Ako optimálne vypočítať parametre solárneho zariadenia pre vaše potreby?

Vytvorené: 19. decembra 2019

Veľmi často si zákazníci pri uchádzaní sa o výber zariadenia alebo pri výbere solárnej elektrárne kladú otázku: Ako vypočítať výkon a počet solárnych panelov a batérií a aký výkon zvoliť solárnu elektráreň. V tomto článku sa pokúsime zaoberať touto otázkou a pokúsim sa vysvetliť jednoduchým jazykom, bez podrobností, ako to urobiť.

Najskôr si musíte zistiť, koľko elektriny denne spotrebujete, to sa dá urobiť tak, že sa urobia priemerné mesačné odpočty elektromera a vydelí sa to 30 dňami. Dostaneme teda priemernú spotrebu za deň. Napríklad sociálna norma v RO pre dve osoby je 234kW, čo je asi 8kWh elektriny za deň. Preto potrebujeme solárne panely, aby generovali rovnaké množstvo energie za deň.

Výpočet počtu solárnych panelov a ich kapacity

Keďže solárne panely generovať elektrickú energiu iba počas denného svetla, potom to treba predovšetkým zohľadniť, treba tiež pochopiť, že výkon v oblačných dňoch a v zime je veľmi znížený a môže predstavovať 10 - 30 percent výkonu panelov. Pre jednoduchosť a pohodlie budeme počítať od apríla do októbra, v dennú dobu hlavná výroba prebieha od 9. do 17. hodiny, t.j. 7-8 hodín denne... V lete budú intervaly samozrejme dlhšie, od východu slnka do západu slnka, ale počas týchto hodín bude výkon oveľa menší ako nominálny, takže sme v priemere.

Čiže 4 solárne panely s kapacitou 250W. (spolu 1 000 W). Vyrobí sa 8 kWh energie za deň, t.j. za mesiac je to 240 kWh. Ale toto je ideálny výpočet, ako sme už povedali vyššie, v oblačných dňoch bude výkon nižší, takže je lepšie brať 70% výkonu, 240 * 0,7 = 168 kWh. Toto je priemerný výpočet bez strát v invertore a batériách. Túto hodnotu možno tiež použiť na výpočet sieťovej solárnej elektrárne, kde sa nepoužívajú batérie.

Koľko energie môže jeden solárny panel poskytnúť za deň?

Vypočítať, koľko môže dať jeden solárny panel za deň, je náročnejšie. Hneď je potrebné zdôrazniť, že výpočet bude skôr približný, pretože zdroj (v tomto prípade slnko) je nestabilný. Tu je potrebné vziať do úvahy niekoľko faktorov:

• napájanie z výroby v paneli;
• úroveň slnečného žiarenia vo vašej oblasti počas roka;
• plánované straty počas prevádzky na batériu.

Pri maximálnom továrenskom výkone je všetko jasné - je to uvedené v pase produktu. To ale vôbec neznamená, že v praxi bude solárny panel pracovať práve s takýmto výkonom. Skutočný energetický výkon závisí od úrovne slnečného žiarenia - množstva svetla, ktoré môže panel prijímať počas roka (a v rôznych regiónoch je veľmi odlišné), a od všetkých nadchádzajúcich únikov energie (napríklad pri nabíjaní / vybíjaní batérií, ovládača). prevádzka atď.) ... Účinnosť batérie ovplyvňuje aj správna inštalácia panelu, schopnosť meniť jeho sklon, čistota fotobuniek (panely musia byť pravidelne čistené od snehu, prachu a nečistôt).

Takže výkon solárnej batérie v lete a v zime sú dve rôzne hodnoty. Vypočítavajú sa takto:

• Výrobný výkon panelu (môžu sa líšiť) sa vynásobí priemernou mesačnou úrovňou slnečného žiarenia pre požadovaný región v lete (berie sa horný indikátor). To sa potom vynásobí letným korekčným faktorom 0,5. Výsledný údaj bude znamenať skutočnú energiu solárnej batérie v lete.
• Výrobný výkon panelu sa vynásobí priemernou mesačnou úrovňou slnečného žiarenia pre daný región v najtemnejšom mesiaci zimy a potom sa vynásobí korekčným faktorom pre zimu rovnajúcim sa 0,7. Výsledný údaj bude znamenať skutočný výkon batérie v zime.

