Как да изчислим оптимално параметрите на слънчева инсталация за вашите нужди?

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 го направя.

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 раздели 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 преди всичко, също така си струва да се разбере, че продукцията в облачни дни и през зимата е много намалена 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 продукцията 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.

Колко енергия може да осигури един слънчев панел на ден?

По-трудно е да се изчисли колко може да даде един слънчев панел на ден. Веднага трябва да се подчертае, че изчислението тук ще бъде доста приблизително, тъй като източникът (в случая слънцето) е нестабилен. Тук трябва да се вземат предвид няколко фактора:

• панелна фабрична мощност;
• нивото на изолация във вашия район през годината;
• планирани загуби по време на работа на батерията.

С максималната фабрична мощност всичко е ясно - посочено е в паспорта на продукта. Но това изобщо не означава, че на практика слънчевият панел ще работи точно с такава мощност. Действителната енергийна мощност зависи от нивото на слънчева изолация - количеството светлина, което панелът може да получи през годината (а в различните региони е много различно), и всички предстоящи течове на енергия (например при зареждане / разреждане на батерии, контролер експлоатация и др.) ... Ефективността на батерията се влияе и от правилния монтаж на панела, възможността за промяна на наклона му, чистотата на фотоклетките (панелите трябва редовно да се почистват от сняг, прах и мръсотия).

И така, мощността на слънчевата батерия през лятото и зимата са две различни стойности. Те се изчисляват, както следва:

• Фабричната мощност на панела (те могат да бъдат различни) се умножава по средното месечно ниво на инсолация в желания регион през лятото (взема се горният индикатор). След това се умножава по летен корекционен коефициент от 0,5. Получената цифра ще означава реалната мощност на слънчевата батерия през лятото.
• Фабричната мощност на панела се умножава по средното месечно ниво на изолация за даден регион през най-мрачния зимен месец и след това се умножава по корекционен коефициент за зимата, равен на 0,7. Получената цифра ще означава реалната мощност на батерията през зимата.

Разликата между зимната и лятната мощност на слънчевата батерия може да бъде в региони с умерен климат на всеки 5-6 пъти. След като разберете реалната мощност на батерията, трябва да се върнете към консумираната мощност. За да направите това, към предварително изчисления индикатор за къщата, трябва да добавите размера на загубите от работата на самата слънчева инсталация (главно батерии). Например, ако такива загуби са 25%, тогава разходите на домакинствата трябва да се умножат по 1,25. Ще се окаже реална консумация на енергия по време на работа на всички устройства в къщата и самата слънчева батерия.

И в крайна сметка остава да разберете колко панела ще са необходими, за да осигурите на дома си електричество. Техният брой ще излезе през различните зимни и летни периоди. За да направите това, разделете общото количество енергия, консумирана в къщата (включително преразхода на батерията), от мощността на батерията. Когато се дели на зимна мощност, това дава броя на панелите, необходими през зимата. Когато се дели на лятна сила, лято. Трябва да се отбележи, че разликата също ще бъде около 5 пъти. Сега, знаейки цената и необходимия брой панели, можете да изчислите колко печеливша е тяхната инсталация във вашия дом.

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 електроенергия 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 капацитета 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.

Изчисляване на слънчеви панели за частна къща или лятна вила

Региони: Москва, Новосибирск, Краснодар.
Инсталирането на слънчеви панели за захранване на къщата изисква внимателно предварително изчисление. Възможностите на такова оборудване са ограничени и до голяма степен зависят от външните условия:

• географско разположение на региона
• климатични и метеорологични условия
• дневна светлина

Работата на комплекса винаги зависи от външните условия. Един и същ комплект оборудване при различни условия показва различни резултати един от друг, поради което във всеки случай ще се изисква специализирано изчисление. Може да се поръча от специализирани организации или да се извърши самостоятелно. Нека да разгледаме как да изчислим слънчевите панели за вашия дом, за да получим ефективна електроцентрала.

Нужди от електричество

Изчисляването на слънчевите панели за лятна резиденция или частна къща трябва да започне с определяне на нуждите от електричество. Тази стойност може да бъде намерена от показанията на електромера или изчислена от енергийната консумация на всеки потребител и времето на неговото използване. Вторият вариант е много по-сложен и изпълнен с грешки, поради което е по-правилно да се ръководите от показанията на измервателния уред.

