Солнечные батареи мощность на 1 м2

Содержание

Выбор и расчет солнечных панелей для дома

Солнечные батареи мощность на 1 м2

Правильно выбранные характеристики и место размещения фотоэлектрических модулей первоочередно влияют на эффективность домашней электростанции. Первое, на чем стоит акцентировать внимание при выборе — это тип кристаллов.

Монокристаллические панели обладают большим КПД, но работают только, когда солнечные лучи попадают под прямым углом 90°, что подходит для экваториальных широт. Второй вариант — поставить на поворотные трекеры, регулирующие угол наклона к Солнцу. При недостаточной или неправильной освещенности высокая вероятность, что вырабатываемого тока не хватит для включения инвертора.

Применяются в основном в промышленных СЭС, где важна максимальная выработка электричества на ограниченной территории.

В домашних электростанциях более распространенные поликристаллические модули. Отлично работают под любым наклоном к Солнцу, производят электричество даже из отраженного света. У них меньше порог автоматического запуска.

Поликристаллические панели дешевле в среднем на 2-3% монокристаллических. Хоть и разница цен между ними не существенна, для широт Украины вторые все же будут выгоднее

Бренд — не менее важный критерий выбора. Лучше выбирать из «Tier1» — ТОП-10 мировых производителей. Все 10 компаний реализуют полный цикл производства солнечных батарей и обеспечивают контроль качества на каждом этапе.

Согласно стандартам Tier1, за первый год эксплуатации фотомодуль не должен потерять больше 0,8% мощности, а за первые 25 лет — больше 20%. Фактически же у отдельных брендов Tier1 батареи сохраняют 80% номинала на протяжении 30 лет службы.

У менее рейтинговых компаний этот показатель не такой высокий, и соответственно больше процент потерь, а это не выработанная и не проданная энергия. Со временем недовыработка электричества будет расти, а с ней и потеря дохода. Если для Вас важно, чтобы батарея долго и качественно работала, то лучше выбирайте Tier1.

Определившись с брендом, посчитайте мощность Вашего проекта, но помните, что она ограничена.

Чем обусловлена мощность солнечной электростанции

Здесь играет важную роль ограничение электроснабжения на домохозяйство и площадь кровли. Дело в том, что каждом доме и квартире ограничена нагрузка на сеть. Обычно это 5-10 кВт. Это вызвано тем, что отдельный участок улицы или квартал обслуживает собственный распределительный энергоузел, рассчитанный на определенную суммарную максимальную нагрузку.

Выработанное по «зеленому тарифу» электричество прежде всего идет на снабжение домашней сети, и его количество не должно превышать ограничение по электропотреблению. Например, если РЭС отвели Вам только 7 кВт, мощность домашней СЭС не должна превышать этот показатель.

Больше просто не разрешат установить. Аварии, скорее всего, не случится но возникнут другие сложности со стороны энергопоставляющей компании, потому максимально допустимая выработка ограничивается инвертором. Он не пропустит в сеть больше номинала.

Для увеличения максимальной нагрузки Вам придется договариваться с РЭС, чтобы те провели на Ваш участок дополнительную линию с другого распределительного узла (при наличии технической возможности, конечно) и, скорее всего, за это придется доплачивать.

Мощность системы определяется номиналом инвертора, а не суммарной мощностью фотомодулей. Например, с тем же ограничением Вам никто не запрещает поставить 7кВт инвертор и панели на 10 кВт. В таком случае будет считаться, что мощность системы 7кВт.

В украинских широтах солнечные батареи почти никогда не работают на максимум, разве что посреди ясного дня летом. Обычно это 30-50% от номинала. Читайте про производительность тут.

Например, если у Вас стоит станция на 7 кВт. В сеть поступает в среднем 2-3 кВт в час. Если расширить мощность до 10 кВт, средняя выработка составит 4-5 кВт. С другой стороны, посреди ясного летнего дня будет производиться 8 кВт, а то и всех 9 кВт. При этом в сеть поступит только 7 кВт. В украинских широтах такая аномально высокая выработка вероятна несколько дней в году по 2-3 часа в сутки.

Инвертор «срежет» мощность выше своего номинала. В таких условия кратковременно будут небольшие потери, но в перспективе Вы продадите в энергосистему (или энергоснабжающей организации) до 40% больше электричества.

Зная ограничение электроснабжения, несложно посчитать, сколько модулей Вам понадобится.

Расчет мощности домашней СЭС

Все панели, из которых собирается массив, стандартизированы по габаритам и номиналу. При 260-290 Вт мощности, их площадь варьируется около 1,5 — 1,7 м2.

Маломощные фотомодули делаются из производственного брака, потому их сложнее купить. Если Вы встретите номиналы 50Вт, 100Вт или 150Вт, помните, что их качество скорее всего ниже стандарта, даже у топовых производителей.