Rozdiel medzi zimnou a letnou energiou solárnej batérie môže byť v regiónoch s miernym podnebím každých 5-6 krát. Po zistení skutočného výkonu batérie by ste sa mali vrátiť k spotrebe energie. K tomu je potrebné k predtým vypočítanému ukazovateľu domu pripočítať veľkosť strát z prevádzky samotného solárneho zariadenia (hlavne batérií). Napríklad ak sú takéto straty 25%, potom by sa výdavky domácnosti mali vynásobiť 1,25. Výsledkom je skutočná spotreba energie, keď sú v prevádzke všetky domáce spotrebiče a solárna batéria.

A nakoniec zostáva zistiť, koľko panelov bude potrebných na zabezpečenie domácnosti elektrinou. Ich počet bude zverejnený v rôznych zimných a letných obdobiach. Ak to chcete urobiť, vydelte celkové množstvo energie spotrebovanej v domácnosti (vrátane prepätia batérie) energiou batérie. Keď sa vydelí zimnou energiou, získa sa počet panelov potrebných v zime. Keď sa vydelí letnou silou, letnou. Je potrebné poznamenať, že rozdiel bude tiež asi 5-násobný. Teraz, keď poznáte náklady a požadovaný počet panelov, môžete vypočítať, aká výnosná je ich inštalácia vo vašej domácnosti.

Výpočet batérií pre solárnu elektráreň

Ďalej prejdime k výpočtu kapacity batérie pre solárne panely. Ich počet a kapacita by mali byť také, aby energia, ktorá je v nich uložená, stačila na tmavý čas dňa, stojí za zváženie, že spotreba elektrickej energie v noci je v porovnaní s dennou činnosťou minimálna.

100Ah batéria uchováva približne 100 A * 12V = 1 200 W. (100W žiarovka bude z takejto batérie fungovať 12 hodín). Ak teda spotrebujete 2,4 kWh za noc. elektrina, potom musíte nainštalovať 2 batérie po 100Ah. (12V), ale tu je treba mať na pamäti, že je nežiaduce vybiť batérie o 100%, lepšie nie o viac ako 70% - 50%. Na základe toho dostaneme 2 batérie po 100 Ah. uloží 2400 * 0,7 = 1700 Wh. To platí pri vybíjaní malými prúdmi, pri pripájaní výkonných spotrebiteľov k poklesu napätia a kapacite v skutočnosti klesá.

Ak chcete vypočítať, koľko energie je potrebné pre solárnu batériu, nižšie je uvedená tabuľka zhody (pre systém 12V):

• Solárna batéria 50W. - batéria 20-40 A.h.
• 100 W. - 50-70 A.h.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200 W. - 100 - 130 Ah
• 300 W. - 150 - 250 A.h.

Výpočet solárnych panelov pre súkromný dom alebo letnú chatu

Regióny: Moskva, Novosibirsk, Krasnodar.
Inštalácia solárnych panelov na napájanie domu vyžaduje starostlivý predbežný výpočet. Schopnosti takéhoto vybavenia sú obmedzené a vo veľkej miere závisia od vonkajších podmienok:

• geografické umiestnenie regiónu
• klimatické a poveternostné podmienky
• denné hodiny

Výkonnosť komplexu vždy závisí od vonkajších podmienok. Rovnaká súprava zariadení za rôznych podmienok demonštruje navzájom odlišné výsledky, preto bude v každom prípade potrebný špeciálny výpočet. Je možné si ho objednať u špecializovaných organizácií alebo vykonať nezávisle. Zvážte, ako vypočítať solárne panely pre váš dom a získať efektívnu elektráreň.