Брой слънчеви дни

Втората стъпка ще бъде да се определи броят на слънчевите дни в региона, продължителността на светлинните часове по сезони.В приложенията на SNiP има карта на изолацията на регионите на Русия, която дава количеството слънчева енергия в различни части на страната. Той определя средногодишното количество налична енергия за даден град или регион. Това е важна метрика, която демонстрира горната граница на възможностите на оборудването в дадено място.

След като определите тези стойности, можете да започнете да изчислявате мощността на слънчевите панели за вашия дом.

Изчисляване на мощността на слънчевите панели

Започвайки изчисляването на слънчевата батерия, трябва да се вземе предвид, че дневните часове са предимно географски показател. Когато се изчисляват слънчеви панели за един дом, трябва да се изхожда от действителното производство на енергия, която спада значително сутрин и вечер, поради намаляване на интензивността на слънчевия блясък.

Обикновено през лятото се отбелязва максималната производителност на панелите от 9 до 16 часа, а през останалата част от деня те дават 20-30% от силата си. Освен това метеорологичните условия правят значителни корекции, които могат да намалят производството на енергия наполовина или повече. Следователно реалната производителност на слънчевата батерия трябва да бъде взета на максимум половината от посочената в паспорта и количеството енергия трябва да бъде изчислено за 70% от продължителността на светлата част от денонощието.

Експертите препоръчват изобщо да не се вземат предвид сутрешните и вечерните часове при изчисленията, като ги насочват към необходимия резерв на безопасност на системата. Освен това е необходимо да се вземат предвид най-неблагоприятните условия и да се добави към тях определен процент от въздействието на отрицателните фактори.

Това няма да е излишно, тъй като винаги се оставят някои детайли, които значително променят условията на работа и необходимата мощност на слънчевите панели на квадратен метър.

Формула

Формулата за изчисляване на слънчеви панели е както следва:

Psp = Ep * k * Pins / Eins,

• където Psp е мощността на слънчевия панел
• Ep е дневното количество енергия, необходимо за захранване на всички потребители у дома
• K - коефициент на загуба, обикновено равен на 1,2-1,4
• Щифтове - сила на слънчевата изолация на земната повърхност
• Eins - таблична стойност на средната месечна инсолация в даден регион

Използвайки тази формула, намерете необходимата мощност на слънчевата батерия на 1 кв. метър. Според мощността се определя колко слънчеви панела са необходими за частна къща, изчисляването на броя на панелите се извършва чрез разделяне на общата стойност на параметрите на един елемент.

Изчисляване на капацитета на батерията за слънчеви панели

Капацитетът на батериите трябва да съответства на производителността на слънчевите панели и да осигурява консумацията на къщата както през дневните часове, така и през нощта. Необходимо е да се ограничи капацитетът на батериите, за да не се губят излишни пари. Необходимо е обаче да има определен резерв от капацитет, тъй като батериите не могат да бъдат напълно разредени.

Количеството допустимо разреждане за всеки тип батерия е различно, например, зареждането на автомобилните батерии може да се консумира само до 50%. Най-добрият вариант е да имате ежедневно снабдяване с енергия. Непрактично е да имате повече, тъй като това значително ще увеличи цената на системата. По-малкото снабдяване може да остави жителите на къщата без електричество в случай на неблагоприятни външни условия.

Освен това е необходимо да се вземе предвид ефективността на батериите, инвертора и възможността за лошо функциониране на слънчевите панели поради лошо време, сняг на повърхността на фотоклетките и т.н. Тези загуби обикновено се изчисляват на 40%, но към тях трябва да се добави ефективността на контролера.

Важно е, тъй като някои модели практически нямат ефект върху процеса на пренос на енергия, но по-евтините модели са в състояние да намалят предаването с 20%.

Изчисляване и избор на инвертор

Изчисляването на слънчевата електроцентрала завършва чрез избор на мощност на инвертора. Това е устройство, което преобразува постоянен ток от батерии в променливо напрежение със стандартни параметри 220 V 50 Hz.

