Как да изчислим мощността на слънчевия панел за вашия дом

Създадено: 19 декември 2019 г.

Много често, когато кандидатстват за избор на оборудване или при избора на слънчева електроцентрала, клиентите задават въпроса: Как да изчислим мощността и броя на слънчевите панели и батерии и каква мощност да изберем слънчева електроцентрала. В тази статия ще се опитаме да се справим с този проблем и ще се опитам да обясня на прост език, без да навлизам в подробности, как да направя това.

На първо място, трябва да разберете колко електроенергия консумирате на ден., това може да стане, като се вземат средните месечни показания на електромера и се дели на 30 дни. Така получаваме средното потребление на ден. Например социалната норма в RO за двама души е 234kW, което е около 8kWh електроенергия на ден. Съответно, ние се нуждаем от слънчеви панели, за да генерираме същото количество енергия на ден.

Изчисляване на броя на слънчевите панели и техния капацитет

Тъй като слънчеви панели генерират електрическа енергия само през дневните часове, тогава това трябва да се вземе предвид на първо място, също така си струва да се разбере, че производството в облачни дни и през зимата е много намалено и може да бъде 10-30 процента от мощността на панелите. За простота и удобство ще изчисляваме от април до октомври, по времето на деня основното производство работи от 9 до 17 часа, т.е. 7-8 часа на ден... През лятото интервалите, разбира се, ще бъдат по-дълги, от изгрев до залез, но през тези часове продукцията ще бъде много по-малка от номиналната, така че ние усредняваме.

И така 4 слънчеви панела с мощност 250W. (Общо 1000 W). На ден ще се генерират 8 kWh енергия, т.е. на месец е 240 кВтч. Но това е идеално изчисление, както казахме по-горе, в облачни дни мощността ще бъде по-малка, така че е по-добре да вземете 70% от продукцията, 240 * 0,7 = 168 kWh. Това е средно изчисление без загуби в инвертора и батериите. Също така тази стойност може да се използва за изчисляване на мрежова слънчева централа, където батериите не се използват.

Изчисляване на слънчеви панели

Необходимата мощност на слънчевите панели се изчислява според времето в района и интензивността на излъчване през различни периоди от годината. Ъглите на наклон хоризонтално и вертикално са от голямо значение при изчисленията. Този показател е особено важен, ако слънчевата система ще работи през цялата година. Местоположението на оборудването също ще зависи от това. Ако ъгълът на наклона не изисква корекции, тогава панелите могат да бъдат поставени директно върху покрива на сградата.

Най-важната мярка е изчисляването на слънчевите панели, броя на модулите и тяхната ефективност. Данните са взети за най-добрия и най-лошия месец по отношение на енергийната ефективност. За изчисления на стандартна изолация се избира площ от 1 м2 и за определяне на номиналната мощност се изисква температура от 25 ° С със стандартен светлинен поток от 1 кВт / м2.

Определянето на работата на слънчевата батерия през месеца се извършва по следната формула: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. Неговите променливи съответстват на следните показатели:

• Esb - количеството енергия, генерирано от батерията.
• Eins е резултат от месечна слънчева изолация от 1 m2.
• η е стойността на общата ефективност при предаване на ток през проводници.
• Рсб е номиналната мощност на слънчевия панел.
• Rince е най-високата мощност на слънчева изолация от 1 m2 от повърхността на Земята.

При изчисляването е необходимо да се използват единици, които са еднакви за всички показатели. Обикновено това са джаули или киловатчас. Чрез изчисляване на месечната инсолация можете лесно да определите номиналната мощност на слънчевия панел, необходима за генериране на месечно количество електроенергия: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Трябва да се отбележи, че напрежението на изхода на слънчевия панел ще бъде с 15-40% по-високо от напрежението на батерията. Когато се използват евтини контролери, тази разлика неизменно отива на вятъра. По-скъпите съвременни модели могат да намалят тази цифра до 2-5%.