Средний пример станции на 8кВт

Для расчетов возьмем стандарт класса Tier1. Для 8кВт станции, Вам понадобятся панели в количестве:

8000 Вт / 275 Вт/шт ≈ 29,09 шт

При округлении в большую сторону получится 30шт. Фактическая мощность станции составит:

275Вт/шт. × 30 шт. = 8 250 Вт.

Учитывая, что даже летом она будет работать на 50-60% от номинала, разница — не критичная.

Рассчитаем площадь кровли под электростанцию:

1,63 м2/шт. × 30 шт. = 48,9 м2.

Такая относительно небольшая конструкция легко разместится на любой крыше. А теперь рассчитаем максимально допустимый вариант.

Максимальный пример на 30кВт

По условиям зеленого тарифа, мощность домашней СЭС не должна превышать 30кВт. Чтобы соорудить такую станцию понадобится тех же панелей, что и в предыдущем примере:

30 000 Вт / 275 Вт/шт. = 109 шт.

Для их размещения необходима площадь:

1,63 м2/шт. × 109 шт. = 177,67 м2.

Важно понимать, что в расчетах отображена полезная площадь крыши. Даже если у Вас она намного больше, не факт, что ее хватит для размещения всех модулей.

Здесь важно не только количество квадратных метров, а и технические параметры: высота, форма, наклон. Не забывайте и о том, что это почти 2 тонны веса. Не каждая кровля выдержит такую гигантскую и увесистую конструкцию.

Какая должна быть крыша для СЭС?

При планировании, помимо габаритов кровли, учитывайте ее форму и угол наклона. Так как Украина находится в северном полушарии, больше всего света получает южная сторона. На ней и размещайте фотоэлектрические модули. Больше об этом читайте в статье про эффективность солнечных панелей.

Идеи для размещения фотомодулей

При наземной установке нужно в обязательном порядке обладать значительными площадями. Мы этот вариант пока рассматривать будем позже, а сейчас рассмотрим более практичные решения.

Если одной крыши мало — перенесите часть электростанции на другие объекты, например, тот же гараж или хозяйственные постройки. Правда для этого понадобится инвертор на два MPPT выхода (минимум).

Это хороший вариант при близком расположении от дома, так как в батареях вырабатывается постоянный ток, и с увеличением длины кабеля увеличиваются потери электричества. Потому, крайне желательно все размещать компактно.

При нехватке нескольких квадратных метров, соорудите дополнительный навес (если это возможно). Так Вы не нарушите эстетику дома и решите вопрос недостающей площади.

Простые и популярные решения

Самый простой вариант — соорудить отдельный навес, состоящий из нескольких опор и крыши из панелей, а пространство под ним использовать в качестве паркинга или других целей.

На фото пример того, как «выкрутиться из ситуации», если крыша дома не подходит для размещения.

Из-за того, что наклоны обеих участков отличаются — понадобится инвертор на 2 MPPT трекера.

Вот еще несколько примеров практического использования полезной площади:

Веранда с крыльцом суммарной мощностью около 7 кВт.

Функциональный навес для автомобиля — 2,5 кВт.

Панели на фасаде

Размещение панелей на фасаде здания целесообразно только при отсутствии иных вариантов, как на этом фото, где крыша повернута не в солнечную сторону, а свободного места для строительства площадей попросту нет.

Единственный недостаток: из-за такого наклона эффективность летом уменьшится, зато зимой, когда Солнце низко, она будет лучше, чем на крыше.

При планировании старайтесь не допускать таких ошибок, как на фото, где антенна кидает тень прямо на панель.

Благодаря таким идеям, Вы не ограничены в планировании мощности СЭС, за исключением рамок самого «зеленого тарифа».

Так, еще на этапе планирования Вы рассчитаете удобный наклон и размещение навеса, оптимально спроектируете его площадь.

Владислав С.

Источник: https://axiomplus.com.ua/news/vybor-i-raschet-solnechnyh-panelej/

Раз, два, три….расчет произвели…

10 февраля 2014

Прежде чем приступить к приобретению и монтажу солнечной энергоустановки, нужно точно для себя выяснить:

  • Существует ли необходимость в собственной автономной энергетической системе?
  • Какие задачи должны решаться с помощью солнечных батарей?

И уже, исходя из ответов на поставленные вопросы, принимать решение о покупке солнечных панелей или отказе от них. Следующий шаг – это расчет требуемой мощности. В случае использования солнечных батарей в качестве основного источника энергии показатель мощности будет один, если же Вы хотите использовать систему в качестве резервной – другой.

Читайте также  Генератор обратной мощности своими руками

Первый вариант наиболее дорогостоящий, потребуется большее количество батарей, более емкий аккумулятор и т.д. Второй вариант, наоборот, менее затратный, ведь в этом случае речь идет об ограниченном числе электроприборов, которые Вы будете использовать, например, при отключении электричества. Аварийные ситуации происходят достаточно редко, поэтому даже небольшое число солнечных батарей успеет преобразовать и накопить энергию, необходимую для поддержания жизнедеятельности Вашего дома.