Най-простият вариант за изчисляване на мощността на инвертора е да се определят ежедневните нужди на дома от електричество (според показанията на брояча), на които инверторът трябва да отговаря. За да се вземат предвид възможните форсмажорни ситуации, вземете предвид върховото натоварване, умножавайки дневния разход с коефициент 1,3.

Има и друга опция за изчисляване на инвертора - според производителността на слънчевите панели и капацитета на батерията. Той свързва резултата с наличното оборудване, но първоначално е изчислен въз основа на дневната консумация на енергия по един и същ начин, така че и двата варианта са практически равни. На това изчислението на слънчева електроцентрала за къщата може да се счита за завършено и да се пристъпи към директното създаване на комплекта.

Изборът на готов инвертор, както при батериите, се прави чрез избор на устройство според получените данни. Препоръчително е да изберете инвертор, който има леко повишена производителност от 10-15%, за да компенсира спада в производителността с течение на времето.

Инверторна мощност и загуби

Сега, що се отнася до инвертора, той също има своя собствена ефективност, която 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 от капацитет за батерии, така че когато консумирате 2400Wh на нощ, инсталирайте 4 батерии с капацитет 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.

Опции за изчисление

Има само два метода за изчисляване на мощността на слънчевите панели за дома и лятната резиденция. Препоръчително е преди да инсталирате слънчеви панели, да запишете данните за консумираната енергия в продължение на няколко месеца, за да имате средна стойност.

Или изчислете общата мощност на битовите уреди, които постоянно използвате. Има го в техническите документи за електрически уреди. Можете да го намерите и в Интернет, като въведете името на модела в лентата за търсене.

Познавайки силата на уредите, използвани в къщата, тя трябва да се умножи по времето, през което те работят през деня. Всички получени данни се добавят. Това ще бъде фигурата за ориентация.

Ако планирате да инсталирате инвертор с контролер, те също трябва да бъдат взети предвид при изчисляване на общата мощност на слънчеви панели, инсталирани в къща или лятна вила.

Мощност на битовите уреди, консумация на електроенергия

Сега, по отношение на потребителите и техния капацитет, ето основните:

• LED телевизор - 50-150W.
• Хладилник клас A - 100-300W. (само когато компресорът работи)
• Тетрадка - 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 за час работа на устройството, трябва да се има предвид, че повечето устройства работят за кратко време, 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.

Как да изчислим оптимално параметрите на слънчева инсталация за вашите нужди?

Преди да използвате каквито и да било алтернативни източници на електроенергия, трябва да извършите енергиен одит на вашата система за потребление, въз основа на който да се вземат мерки за оптимизиране на потреблението на енергия.Например: подмяна на всички крушки с нажежаема жичка в къща с LED такива, които при една и съща светлина консумират 10 пъти по-малко енергия може да доведе до повече от половината от потреблението на енергия в къщата като цяло.

За да изчислим правилно слънчевата електроцентрала за нашите нужди, трябва да определим само 4 параметъра:

1. Обща мощност на панела
2. Общият капацитет на батериите (буферът, в който се натрупва токът).
3. Какъв вид контролер за зареждане на батерията е необходим?
4. Какъв вид инвертор е необходим (устройство, което преобразува напрежението на батерията в мрежово напрежение)?

И така, за да:

1-ви. Обща мощност на слънчевите панели

Определя се по следния начин: трябва да изчислим колко kW консумираме на ден, тоест вземаме мощността на устройството, умножаваме го по броя на необходимите работни часове на ден и обобщаваме данните, получени от всички устройства. Получаваме определен брой kW на ден, от който се нуждаем.

Или още по-опростени и по-точни (ако е възможно), ако вече имате електричество и има брояч, на който плащате ежемесечно за „изгорели“ киловатчас: Вземаме средната месечна цифра от „навитите“ киловати, разделяме го до 30 (дни) и вземете необходимия ни индикатор!

Например: стигнахме до извода, че ни трябват до 9 kW електроенергия на ден (270 kW на месец).

