0 кВт, чтобы покрыть 100% своих потребностей в энергии. Для сравнения, сопоставимая семья в Новосибирске нуждается в системе мощностью 8,8 кВт для удовлетворения своих потребностей в энергии. Солнечных батарей в Краснодарском крае потребуется меньше, чем в системе в Новосибирске, но способны вырабатывать такое же количество энергии, потому что они подвергаются большему количеству солнечного света ежегодно. Домовладельцы в менее солнечных районах могут восполнить это несоответствие, просто используя более эффективные панели или увеличивая размер своей солнечной электростанции, в результате чего на их крыше будет немного больше солнечных панелей!
Расчет мощности солнечных батарей на квадратный метр
Солнечные батареи получают энергию солнца и преобразуют ее в электроэнергию. Использование дармового ресурса обходится не совсем даром — стоимость оборудования достаточно велика, к тому же комплекс требует обслуживания, замены отработанных элементов, обновления состава. Для того, чтобы не тратить лишних денег, следует заранее определить мощность солнечных батарей, необходимых для обеспечения дома. Для этого надо знать параметры оборудования, какое количество энергии вырабатывает солнечная батарея в течение светового дня, сколько приходится на одну панель и на весь комплекс в целом. Вопрос сложный и емкий, поэтому рассмотрим его по порядку.
Что такое солнечная батарея
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.
Разновидности
Эффективность и производительность солнечных панелей зависят от конструкции отдельных элементов. Существует несколько разновидностей:
- 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.
- 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.
- 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.
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.
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»:
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.
Расчет мощности
Рассмотрим подробно, как рассчитать мощность гелиопанелей. Прежде всего, необходимо вычислить свое потребление. Для этого надо сложить потребляемую мощность всех электроприборов, нагревателей, освещения и прочих потребителей. Сделать это непросто, так как придется вспомнить все мелочи, которых оказывается довольно много.
Стоит отметить, что если планируется установить солнечные батареи на дачу, то как правило, такое решение окупится по причине достаточно небольшой требуемой мощности.
Для простоты рассмотрим пример расчета по готовой сумме потребления. Например, есть частный дом, который потребляет в месяц 300 кВт*час. Это означает, что в день потребление составляет 10 кВт*час. Здесь необходимо определить, сколько солнечных панелей, способных вырабатывать в сутки не менее 10 кВт*час энергии, нужно для дома.
Прежде всего, надо определиться с временем работы системы. Даже самые мощные элементы способны принимать энергию только в определенное время суток. Рабочий период называется пиковыми солнечными часами. Их не следует путать с длительностью светового дня, которая гораздо больше. Однако, утренние и вечерние часы в расчет не берутся, так как для оборудования они непродуктивны.
Как правило, учитывается время с 9 до 16 часов. Этот период можно еще сократить, чтобы скорректировать потери от деградации панелей, изношенного оборудования или АКБ. Допустим, рабочее время панелей в сутки составит 5 часов. При потребности в 10 кВт*час, необходимо, чтобы мощность, вырабатываемая панелями была 2 кВт. Руководствуясь этим значением, можно подсчитать, сколько солнечных батарей нужно для обеспечения дома. Для этого надо изучить технические характеристики разных моделей и выбрать наиболее удачные варианты.
Существуют и другие методы. Можно рассчитать мощность по формуле:
где Рсп — мощность панелей, кВт;
Еп — суточное потребление, кВт*час;
К — коэффициент потерь (1.2–1.4);
Ринс — мощность инсоляции на земной поверхности;
Еинс — среднемесячное значение инсоляции (берется в таблицах).
Эта формула дает достаточно корректный результат, но неподготовленному человеку пользоваться ей трудно. Придется искать величины инсоляции, которые различаются по регионам. Для неопытных людей проще всего использовать онлайн-калькулятор, которых в сети довольно много.
Предположим, что мощность панели 100 Вт, чтобы вычислить количество потребуется 2 кВт поделить на 100, т. о. получается, что нам необходимо купить 20 панелей, чтобы обеспечить дом с потреблением 300 кВт*час в месяц бесплатной энергией. Есть маломощные модели, по 50 Вт, пригодные для питания осветительных приборов с низким потреблением, но таких уже понадобится в 2 раза больше. Выбирать устройства необходимо с некоторым запасом, учитывая возможность появления дополнительных потребителей и деградацию оборудования. На практике приходится учитывать также стоимость панелей и условия их работы. Например, если солнечных дней в году мало, оптимальным вариантом станут гибкие модели, хорошо работающие даже в сумерках.
В заключение необходимо напомнить, что самостоятельный расчет мощности — задача трудная даже для профессионалов. Приходится учитывать большое количество факторов, о которых неподготовленный человек даже не имеет представления. Поэтому, лучшим вариантом будет обращение к специалисту, или расчет с помощью онлайн калькуляторе (что несколько хуже).
Видео по теме
Источник https://ottosteinach.ru/vidy-otopleniya/raschet-solnechnyh-batarej-dlya-doma.html
Источник https://solar-e.ru/blog/skolko-solnechnykh-batarey-nuzhno-dlya-pitaniya-moego-doma/
Источник https://vashumnyidom.ru/elektropitanie/alternativnaya-energiya/moshhnost-solnechnyx-batarej-na-kvadratnyj-metr.html