Ориентировочный расчет

Чтобы произвести предварительный расчет требуемой мощности системы, необходимо суммировать мощность потребителей электроэнергии, которые включаются одновременно.

Это значение характеризует мощность нагрузки (Pнагр), зная которую вы сможете рассчитать мощность инвертора (Pинв) по формуле: Pинв = 1,2Pнагр. Например, при мощности нагрузки в 1кВт, мощность инвертора должна быть не ниже 1200 Вт.

Правильный расчет всех компонентов системы позволит Вам получить максимальную выгоду от ее установки дома и избежать ненужных трат.

Расчет необходимого количества солнечных батарей (N) потребует знание еще нескольких показателей:

  • энергоемкость дома;
  • коэффициент инсоляции для Вашего региона (Кинс.);
  • номинальная мощность солнечных батарей, которые вы планируете использовать (Pном.).

Показателем, характеризующим энергоемкость дома, является среднесуточное потребление (Wср.сут.). Коэффициент инсоляции определяется согласно статистическим данным, которые учитывают продолжительность светового дня, количество пасмурных дней и другие показатели. Данный коэффициент находится по специальным картам солнечной инсоляции, его значения для некоторых городов России, Украины и Белоруссии приведены в таблице 1.

Таблица 1

Город Коэффициент солнечной инсоляции, кВтч/м2/день
Янв Фев Март Апр Май Июнь Июль Авг Сент Окт Нояб Дек За год
Москва 0,50 0,94 2,63 3,07 4,69 5,44 5,51 4,26 2,34 1,08 0,56 0,36 2,62
Екатеринбург 0,64 1,50 2,94 4,11 5,11 5,72 5,22 4,06 2,56 1,36 0,72 0,44 2,87
Санкт-Петербург 0,35 1,08 2,36 3,98 5,46 5,78 5,61 4,31 2,60 1,23 0,50 0,20 2,79
Киев 1,69 2,56 3,15 3,49 4,71 4,19 4,48 4,40 3,14 2,44 1,39 1,44 3,09
Ялта 1,27 2,06 3,05 4,30 5,44 5,84 6,20 5,34 4,07 2,67 1,55 1,07 3,57
Харьков 1,19 2,18 3,42 4,48 5,65 5,89 5,83 5,05 3,71 2,24 1,27 0,93 3,49
Минск 0,81 1,64 2,76 3,75 4,94 4,95 4,86 4,32 2,73 1,55 0,82 0,57 2,81
Витебск 0,72 1,50 2,70 3,87 5,20 5,24 5,21 4,24 2,75 1,52 0,80 0,51 2,86
Брест 0,88 1,61 2,69 3,80 5,00 4,97 4,78 4,34 2,86 1,65 0,87 0,68 2,85

Теперь можно произвести расчет:

Определяем выработку энергии одним солнечным модулем в сутки:

WСБ = Pном.*Кинс.

Определяем количество солнечных батарей, которое потребуется для энергообеспечения дома:

N=Wср.сут./ WСБ

При расчете среднесуточного потребления не забывайте учитывать возможные потери на заряд/разряд аккумулятора, в среднем это значение принимают за 15-20%. Если Вы планируете использование солнечных батарей в течение всего года, коэффициент инсоляции должен выбираться наименьший за год.

Расчет должен производиться не только для солнечных батарей, но и для аккумуляторов, контроллеров заряда, инвертора.

Как показывает практика, тщательный расчет показателей энергосистемы, сокращает ее стоимость на 20-30%, а учитывая то, что расходы на приобретение и монтаж солнечных батарей и других элементов значительные, то экономия получается ощутимая.

Наглядный пример в помощь

Для небольшого дачного дома среднесуточное потребление электроэнергии составляет порядка 2-5 кВт*ч, для загородного коттеджа это значение может равняться 10-50 кВт*ч и даже больше. В таблице 1 приведены основные энергопотребители, которые встречаются в каждом доме. На основе представленных данных и произведем расчет.

Энергопотребитель Мощность, Вт Количество Среднесуточное время работы, ч Потребляемая мощность в сутки, кВт*ч
1 Лампа накаливания 100 3 3 0,9
2 Лампа накаливания 60 3 3 0,54
3 Телевизор 150 1 4 0,6
4 Насос 500 1 2 1
5 Холодильник 1000 1 2 2
6 Компьютер 400 1 2 0,8
7 Спутниковая антенна 30 1 4 0,12
ИТОГО: 5,96

Получается, энергоемкость нашего дома составляет 5,96 кВт, а с учетом потерь на разряд/заряд аккумулятора 5,96*1,15=6,854кВт. Допустим, что наш дом находится в Ялте, и мы планируем использовать устанавливаемую солнечную систему в течение всего года, тогда коэффициент инсоляции составит 3,57.