Ежедневната мощност, генерирана от панела, се определя чрез умножаване на максималната мощност на панела по 5 часа от работата му на ден (дневните часове обикновено са дори през зимата от ранни зори до късните здрачи ​​за поне 9 часа, но облачността и валежите са насложени тук, които намаляват производителността на панела, така че отнемаме 5 часа работа при максимална мощност). Например: моделът на слънчевия панел EW-310W умножен по 5 часа = дневна мощност от 1550W, т.е. 1,55kW на ден

По този начин, за да получим необходимите 9 kW енергия на ден, се нуждаем от 6 EW-310-A ​​панела, които ще генерират общо 9,3 kW електричество на ден.

2-ри. Общият капацитет на батериите в ампер-часове.

Получените 9,3 kW електричество през светлата част на денонощието трябва да се съхраняват някъде. Една 100% заредена батерия 100Amp съхранява приблизително 1kW електричество (до приблизително 80-90% разряд).

И така, за да „поберем“ 9.3kW, трябва да умножим броя на киловата по 100 и ще получим размера на необходимия буфер на батерията в Ампера, способен да побере нашите киловати 9.3 X 100 = 930 Ампера от необходимия ни капацитет.

След това трябва да вземем поне 70% от „Резерва“: първо, така че батериите да не се разреждат твърде дълбоко, т.е. не се експлоатира до краен предел. И второ ... изведнъж, в някои от дните се нуждаем от увеличена консумация от не 7 - 11 kW, както обикновено се консумира, но да кажем 15 kW. Съответно, 930 Ампера + 70% = 1,581 Ампера!

Закръгляме тази цифра в кратни на 200 ампера и получаваме 1600 ампера.

Вземете например 200-амперни батерии. Общо се нуждаем от 8 броя батерии като буфер.

На бележка: буферът в слънчевите системи, за разлика от вятърните системи, няма смисъл да го прави твърде голям поради причината, че задачата на акумулаторния буфер е да акумулира и съхранява енергията, докато не се подаде отново. Вятърните генератори може да нямат този доход няколко дни подред (спокоен период), но слънчевите панели не могат да го имат (е, няма такова нещо, което да не изгрее няколко дни подред, ако не сте на север Полюс). Всеки ден има разсъмване, което означава, че има такса всеки ден!

3-ти. Какъв контролер е необходим?

Контролерът е сърцето на слънчевата система и неговата ефективност и производителност като цяло зависят от него.

Пример: единият контролер, поради своята технологичност, е в състояние да "изцеди" 2 пъти повече електричество от същия масив слънчеви панели в батериите, отколкото другия.

ВАЖНО! - Контролерът трябва да бъде с високо напрежение от страната на слънчевите панели (за да може панелите да се сглобяват в последователни монтажи, т.е. за да се увеличи напрежението). Това е, което осигурява, при условия, които съвсем не са близо до африканската савана (не много слънчеви дни + къси светлинни часове през зимата), нормалното производство на слънчева електроцентрала.

И така, имаме 6 панела от 310W (1860W инсталирана мощност), оптималният контролер би бил контролер, способен да осигури серийна връзка поне до 2 (в идеалния случай до 3) в сглобка за високо напрежение, за да осигури генерирането им в облачно дни.

Освен това тези високоволтови възли (ако има 2 панела, тогава в нашия случай ще има 3 от тях), (ако има 3 панела последователно, тогава ще има 2 такива сглобки) са свързани паралелно към един контролер .

Например: слънчевият панел EW-310W има напрежение в отворена верига от 46 волта и ток от около 9 ампера, за да се свържат последователно 3 такива панела в комплект и след това да се свържат паралелно 2 такива модула, имаме нужда от контролер, който може издържат на входно напрежение от 140 волта и ток от поне 20 ампера

4-ти. Какъв вид инвертор е необходим?

Важно е да определите какъв максимален пиков товар ще свързвате към електрическата мрежа едновременно (можете просто да добавите мощността на всички електрически уреди в къщата). И точно за този индикатор трябва да изберете инвертор в широк диапазон от мощности от 1,3 kW до 570 kW (предлагаме повече от 30 модела висококачествени MAC инвертори).
Обратно към списъка с въпроси