Слънчевата радиация има различни оценки на мощността, в зависимост от сезона и конкретния месец. Номиналната мощност на самия панел остава непроменена, следователно правилният избор на мястото на неговото инсталиране е от голямо значение. Използвайки формулите по-горе, може да се определи само приблизителен брой модули. За да се получи точна стойност с необходимия марж, се взема двоен брой панели, коригирани за нощно време, облачни дни, снеговалежи и други фактори, които намаляват ефективността на системата.

Изчисляване на батерии за слънчева електроцентрала

След това нека преминем към изчисляване на капацитета на батерията за слънчеви панели. Количеството и капацитетът им трябва да бъдат такива, че енергията, която се съхранява в тях, да е достатъчна за тъмното време на деня, струва си да се има предвид, че консумацията на електричество през нощта е минимална в сравнение с дневната активност.

100Ah батерия съхранява приблизително 100A * 12V = 1200W. (100W крушка ще работи от такава батерия в продължение на 12 часа). Така че, ако консумирате 2,4 kWh на вечер. електричество, тогава трябва да инсталирате 2 батерии по 100Ah всяка. (12V), но тук трябва да се има предвид, че е нежелателно батериите да се разреждат със 100%, а по-добре не повече от 70% -50%. Въз основа на това получаваме 2 батерии по 100Ah всяка. ще съхранява 2400 * 0,7 = 1700Wh. Това е вярно, когато се разрежда с малки токове, когато се свързват мощни консуматори, настъпва спад на напрежението и капацитетът всъщност намалява.

Ако искате да изчислите колко капацитет на батерията е необходим за слънчева батерия, по-долу е таблица за съответствие (за 12V система.):

• Слънчева батерия 50W. - батерия 20-40 A.h.
• 100W. - 50-70 ч. Ч.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200W. - 100-130 ч. Ч.
• 300W. - 150-250 ч. Ч.

Анализ на изчисленията

Като се вземат предвид метеорологичните условия и номиналната мощност на батериите, можем да заключим, че 400 W батерия в Москва няма да е достатъчна дори за поддържане на аварийния режим през лятото. Въпреки че за даване, превишение на аварийното ниво от 80% може да се счита за приемлив вариант, особено при периодичната работа на инвертора, но само когато е необходимо електричество.

Системите с ниска мощност не са предназначени за денонощно битово захранване дори през лятото. Тъй като енергията в такива системи е критична за самопотреблението на контролера на заряда и инвертора. През зимата мощността на слънчевия колектор няма да е достатъчна за работата на всички електрически уреди у дома, но през лятото е напълно приемливо захранването да бъде непрекъснато.

Възможности на батерията от изчисленията на мощността за Москва:

• 500 W - дава авариен минимум от 80% от май до края на август;
• 600 W - средата на март - септември;
• 800 W - когато аварийното ниво е надвишено (с изключение на декември и януари), то осигурява напрежение от март до септември;
• 1 kW - осигурява основно потребление на електроенергия за почти цялата година, но през зимата (декември и януари) енергията може да не е достатъчна;
• 1,2 kW - осигурява умерен режим през юли, през март - септември основният режим на консумация на енергия. Аварийният минимум попада в периода ноември - януари;
• 2 kW - поддържа комфортен режим или близък до него в периода май - август и основен от февруари до август. Но в дългите, тъмни месеци този капацитет на слънчевия колектор може да не е достатъчен;
• 3,2 kW - осигурява комфортен режим за всички дълги дни и през цялата година ви позволява да разчитате на авариен минимум;
• 5,3 kW - батерии с номинална мощност, позволяващи почти неограничено използване на електричество в периода май - август и целогодишно в основен режим;
• 8 kW - мощността на слънчевата батерия, която осигурява използването на електричество през цялата година в умерен режим;
• 13,5 kW - целогодишен комфортен режим на консумация на енергия.

Инверторна мощност и загуби

Сега, що се отнася до инвертора, той също има своя собствена ефективност и това е около 75-90%, т.е. всички получени стойности на производство на енергия и резерв могат да бъдат приписани на тези проценти. В резултат на това е по-добре да вземете двоен резерв на капацитет за батерии, така че с консумация от 2400Wh на нощ, инсталирайте 4 батерии с капацитет от 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Мощността на инвертора показва номиналното натоварване, което може да бъде свързано към него., т.е. броя и вида на домакинските уреди.