Номинальная мощность солнечных батарей, которые мы приобрели, равняется 100 Вт. За сутки один модуль сможет вырабатывать 100*3,57=357 Вт. Вычисляем количество: 6,854/0,6426=19,2, округляем в большую сторону и получаем 20 солнечных батарей смогут обеспечить дом, потребляющий около 6000 Вт*ч/сутки.

Как видно из расчета, наиболее прожорливыми приборами являются лампы накаливания и холодильник. Чтобы снизить энергозатраты рекомендуют:

  1. Заменить лампы накаливания на светодиодные энергосберегающие, потребляя всего 4 Вт они излучают светопоток, аналогичный 90 Вт лампе накаливания.
  2. Если обклеить холодильник пенопластом и отодвинуть от стены на 15 и более сантиметров, это снизит его энергопотребление на 15%.

Деньги любят счет…

Рекомендовано использовать солнечные панели мощностью от 100 до 140 Вт, рассчитанные на работу с 12 В аккумуляторами. Более мощные образцы имеют значительный вес и площадь, что затрудняет их установку и эксплуатацию, а менее мощные модели использовать для среднего дома крайне нецелесообразно. Из этих критериев и будем рассчитывать стоимость.

Модуль, изготовленный из поликристаллического кремния, мощностью в 100 Вт стоит порядка 5000 рублей. В нашем примере количество модулей равняется 20 шт., то есть только на них мы потратим 100 тыс. рублей. К этой сумме нужно прибавить стоимость аккумуляторов, инвертора и креплений для СБ. Для системы, которую мы рассматривали в примере, понадобится 7 аккумуляторов, стоимость одного составляет около 9-10 тыс.

рублей, то есть мы потратим еще около 60-70 тыс. рублей. В итоге с учетом затрат на крепления для солнечных батарей, инвертор и другие необходимые элементы получаем сумму в 200 тыс. рублей, именно столько необходимо будет потратить на автономную систему энергоснабжения для дома, потребляющего около 180 кВт в месяц.

А дальше уже Вам решать, насколько будет выгодна подобная конструкция из модулей на Вашем загородном участке.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Рассчитываем панели для автономной энергосистемы:

Источник: https://altenergiya.ru/sun/raz-dva-tri-raschet-proizveli.html

Расчёт солнечных батарей

Приветствую вас на сайте е-ветерок.ру, сегодня я хочу вам рассказывать о том сколько нужно солнечных батарей для дома или дачи, частного дома и пр. В этой статье не будет формул и сложных вычислений, я попробую донести всё простыми словами, понятными для любого человека. Статья обещает быть не маленькой, но я думаю вы не зря потратите своё время, оставляйте комментарии под статьёй.

Самое главное чтобы определится с количеством солнечных батарей надо понимать на что они способны, сколько энергии может дать одна солнечная панель, чтобы определить нужное количество. А также нужно понимать что кроме самих панелей понадобятся аккумуляторы, контроллер заряда, и преобразователь напряжения (инвертор).

Расчёт мощности солнечных батарей

Чтобы рассчитать необходимую мощность солнечных батарей нужно знать сколько энергии вы потребляете. Например если ваше потребление энергии составляет 100кВт*ч в месяц (показания можно посмотреть по счётчику электроэнергии), то соответственно вам нужно чтобы солнечные панели вырабатывали такое количество энергии. Сами солнечные батареи вырабатывают солнечную энергию только в светлое время суток.

И выдают свою паспортную мощность только при наличие чистого неба и падении солнечных лучей под прямым углом. При падении солнца под углами мощность и выработка электроэнергии заметно падает, и чем острее угол падения солнечных лучей тем падение мощности больше. В пасмурную погоду мощность солнечных батарей падает в 15-20 раз, даже при лёгких облачках и дымке мощность солнечных батарей падает в 2-3 раза, и это всё надо учитывать.

При расчёте лучше брать рабочее время, при котором солнечные батареи работают почти на всю мощность, равным 7 часов, это с 9 утра до 4 часов вечера. Панели конечно летом будут работать от рассвета до заката, но утром и вечером выработка будет совсем небольшая, по объёму всего 20-30% от общей дневной выработки, а 70% энергии будет вырабатываться в интервале с 9 до 16 часов.

Таким образом массив панелей мощностью 1кВт (1000ватт) за летний солнечный день выдаст за период с 9-ти до 16-ти часов 7 кВт*ч электроэнергии, и 210кВт*ч в месяц. Плюс ещё 3кВт (30%) за утро и вечер, но пускай это будет запасом так-как возможна переменная облачность. И панели у нас установлены стационарно, и угол падения солнечных лучей изменяется, от этого естественно панели не будут выдавать свою мощность на 100%.