Potreba elektriny

Výpočet solárnych panelov pre letné sídlo alebo súkromný dom musí začínať stanovením potreby elektrickej energie. Túto hodnotu možno zistiť z nameraných hodnôt elektromera alebo vypočítať podľa spotreby energie každého spotrebiteľa a doby jeho použitia. Druhá možnosť je oveľa komplikovanejšia a obsahuje chyby, preto je správnejšie riadiť sa odpočtom meračov.

Počet slnečných dní

Druhým krokom bude stanovenie počtu slnečných dní v regióne, dĺžky denného svetla podľa ročných období.V aplikáciách SNiP je mapa slnečného žiarenia v regiónoch Ruska, ktorá udáva množstvo slnečnej energie v rôznych častiach krajiny. Určuje priemerné ročné množstvo dostupnej energie pre dané mesto alebo región. Toto je dôležitá metrika, ktorá demonštruje hornú hranicu možností vybavenia v danom mieste.

Po určení týchto hodnôt môžete začať počítať výkon solárnych panelov pre váš domov.

Výpočet výkonu solárnych panelov

Pri výpočte solárnej batérie je potrebné vziať do úvahy, že denné svetlo je prevažne geografickým ukazovateľom. Pri výpočte solárnych panelov pre dom je potrebné vychádzať zo skutočnej výroby energie, ktorá v ranných a večerných hodinách výrazne klesá v dôsledku poklesu intenzity slnečného žiarenia.

Zvyčajne je v lete zaznamenaný maximálny výkon panelov od 9. do 16. hodiny, a vo zvyšku dňa rozdajú 20 - 30% svojej sily. Okrem toho poveternostné podmienky vykonávajú výrazné úpravy, ktoré môžu znížiť produkciu energie na polovicu alebo viac. Skutočný výkon solárnej batérie by sa preto mal brať na maximálnu polovicu, ktorá je uvedená v pase, a množstvo energie by sa malo vypočítať na 70% dĺžky denného svetla.

Odborníci odporúčajú, aby sa pri výpočtoch vôbec nezohľadňovali ranné a večerné hodiny, pričom ich odkážu na potrebnú bezpečnostnú rezervu systému. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy najnepriaznivejšie podmienky a pridať k nim určité percento vplyvu negatívnych faktorov.

To nebude zbytočné, pretože niektoré detaily sa vždy nezohľadňujú, čo významne mení prevádzkové podmienky a požadovaný výkon solárnych panelov na meter štvorcový.

Vzorec

Vzorec pre výpočet solárnych panelov je nasledovný:

Psp = Ep * k * piny / einy,

• kde Psp je sila solárneho panelu
• Ep je denné množstvo energie potrebnej na napájanie všetkých spotrebiteľov v domácnosti
• K - stratový faktor, obvykle rovný 1,2-1,4
• Kolíky - sila slnečného žiarenia na zemskom povrchu
• Eins - tabuľková hodnota priemerného mesačného slnečného žiarenia v danom regióne

Pomocou tohto vzorca nájdite požadovaný výkon solárnej batérie na 1 štvorcový. meter. Podľa výkonu sa určuje, koľko solárnych panelov je potrebných pre súkromný dom, výpočet počtu panelov sa robí vydelením celkovej hodnoty parametrami jedného prvku.

Výpočet kapacity batérie pre solárne panely

Kapacita batérií by mala zodpovedať výkonu solárnych panelov a zabezpečiť spotrebu domu ako počas denného svetla, tak aj v noci. Je potrebné obmedziť kapacitu batérií, aby ste nepremrhali ďalšie peniaze. Je však potrebné mať určitú rezervu kapacity, pretože batérie sa nedajú úplne vybiť.

Množstvo prípustného vybitia pre každý typ batérie je odlišné, napríklad nabitie autobatérií je možné spotrebovať iba do 50%. Najlepšou možnosťou je mať denný prísun energie. Je nepraktické mať ich viac, pretože sa tým výrazne zvýšia náklady na systém. Menšia dodávka môže obyvateľom domu v prípade nepriaznivých vonkajších podmienok nechať elektrinu.