В резултат на това получаваме слънчева електроцентрала за 2,5 kW:

1. Слънчеви панели 4бр. По 250W. Производство на месец 170-240 kWh (36 хиляди рубли)
2. Батерия 100Ah всяка. 4 неща. запас до 4800 вата. (AGM батерии 50 хиляди рубли)
3. Инвертор 2,4 kW номинална мощност на свързаното оборудване (27 хиляди)

Общо 113 хиляди рубли. за комплект оборудване.

Максимално натоварване и среден разход на енергия

В момента не всеки може да си позволи да инсталира подстанция със слънчева енергия в своята селска къща. Независимо от това, когато планирате тяхната инсталация, първо трябва да разберете какво върхово натоварване трябва да се очаква при включени домакински уреди, както и какво средно количество електроенергия консумират на ден.

Максималното ниво на натоварване се определя въз основа на максималната мощност на всички електрически уреди в къщата, така че когато няколко от тях са включени едновременно, системата в къщата може да се справи с товара.

За да се определи средната дневна консумация на всяко от устройствата, мощността му трябва да се умножи по времето за работа от мрежата на ден. И общото потребление на енергия се намира чрез сумиране на енергията от всички уреди в къщата.

Определянето на общите цифри на потреблението на енергия ще ви позволи да планирате ефективното използване на слънчевата енергия, генерирана от слънчеви панели. Освен това получените цифри позволяват да се изчисли мощността на слънчевите панели за дома, така че да знаете коя батерия трябва да купите. Капацитетът на батерията пряко влияе върху нейната цена.

Мощност на домакинските уреди, консумация на електроенергия

По отношение на потребителите и техния капацитет, ето основните:

• Led TV - 50-150W.
• Хладилник клас A - 100-300W. (само когато компресорът работи)
• Лаптоп - 20-50W
• Енергоспестяваща лампа - 30W, LED 3-9W
• Стенен котел (електроника + вградена помпа) - 70-130W.
• Рутер - 10-20W.
• Климатик 9 - 700-900W.
• електронна поща Чайник - 1500W.
• Микровълнова печка - 500-700W.
• Шайба - 600 - 900W.
• DVR + 4 камери - 30-50W.

Всички мощности са посочени в часа на работа на устройството, трябва да се има предвид, че повечето устройства работят за кратко, чайникът се загрява за 5 минути, хладилникът се включва на всеки 2-3 часа в продължение на един час, за да поддържа темпото. Помпата на котела работи и при поддържане на температурата на охлаждащата течност. Можете също така да изчислите други устройства според този принцип.

Какво е включено в комплекта на Слънчевата система

За да получите ток, не е достатъчно да закупите слънчеви панели и да ги свържете. Слънчевата система се състои от множество еднакво важни технически устройства, благодарение на които се създава желаният ефект. Така че, за да може вашият дом да има електричество с екологичен произход, освен слънчеви панели, ще трябва да закупите още 6 основни елемента на системата, а именно:

• генератор;
• инвертор;
• батерия;
• контролер за слънчево зареждане;
• консуматор 230V;
• свързваща кутия.

Ето защо, преди да започнете да проектирате инсталацията и разположението на фотоволтаична система, трябва да разберете, че това е много по-скъпо, отколкото да купувате самостоятелно слънчеви панели.Срокът на експлоатация и ефективността на избраните елементи ще зависи от броя на модулите, класа и фирмата на производителя. Правилно подбраните технически характеристики, надеждността на устройството и разположението на слънчевите панели ще бъдат ключът към висококачествените характеристики и издръжливост.

Изчисляване на броя на батериите за дома

За да изчислите колко батерии са ви необходими за вашия дом, трябва да оцените стойностите на няколко ключови параметъра. Нека да разгледаме всичко по ред.