Я думаю понятно что если массив панелей будет на 2кВт, то выработка энергии будет 420кВт*ч в месяц. А если будет одна панелька на 100 ватт, то в день она будет давать всего 700 ватт*ч энергии, а в месяц 21кВт.

Неплохо иметь 210кВт*ч в месяц с массива мощностью всего 1кВт, но здесь не всё так просто

Во-первых не бывает такого что все 30 дней в месяце солнечные, поэтому надо посмотреть архив погоды по региону и узнать сколько примерно пасмурных дней по месяцам. В итоге наверно 5-6 дней точно будут пасмурные, когда солнечные панели и половины электроэнергии не будут вырабатывать. Значит можно смело вычеркнуть 4 дня, и получится уже не 210кВт*ч, а 186кВт*ч

Так-же нужно понимать что весной и осенью световой день короче и облачных дней значительно больше, поэтому если вы хотите пользоваться солнечной энергией с марта по октябрь, то нужно увеличить массив солнечных батарей на 30-50% в зависимости от конкретного региона.

Но это ещё не всё, также есть серьёзные потери в аккумуляторах, и в преобразователей (инверторе), которые тоже надо учитывать, об этом далее.

Читайте также  Пуск синхронного двигателя большой мощности

Про зиму я пока говорить не буду так-как это время совсем плачевное по выработке электроэнергии, и тут когда неделями нет солнца, уже никакой массив солнечных батарей не поможет, и нужно будет или питаться от сети в такие периоды, или ставить бензогенератор. Хорошо помогает также установка ветрогенератора, зимой он становится основным источником выработки электроэнергии, но если конечно в вашем регионе ветренные зимы, и ветрогенератор достаточной мощности.

Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей

Примерно так выглядит солнечная электростанция внутри дома Ещё один пример установленных аккумуляторов и универсального контроллера для солнечных батарей

Самый минимальный запас ёмкости аккумуляторов, который просто необходим должен быть такой чтобы пережить тёмное время суток. Например если у вас с вечера и до утра потребляется 3кВт*ч энергии, то в аккумуляторах должен быть такой запас энергии.

Если аккумулятор 12 вольт 200 Ач, то энергии в нём поместиться 12*200=2400 ватт (2,4кВт). Но аккумуляторы нельзя разряжать на 100%. Специализированные АКБ можно разряжать максимум до 70%, если больше то они быстро деградируют. Если вы устанавливаете обычные автомобильные АКБ, то их можно разряжать максимум на 50%. По-этому, нужно ставить аккумуляторов в два раза больше чем требуется, иначе их придётся менять каждый год или даже раньше.

Оптимальный запас еъёмкости АКБ это суточный запас энергии в аккумуляторах. Например если у вас суточное потребление 10кВт*ч, то рабочая ёмкость АКБ должна быть именно такой. Тогда вы без проблем сможете переживать 1-2 пасмурных дня, без перебоев. При этом в обычные дни в течение суток аккумуляторы будут разряжаться всего на 20-30%, и это продлит их недолгую жизнь.

Ещё одна немаловажная делать это КПД свинцово-кислотных аккумуляторов, который равен примерно 80%. То-есть аккумулятор при полном заряде берёт на 20% больше энергии чем потом сможет отдать. КПД зависит от тока заряда и разряда, и чем больше токи заряда и разряда тем ниже КПД.

Например если у вас аккумулятор на 200Ач, и вы через инвертор подключаете электрический чайник на 2кВт, то напряжение на АКБ резко упадёт, так-как ток разряда АКБ будет около 250Ампер, и КПД отдачи энергии упадёт до 40-50%.

Также если заряжать АКБ большим током, то КПД будет резко снижаться.

Также инвертор (преобразователь энергии 12/24/48 в 220в) имеет КПД 70-80%.

Учитывая потери полученной от солнечных батарей энергии в аккумуляторах, и на преобразовании постоянного напряжения в переменное 220в, общие потери составят порядка 40%. Это значит что запас ёмкости аккумуляторов нужно увеличивать на 40%, и так-же увеличивать массив солнечных батарей на 40%, чтобы компенсировать эти потери.

Но и это ещё не все потери. Существует два типа контроллеров заряда аккумуляторов от солнечных батарей, и без них не обойтись.

PWM(ШИМ) контроллеры более простые и дешёвые, они не могут трансформировать энергию, и потому солнечные панели не могут отдать а АКБ всю свою мощность, максимум 80% от паспортной мощности.

А вот MPPT контроллеры отслеживают точку максимальной мощности и преобразуют энергию снижая напряжение и увеличивая ток зарядки, в итоге увеличивают отдачу солнечных батарей до 99%. Поэтому если вы ставите более дешёвый PWM контроллер, то увеличивайте массив солнечных батарей ещё на 20%.