Ďalej je potrebné počítať s účinnosťou batérií, invertora a možnosťou zlého fungovania solárnych panelov z dôvodu nepriaznivého počasia, snehu na povrchu fotobuniek atď. Tieto straty sa zvyčajne odhadujú na 40%, ale treba k nim pripočítať aj účinnosť regulátora.

To je dôležité, pretože niektoré modely nemajú prakticky žiadny vplyv na proces prenosu energie, ale lacnejšie modely dokážu znížiť prenos o 20%.

Výpočet a výber striedača

Výpočet solárnej elektrárne je ukončený výberom výkonu invertora. Jedná sa o zariadenie, ktoré prevádza jednosmerný prúd z batérií na striedavé napätie so štandardnými parametrami 220 V 50 Hz.

Najjednoduchšou možnosťou výpočtu výkonu striedača je stanovenie dennej potreby domu pre elektrinu (podľa odpočtov merača), ktorej musí striedač zodpovedať. Aby ste zohľadnili možné situácie vyššej moci, zvážte špičkové zaťaženie vynásobením dennej spotreby koeficientom 1,3.

Existuje ďalšia možnosť výpočtu invertora - podľa výkonu solárnych panelov a kapacity batérie. Väzuje na výsledok s dostupným vybavením, pôvodne sa však počítalo aj na základe dennej spotreby energie, takže obe možnosti sú prakticky rovnaké. Na základe toho možno výpočet solárnej elektrárne pre dom považovať za úplný a pokračovať k priamemu vytvoreniu súpravy.

Voľba hotového invertora, ako je to v prípade batérií, sa vykonáva výberom zariadenia podľa prijatých údajov. Odporúča sa zvoliť invertor, ktorý má mierne zvýšený výkon o 10 - 15%, aby sa vyrovnal pokles výkonu v priebehu času.

Výkon a straty invertora

Teraz, pokiaľ ide o invertor, má tiež svoju vlastnú účinnosť, ktorá je asi 75-90%, t.j. k týmto percentám možno priradiť všetky získané hodnoty výroby a rezervy energie. Vo výsledku je lepšie vziať na batérie dvojnásobnú rezervu kapacity, preto pri spotrebe 2 400 Wh za noc nainštalujte 4 batérie s kapacitou 100 Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Výkon meniča zobrazuje menovitú záťaž, ktorú je možné k nemu pripojiť., teda počet a typ domácich spotrebičov.

Vo výsledku dostaneme solárnu elektráreň s výkonom 2,5 kW:

1. Solárne panely 4ks. 250 W každý. Generácia za mesiac 170 - 240 kWh (36 tisíc rubľov)
2. Batéria 100 Ah. 4 veci. skladom až 4800 wattov. (AGM batérie 50 tisíc rubľov)
3. Menič 2,4 kW menovitý výkon pripojeného zariadenia (27 tisíc)

Celkom 113 tisíc rubľov. za sadu zariadení.

Možnosti výpočtu

Existujú iba dva spôsoby výpočtu výkonu solárnych panelov pre domácnosť a letné sídlo. Pred inštaláciou solárnych panelov sa odporúča zaznamenávať údaje o spotrebovanej energii niekoľko mesiacov, aby ste dosiahli priemernú hodnotu.

Alebo vypočítajte celkový výkon domácich spotrebičov, ktoré neustále používate. Nachádza sa v technickej dokumentácii pre elektrické spotrebiče. Nájdete ho aj na internete zadaním názvu modelu do vyhľadávacieho panela.

Ak poznáte výkon spotrebičov používaných v domácnosti, mal by sa vynásobiť časom, počas ktorého pracujú počas dňa. Všetky prijaté údaje sa spočítajú. Toto bude údaj pre orientáciu.

Ak plánujete inštaláciu invertora s regulátorom, je potrebné ich zohľadniť aj pri výpočte celkového výkonu solárnych panelov inštalovaných v dome alebo na letnej chate.