Изчисляване на потреблението на енергия

За да изчислите необходимия брой панели, трябва да започнете, като направите списък на всички електрически уреди и тяхното време на работа, като вземете предвид мощността. Само след като изготвите техническо описание на системата, можете да изчислите общото търсене на къщата, което е задължителна стъпка за изчисляване на броя на слънчевите панели. Таблицата по-долу показва стойностите на отделните електрически уреди, за да ви помогне да изчислите.

За да изчислите правилно цената на електричеството във вашия дом, в зависимост от броя на устройствата, можете да видите мощността на всяко отделно устройство в техническата му документация или в интернет на уебсайта на производителя.

След като изчислите, трябва да коригирате стойностите, тъй като слънчевата батерия приема 100% постоянен ток, който се преобразува в променлив ток с помощта на инвертора, в резултат на което се губят до 20% от напрежението . Също така трябва да вземете предвид факта, че началната мощност на всяко електрическо устройство е няколко пъти по-висока от посочената в паспорта, следователно при изчисляване на общата консумирана електроенергия трябва да оставите грешка, която ще се използва от инвертора за първите няколко секунди, когато устройството се стартира. Ако в къщата има много такива мощни устройства и те могат да бъдат включени едновременно, тогава е по-добре да осигурите отделно включване за стартиране.

Определяне на количеството енергия от слънцето в определена област

Количеството енергия, генерирана от слънчевите панели, зависи от региона и слънчевата радиация. Такива показатели не могат да бъдат изчислени или измерени независимо, за това трябва да се свържете с хидрометеорологичната станция или справочната книга за данни. Той може да бъде намерен в Интернет, достатъчно е да посочите в търсенето вашия град и определението за слънчева радиация. След като съберете необходимата информация, трябва да използвате следната формула, за да определите количеството енергия:

Средна годишна слънчева радиация: kW * h / m2 / ден

Тъй като слънцето грее по различно време на годината с различни нива на радиация, препоръчително е да се изчисли стойността му въз основа на показателите за цялата година, т.е. да се използва средната стойност, разбира се, ако искате да използвате слънчеви панели през цялата година. Въз основа на изчислените данни можете да определите броя и мощността на слънчевия модул. Например, помислете за стойностите на Москва, Котелническа насип, ширина 55,7.

Тези приблизителни показатели и горната формула ви позволяват да направите най-точните изчисления за избора на мощност и броя на слънчевите панели, с изключение на случаите, когато има изключително дълъг период на дъждовно или облачно време.

Изчисляване на броя на батериите

Въз основа на дадените по-рано стойности за енергийна консумация на електрически уреди, както и нивото на слънчева радиация, можете да определите точното количество слънчеви панели, за да осигурите електричество на вашия дом.И така, ние вземаме стойността на радиацията от таблицата за месеца или периода, който ви интересува, и след това я разделяме на 1000. Получената стойност се нарича пико-часове, в 1000 W / m2. А слънчевият модул от своя страна генерира такова количество енергия, където Pw е мощността, E е стойността на изолацията за избрания период, k е коефициент, равен на 0,5 през лятото и 0,7 през зимата:

W = k Pw E / 1000

Коефициентът W коригира загубата на мощност не само консумираната от инвертора или стартовата междина при изключване на електрически уреди, но и косото падане на лъчите, което варира през целия ден. Горната формула и необходимото количество енергия, консумирана в къщата (предварително изчислена) ви позволяват да определите общата мощност на модула и по този начин да разберете колко слънчеви панела трябва да осигурите напълно. Днес батериите се представят с капацитет от 50 W и повече. Генераторът може да се използва за регулиране на необходимата стойност.

Много е важно да не избирате слънчеви панели от край до край според изчислената мощност, например, ако средната консумация на енергия на къща е 68W, не трябва да купувате един модул с мощност 70W, по-добре е купете два 50W панела или използвайте слънчева електроенергия частично, а не за постоянно използване. Но експертите съветват, че ако вече сте се заели с такъв въпрос като осигуряване на къща с екологичен ток, тогава е по-добре да изчислите показателя в излишък.