1. розрахунки потужності
2. процес розрахунку
3. Приклад розрахунку для Москви
4. аналіз розрахунків
5. Основні критерії вибору обладнання

Сонячні батареї стають з кожним роком все більш затребуваним видом автономних систем, які є альтернативою традиційного електропостачання. Особливо популярні установки сонячних колекторів в заміській зоні, на дачах де відсутня подача електроенергії.

розрахунки потужності

При покупці сонячних батарей для дому, власників, перш за все, цікавить, який обсяг потужності батарей знадобиться для того, щоб задовольнити всі нагальні потреби. Так як система може забезпечити електроенергією багато приладів лише в тому випадку, коли енергоспоживання не буде вище кількості енергії, виробленої генератором.

Система складається з основних 4 компонентів:

• акумуляторів;
• Контролера заряду;
• Фотоелектричних панелей;
• Інвертора.

Розрахунок потужності сонячних батарей для дому актуальний, перш за все, тим, що при всіх фінансових і матеріальних обмеженнях важливо знати, якого результату очікувати від батарей і чи варто взагалі купувати подібну систему енергопостачання. Для кожного режиму використання електроенергії існує своя система розрахунку.

За основу розрахунків необхідної енергії беруться дані про можливість Сонця (потужність сонячного випромінювання), а так само варто розрахувати скільки енергії планується споживати. Це можна зробити самостійно, подивившись в таблицю «Розрахунок споживання електроенергії»:

Таблиця споживання електроенергії

При цьому враховуються:

• регіон;
• Погодні умови;
• Кут нахилу панелі.

Встановлюючи кут нахилу панелі важливо визначитися, буде використання батарей цілорічним або передбачається їх експлуатація тільки в літній період. Переважно встановлюється для панелей кут нахилу на 15 ° більше, ніж географічна широта. Чим більше нахил, тим ефективніше вироблення енергії.

Розрахунок сонячних батарей для дому бажано проводити, маючи дані і по горизонтальній, і по вертикальній установкам панелей.

процес розрахунку

Для того щоб оцінити продуктивність сонячних батарей, бажано взяти для розрахунків найгірший місяць взимку (січень в Москві) і річний максимум (липень в Москві).

Стандартний потік сонячного світла при 25 ° в 1 кВТ / м? - це номінальна потужність сонячної панелі. Взявши місячну інсоляцію, і помноживши її на співвідношення потужностей максимальної інсоляції і батареї можна отримати оцінку вироблення батареї за конкретний місяць.

Вироблення фотоелектричних панелей розраховується за формулами:

1. Eсб = Eінс х Pсб х? / Pінс

Eсб - енергія сонячною батареєю;
Eінс - інсоляція 1 м? (Конкретний місяць з таблиці);
? - ККД передачі електричного струму;
Pсб - номінальна потужність батареї;
Pінс - максимальна потужність інсоляції 1 м? земної поверхні.

Так само можна робити розрахунок потужності сонячних батарей, необхідної для місячного енергоспоживання.

2. РСБ = Рінс х ЕСБ / (Еінс х?)

У розрахунок ККД можна закласти втрати (від 10 до 25%), які можуть походити від дешевих контролерів заряду, які, як правило, або занижують вихідну напругу батареї або просто ігнорують надлишки енергії.

2 Формула зручна, якщо необхідно розрахувати номінальну потужність сонячних батарей, з огляду на конкретні умови інсоляції, але вона не дуже підходить для розрахунків можливостей на весь рік.
1 Формула дозволяє розрахувати потужність для різних режимів енергопостачання батарей з різною номінальною потужністю.

Приклад розрахунку для Москви

Таблиця забезпечення різних режимів функціонування сонячних батарей

Припустимо, що потрібно розрахувати нахил 70 °, але для Москви немає таких даних, але є дані кута нахилів панелі 40 ° і 90 °. У цьому випадку між цими даними береться середнє значення і округляється до 1 кВт / год на менше число. При розрахунку потужності враховується сумарний ККД контролера і інвертора - 91%. Значення «режим дефіциту» говорить про те, що потужності не вистачить навіть для постійної роботи самої системи.

аналіз розрахунків

З огляду на погодні особливості і номінальну потужність батарей можна зробити висновок, що 400 Вт батареї в Москві буде недостатньо навіть на підтримку аварійного режиму в літній час. Хоча для дачі перевищення вироблення аварійного рівня 80% можна вважати допустимим варіантом, особливо при непостійній роботі інвертора, а тільки при необхідності подачі електроенергії.