Spotreba elektrickej energie pre domáce spotrebiče

Pokiaľ ide o spotrebiteľov a ich kapacitu, tu sú tí hlavní:

• LED TV - 50 - 150 W.
• Chladnička triedy A - 100-300W. (iba keď je kompresor v prevádzke)
• Notebook - 20 - 50 W
• Úsporná žiarovka - 30 W, LED 3 - 9 W.
• Nástenný kotol (elektronika + zabudované čerpadlo) - 70 - 130W.
• Router - 10-20W.
• Klimatizácia 9 - 700-900W.
• Email Čajník - 1 500 W.
• Mikrovlnná rúra - 500-700W.
• Podložka - 600 - 900W.
• DVR + 4 kamery - 30-50W.

Všetky sily sú uvedené v hodine prevádzky prístroja, treba mať na pamäti, že väčšina zariadení pracuje na krátky čas, kanvica sa zahrieva 5 minút, chladnička sa zapína každé 2-3 hodiny na hodinu, aby sa udržalo tempo. Čerpadlo kotla funguje aj pri udržiavaní teploty chladiacej kvapaliny. Podľa tohto princípu môžete vypočítať aj ďalšie zariadenia.

Ako optimálne vypočítať parametre solárneho zariadenia pre vaše potreby?

Pred použitím alternatívnych zdrojov elektrickej energie by ste mali vykonať energetický audit vášho systému spotreby, na základe ktorého by sa mali prijať opatrenia na optimalizáciu spotreby energie.Napríklad: výmena všetkých žiaroviek v dome za žiarovky LED, ktoré pri rovnakom svetle spotrebujú 10-krát menej energie, môže viesť k viac ako polovici spotreby energie v dome ako celku.

Aby sme správne vypočítali solárnu elektráreň pre naše potreby, musíme určiť iba 4 parametre:

1. Celkový výkon panelu
2. Celková kapacita batérií (vyrovnávacia pamäť, v ktorej sa akumuluje prúd).
3. Aký druh regulátora nabíjania batérie je potrebný?
4. Aký druh invertora je potrebný (zariadenie, ktoré prevádza napätie batérie na sieťové napätie)?

Takže v poradí:

1. Celkový výkon solárnych panelov

Určuje sa nasledovne: musíme vypočítať, koľko kW denne spotrebujeme, to znamená, že odoberieme výkon zariadenia, vynásobíme ho počtom požadovaných prevádzkových hodín za deň a zosumarizujeme údaje získané zo všetkých zariadení. Získame určitý počet kW za deň, ktorý potrebujeme.

Alebo ešte jednoduchšie a presnejšie (ak je to možné), ak už máte elektrinu a existuje merač, na ktorom mesačne platíte za „vyhorené“ kilowatthodiny: Priemerný mesačný údaj berieme z „ranných“ kilowattov, vydelíme ho do 30 (dní) a získajte od nás požadovaný indikátor!

Napríklad: prišli sme k záveru, že potrebujeme až 9 kW elektrickej energie denne (270 kW mesačne).

Denný výkon generovaný panelom sa určuje vynásobením maximálneho výkonu panelu 5 hodinami jeho prevádzky za deň (denné hodiny sú zvyčajne aj v zime od skorého úsvitu do neskorého súmraku najmenej 9 hodín, avšak oblačnosť a zrážky sú tu umiestnené nadol, ktoré znižujú výkon panelu, takže nám trvá 5 hodín práce pri maximálnom výkone). Napríklad: model solárneho panelu EW-310W vynásobený 5 hodinami = výkon za deň 1 550 W, to znamená 1,55 kW za deň

Aby sme teda mohli získať potrebných 9 kW energie za deň, potrebujeme 6 panelov EW-310-A, ktoré budú generovať celkovo 9,3 kW elektrickej energie za deň.