Расчёт солнечных батарей для частного дома или дачи

Если вы не знаете ваше потребление и только планируете скажем запитать дачу от солнечных батарей, то потребление считается достаточно просто. Например у вас на даче будет работать холодильник, который по паспорту потребляет 370кВт*ч в год, значит в месяц он будет потреблять всего 30.8кВт *ч энергии, а в день 1.02кВт*ч.

Также свет, например лампочки у вас энергосберегающие скажем по 12 ватт каждая, их 5 штук и светят они в среднем по 5 часов в сутки. Это значит что в сутки ваш свет будет потреблять 12*5*5=300 ватт*ч энергии, а за месяц «нагорит» 9кВт*ч.

Также можно почитать потребление насоса, телевизора и всего другого что у вас есть, сложить всё и получится ваше суточное потребление энергии, а там умножить на месяц и получится некая примерная цифра. Например у вас получилось в месяц 70кВт*ч энергии, прибавляем 40% энергии, которая будет теряться в АКБ, инверторе и пр. Значит нам нужно чтобы солнечные панели вырабатывали примерно 100кВт*ч. Это значит 100:30:7=0,476кВт.

Получается нужен массив батарей мощностью 0,5кВт. Но такого массива батарей будет хватать только летом, даже весной и осенью при пасмурных днях будут перебои с электричеством, поэтому надо увеличивать массив батарей в два раза.

В итоге вышеизложенного в вкратце расчёт количества солнечных батарей выглядит так:

  • принять что солнечные батареи летом работают всего 7 часов с почти максимальной мощностью
  • посчитать своё потребление электроэнергии в сутки
  • Разделить на 7 и получится нужная мощность массива солнечных батарей
  • прибавить 40% на потери в АКБ и инверторе
  • прибавить ещё 20% если у вас будет PWM контроллер, если MPPT то не нужно
  • Пример: Потребление частного дом 300кВт*ч в месяц, разделим на 30 дней = 7кВт, разделим 10кВт на 7 часов, получится 1,42кВт. Прибавим к этой цифре 40% потерь на АКБ и в инверторе, 1,42+0,568=1988ватт. В итоге для питания частного дома в летнее время нужен массив в 2кВт.

    Но чтобы даже весной и осенью получать достаточно энергии лучше увеличить массив на 50%, то-есть ещё плюс 1кВт. А зимой в продолжительные пасмурные периоды использовать или бензогенератор, или установить ветрогенератор мощностью не менее 2кВт.

    Более конкретно можно рассчитать основываясь на данных архива погоды по региону.

    Стоимость солнечных батарей и аккумуляторов

    Цены на солнечные батареи и оборудование сейчас достаточно разнятся, одна и также продукция может по цене в разы отличаться у разных продавцов, поэтому ищите дешевле, и у проверенных временем продавцов. Цены на солнечные батареи сейчас в среднем 70 рублей за ватт, то-есть массив батарей в 1кВт обойдётся примерно в 70т.руб, но чем больше партия тем больше скидки и дешевле доставка.

    Качественные специализированные аккумуляторы стоят дорого, аккумулятор 12в 200Ач обойдётся в среднем в 15-20т.рублей. Я использую вот такие акб, про них написано в этой статье Аккумуляторы для солнечных батарей Автомобильные в два раза дешевле, но их надо ставить в два раза больше чтобы они прослужили хотябы лет пять. А так-же автомобильные АКБ нельзя ставить в жилых помещениях так-как они не герметичны.

    Специализированные при разряде не блолее 50% прослужат 6-10 лет, и они герметичные, ничего не выделяют. Можно купить и дешевле если брать крупную партию, обычно продавцы дают приличные скидки.

    Остальное оборудование наверно индивидуально, инверторы бывают разные, и по мощности, и по форме синусоиды, и по цене. Так-же и контроллеры заряда могут быть как дорогие со всеми функциями, в том числе с о связью с ПК и удалённым доступом через интернет.

    Источник: http://e-veterok.ru/095-solnehnye-batarei-vraschyot.php

    Как рассчитать мощность солнечных батарей для дома

    Солнечные батареи становятся с каждым годом все более востребованным видом автономных систем, являющихся альтернативой традиционного электроснабжения. Особенно популярны установки солнечных коллекторов в загородной зоне, на дачах где отсутствует подача электроэнергии. 

    Расчеты мощности

    При покупке солнечных батарей для дома, владельцев, прежде всего, интересует, какой объем мощности батарей понадобится для того, чтобы удовлетворить все насущные потребности. Так как система может обеспечить электроэнергией много приборов лишь в том случае, когда энергопотребление не будет выше количества энергии, производимой генератором.

    Система состоит из основных 4 компонентов:

    • Аккумуляторов;
    • Контролера заряда;
    • Фотоэлектрических панелей;
    • Инвертора.

    Расчет мощности солнечных батарей для дома актуален, прежде всего, тем, что при всех финансовых и материальных ограничениях важно знать, какого результата ожидать от батарей и стоит ли вообще покупать подобную систему энергоснабжения. Для каждого режима использования электроэнергии существует своя система расчета.