Малопотужні системи не призначені для цілодобового побутового електропостачання навіть влітку. Так як енергія в таких системах є критично важливою для власного споживання контролера заряду і інвертора. У зимовий час потужності сонячного колектора буде не достатньо для роботи всіх електроприладів вдома, але в літній цілком допустимо, що електропостачання буде безперебійним.

Можливості батарей з розрахунків потужності для Москви:

• 500 Вт - дає аварійний мінімум 80% з травня до кінця серпня;
• 600 Вт - середина березня - вересень;
• 800 Вт - з перевищенням аварійного рівня (крім грудня і січня) забезпечує напругу з березня по вересень;
• 1 кВт - забезпечує базову споживання електроенергії майже весь рік, але в зимовий період (грудень і січень) енергії може не вистачати;
• 1.2 кВт - забезпечує помірний режим в липні, в березні - вересні режим енергоспоживання базовий. Аварійний мінімум припадає на період листопад - січень;
• 2 кВт - підтримує комфортний режим, або близький до нього в період травень - серпень і базовий з лютого місяця по серпень. Але в довге темне місяці даної потужності сонячного колектора може бути недостатньо;
• 3.2 кВт - забезпечує комфортний режим на всі довгі дні і протягом року дозволяє розраховувати на аварійний мінімум;
• 5.3 кВт - батареї номінальної потужності, що дозволяють практично без обмежень використовувати електроенергію в період травень - серпень і круглий рік в базовому режимі;
• 8 кВт - потужність сонячної батареї, що забезпечує використання електрики цілий рік в помірному режимі;
• 13.5 кВт - цілорічний комфортний режим енергоспоживання.

Основні критерії вибору обладнання

На забезпечення електропостачання від сонячних колекторів впливають:

• Тривалість дня і ночі (вночі сонячні системи припиняють подавати енергію);
• Погодних умов (в похмурі дні рівень енергозабезпечення спадає);
• Сезонності (коли дні стають коротшими ночей).

У зв'язку з цим рекомендується вибирати ємність акумуляторів 12 вольтів:

• Тільки для літнього періоду - не менше 400 А / ч на 1 кВт / год добового споживання в мінімальному режимі;
• Для цілорічного енергоспоживання - не менше 800 А / ч на 1 кВт / год в мінімальному режимі споживання.

При виборі панелі враховується три основні чинники:

1. геометрія;
2. Тип фотоелементів;
3. Номінальна вихідна напруга.

Коли стоїть питання: «купувати одну велику панель або кілька маленьких», наша порада - краще одну. Маленькі панелі добре встановлювати там, де немає можливості встановити велику панель (розмір її не перевищує 1,5 - 2 метрів). У цьому випадку площа з'єднань буде менше, а рівень надійності підвищиться.

При виборі напруги сонячної батареї рекомендується зупиняти на 24 вольтів панелях, так як у них вдвічі менше робочі струми, ніж у 12 вольтів панелей тієї ж потужності.

Найбільш часто пропоновані типи фотоелементів:

• На монокристаллическом кремнії;
• На поликристаллическом кремнії.

Монокристалічний тип дорожче, але його переваги набагато вище полікристалічного.

Якщо сумарна потужність панелей буде перевищувати потужність інвертора, це в рази виправдається навіть з урахуванням постійної потужної навантаження і потужного акумулятора.

При виборі розміщення панелей враховуються орієнтування будинку по сторонах світу і його «посадки» на місцевість. Традиційною орієнтацією вважається розміщення панелей на південь.

Зараз не проблема придбати систему відстеження Сонця. Будуть виправдані витрати на таке додаткове обладнання для сонячного колектора чи ні - рішення суто індивідуальне.

Важливо при виборі панелей враховувати характеристики контролерів, які розрізняють за типами контролерів зарядів і потужності. У деяких випадках ефективніше встановлювати мульмивований контролери (розраховані на кілька напруг).

При розрахунку важливо враховувати термін експлуатації системи, який без істотного зниження ККД може тривати 20 - 25 років.

Вартість системи може бути різною в залежності від комплектуючих: акумуляторних батарей, фотомодулів і інверторів. Приблизно ціна 1 кВт потужності варіюється в межах 2,5 - 3 €.

Яку систему брати для будинку, скільки коштів витратити на її придбання і чи будуть ці витрати окупності підрахувати не так вже й складно.

Залишити коментар

Ви маєте бути Увійти , Щоб залишати коментарі.