2. Celková kapacita batérií v ampérhodinách.

Výsledných 9,3 kW elektrickej energie počas denného svetla treba niekde uložiť. Jedna 100% nabitá batéria 100 Amp uchováva približne 1 kW elektrickej energie (vybíjanie je približne 80 - 90%).

Takže, aby sme sa „zmestili“ na 9,3 kW, musíme vynásobiť počet kilowattov 100 a dostaneme veľkosť požadovanej medzipamäte batérie v ampéroch schopných pojať naše kilowatty 9,3 X 100 = 930 ampérov, ktorú potrebujeme.

Ďalej musíme zobrať najmenej 70% „rezervy“: po prvé, aby sa batérie nevybíjali príliš hlboko, t.j. nevyužíva na maximum. A za druhé ... zrazu niekedy potrebujeme zvýšenú spotrebu nie o 7 - 11 kW, ako sa zvyčajne spotrebuje, ale povedzme o 15 kW. Preto 930 ampérov + 70% = 1 581 ampérov!

Zaokrúhľujeme toto číslo na násobky 200 ampérov a dostaneme 1 600 ampérov.

Vezmite si napríklad 200-ampérové ​​batérie. Celkovo potrebujeme 8 kusov batérií ako vyrovnávaciu pamäť.

Na poznámku: nárazník v solárnych systémoch, na rozdiel od veterných systémov, nemá zmysel robiť ho príliš veľkým z toho dôvodu, že úlohou akumulátorového nárazníka je akumulovať a ukladať energiu, kým nie je znovu dodaná. Veterné generátory nemusia mať tento príjem niekoľko dní po sebe (pokojné obdobie), ale solárne panely ich nemôžu mať (no, neexistuje nič také, že by niekoľko dní po sebe nesvitlo, ak by ste neboli na severe. Poliak). Každý deň svitá, čo znamená, že každý deň je poplatok!

3. Aký radič je potrebný?

Regulátor je srdcom slnečnej sústavy a jeho účinnosť a výkon všeobecne závisia od neho.

Príklad: jeden radič je vďaka svojej vyrobiteľnosti schopný „vtesnať“ z rovnakého radu solárnych panelov do batérií dvakrát viac elektriny ako druhý.

DÔLEŽITÉ! - Regulátor musí byť zo strany solárnych panelov pod vysokým napätím (aby bolo možné panely zostaviť do niekoľkých zostáv, t. J. Zvýšiť napätie). To zaisťuje v podmienkach, ktoré sa vôbec nepodobajú africkej savane (v zime málo slnečných dní + krátke denné svetlo), normálnu výrobu solárnej elektrárne.

Takže máme 6 panelov s výkonom 310 W (1 860 W inštalovaného výkonu), optimálnym radičom by bol radič schopný zabezpečiť sériové pripojenie najmenej k 2 (ideálne až k 3) vo vysokonapäťovej zostave, aby sa zabezpečilo ich generovanie na oblakoch. dni.

Ďalej sú tieto vysokonapäťové zostavy (ak sú 2 panely, potom v našom prípade budú 3 z nich), (ak sú v sérii 3 panely, potom budú 2 také zostavy) sú paralelne spojené s jedným radičom .

Napríklad: solárny panel EW-310W má napätie naprázdno 46 voltov a prúd okolo 9 ampérov, aby sme mohli zapojiť 3 takéto panely do série do zostavy a potom paralelne zapojiť 2 takéto zostavy, potrebujeme ovládač, ktorý vydrží vstupné napätie 140 voltov a prúd najmenej 20 ampérov

4. Aký druh invertora je potrebný?

Je dôležité určiť, aké maximálne špičkové zaťaženie sa chystáte súčasne pripojiť k elektrickej sieti (môžete jednoducho spočítať výkon všetkých elektrických spotrebičov v dome). A práve pre tento indikátor by ste si mali zvoliť invertor v širokom rozsahu výkonov od 1,3 kW do 570 kW (ponúkame viac ako 30 modelov vysoko kvalitných invertorov MAC).
Späť na zoznam otázok