    За основу расчетов необходимой энергии берутся данные о возможности Солнца (мощность солнечного излучения), а так же стоит рассчитать сколько энергии планируется потреблять. Это можно сделать самостоятельно, посмотрев в таблицу «Расчет потребления электроэнергии»:

    Таблица потребления электроэнергии

    При этом учитываются:

    • Регион;
    • Погодные условия;
    • Угол наклона панели.

    Устанавливая угол наклона панели важно определиться, будет использование батарей круглогодичным или предполагается их эксплуатация только в летний период. Предпочтительно устанавливаемый для панелей угол наклона на 15° больше, чем географическая широта. Чем больше наклон, тем эффективнее выработка энергии.

    Расчет солнечных батарей для дома желательно проводить, имея данные и по горизонтальной, и по вертикальной установкам панелей.

    Процесс расчета

    Для того чтобы оценить производительность солнечных батарей, желательно взять для расчетов самый худший месяц зимой (январь в Москве) и летний максимум (июль в Москве).

    Стандартный поток солнечного света при 25° в 1 кВТ/м? — это номинальная мощность солнечной панели. Взяв месячную инсоляцию, и умножив ее на соотношение мощностей максимальной инсоляции и батареи можно получить оценку выработки батареи за конкретный месяц.

    Выработка фотоэлектрических панелей рассчитывается по формулам:

    1. Eсб = Eинс х Pсб х ? / Pинс

    Eсб — энергия солнечной батареей;
    Eинс — инсоляция 1 м? (конкретный месяц из таблицы);
    ? — КПД передачи электрического тока;
    Pсб — номинальная мощность батареи;
    Pинс — максимальная мощность инсоляции 1 м? земной поверхности.

    Так же можно делать расчет мощности солнечных батарей, необходимой для месячного энергопотребления.

    2. Рсб = Ринс х Есб/ (Еинс х ?)

    Читайте также  Как посчитать сечение провода по мощности

    В расчет КПД можно заложить потери (от 10 до 25%), которые могут происходить от дешевых контролеров заряда, которые, как правило, либо занижают выходное напряжение батареи или попросту игнорируют излишки энергии.

    2 Формула удобна, если необходимо рассчитать номинальную мощность солнечных батарей, учитывая конкретные условия инсоляции, но она не очень подходит для расчетов возможностей на весь год.
    1 Формула позволяет рассчитать мощность для различных режимов энергоснабжения батарей с разной номинальной мощностью.

    Пример расчета для Москвы

    Таблица обеспечения разных режимов функционирования солнечных батарей

    Предположим, что нужно рассчитать наклон 70°, но для Москвы нет таких данных, но есть данные угла наклонов панели 40° и 90°. В этом случае между этими данными берется среднее значение и округляется до 1 кВт/ч на меньшее число. При расчете мощности учитывается суммарный КПД контролера и инвертора – 91%. Значение «режим дефицита» говорит о том, что мощности не хватит даже для постоянной работы самой системы.

    Анализ расчетов

    Учитывая погодные особенности и номинальную мощность батарей можно сделать вывод, что 400 Вт батареи в Москве будет недостаточно даже на поддержку аварийного режима в летнее время. Хотя для дачи превышение выработки аварийного уровня 80% можно считать допустимым вариантом, особенно при непостоянной работе инвертора, а только при необходимости подачи электроэнергии.

    Маломощные системы не предназначены для круглосуточного бытового электроснабжения даже летом. Так как энергия в таких системах является критически важной для собственного потребления контролера заряда и инвертора. В зимнее время мощности солнечного коллектора будет не достаточно для работы всех электроприборов дома, но в летнее вполне допустимо, что электроснабжение будет бесперебойным.

    Возможности батарей из расчетов мощности для Москвы:

    • 500 Вт – дает аварийный минимум 80% с мая до конца августа;
    • 600 Вт – середина марта – сентябрь;
    • 800 Вт – с превышением аварийного уровня (кроме декабря и января) обеспечивает напряжение с марта по сентябрь;
    • 1 кВт – обеспечивает базовое потребление электроэнергии почти весь год, но в зимний период (декабрь и январь) энергии может не хватать;
    • 1.2 кВт – обеспечивает умеренный режим в июле, в марте – сентябре режим энергопотребления базовый. Аварийный минимум приходится на период ноябрь – январь;
    • 2 кВт – поддерживает комфортный режим, или близкий к нему в период май – август и базовый с февраля месяца по август. Но в длинные темные месяцы данной мощности солнечного коллектора может быть недостаточно;
    • 3.2 кВт – обеспечивает комфортный режим на все длинные дни и в течение года позволяет рассчитывать на аварийный минимум;
    • 5.3 кВт – батареи номинальной мощности, позволяющие практически без ограничений использовать электроэнергию в период май – август и круглый год в базовом режиме;
    • 8 кВт – мощность солнечной батареи, обеспечивающая использование электричества круглый год в умеренном режиме;
    • 13.5 кВт – круглогодичный комфортный режим энергопотребления.

    Основные критерии выбора оборудования

    На обеспечение электроснабжения от солнечных коллекторов влияют:

    • Продолжительность дня и ночи (ночью солнечные системы прекращают подавать энергию);
    • Погодных условий (в пасмурные дни уровень энергообеспечения спадает);
    • Сезонности (когда дни становятся короче ночей).

    В связи с этим рекомендуется выбирать емкость аккумуляторов 12 вольтовых:

    • Только для летнего периода — не менее 400 А/ч на 1 кВт/ч суточного потребления в минимальном режиме;
    • Для круглогодичного энергопотребления – не менее 800 А/ч на 1 кВт/ч в минимальном режиме потребления.

    При выборе панели учитывается три основных фактора:

    1. Геометрия;
    2. Тип фотоэлементов;
    3. Номинальное выходное напряжение.

    Когда стоит вопрос: «приобретать одну большую панель или несколько маленьких», наш совет — лучше одну. Маленькие панели хорошо устанавливать там, где нет возможности установить большую панель (размер ее не превышает 1,5 – 2 метров). В этом случае площадь соединений будет меньше, а уровень надежности повысится.

    При выборе напряжения солнечной батареи рекомендуется останавливать на 24 вольтовых панелях, так как у них вдвое меньше рабочие токи, чем у 12 вольтовых панелей той же мощности.

    Наиболее часто предлагаемые типы фотоэлементов:

    • На монокристаллическом кремнии;
    • На поликристаллическом кремнии.

    Монокристаллический тип дороже, но его преимущества намного выше поликристаллического.

    Если суммарная мощность панелей будет превышать мощность инвертора, это в разы оправдается даже с учетом постоянной мощной нагрузки и мощного аккумуляторного блока.

    При выборе размещения панелей учитываются ориентирование дома по сторонам света и его «посадки» на местность. Традиционной ориентацией считается размещение панелей на юг.

    Сейчас не проблема приобрести систему отслеживания Солнца. Будут оправданы расходы на такое дополнительное оборудование для солнечного коллектора или нет – решение сугубо индивидуальное.

    Важно при выборе панелей учитывать характеристики контролеров, которые различают по типам контролеров зарядов и мощности. В некоторых случаях эффективнее устанавливать мультивольтажные контролеры (рассчитанные на несколько напряжений).

    При расчете важно учитывать срок эксплуатации системы, который без существенного понижения КПД может продолжаться 20 – 25 лет.

    Стоимость системы может быть разной в зависимости от комплектующих: аккумуляторных батарей, фотомодулей и инверторов. Примерно цена 1 кВт мощности варьируется в пределах 2,5 – 3 €.

    Какую систему брать для дома, сколько средств потратить на ее приобретение и будут ли эти затраты окупаемы подсчитать не так уж сложно.

    

    Источник: http://EnergoRus.com/kak-rasschitat-moshhnost-solnechnyx-batarej-dlya-doma/

    Расчет мощности солнечных батарей

    Мощность солнечных панелей для автономных систем выбирается исходя из необходимой вырабатываемой мощности, времени года и географического положения.

    Необходимая вырабатываемая мощность определяется мощностью, требуемой потребителям электроэнергии, которые планируется использовать. При расчете  стоит учитывать потери на преобразование постоянного напряжения в переменное, заряд-разряд аккумуляторов и потери в проводниках.

    Солнечное излучение величина не постоянная и зависит от многих факторов – от времени года, времени суток, погодных условий и географического положения. Эти факторы также должны учитываться при расчете количества необходимой мощности солнечных панелей.  Если планируется использование системы круглогодично, то расчет должен производиться с учетом самых неблагоприятных месяцев с точки зрения солнечного излучения.

    При расчете для каждого конкретного региона необходимо проанализировать статистические данные о солнечной активности за несколько лет.

    На основании этих данных, определить усредненную действительную мощность солнечного потока на квадратный метр земной поверхности. Эти данные можно получить у местных или международных метеослужб.

    Статистические данные позволят с минимальной погрешностью спрогнозировать количество солнечной энергии для вашей системы, которая будет преобразована солнечными панелями в электроэнергию.

    Для примера рассмотрим усредненную дневную инсоляцию по месяцам с одного из серверов метеослужб для г. Москвы. Данные указаны с учетом атмосферных явлений и являются усредненными за несколько лет.

    Единица измерения инсоляции в таблице кВт*ч/м2/сутки.

    Угол наклона плоскости, градусы по отношению к земле (0°- инсоляция на горизонтальную плоскость, 90 – инсоляция на вертикальную плоскость и т. п.), при этом плоскость ориентирована на Юг.

      Янв. Февр. Март Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Нояб. Дек. Среднегодовая инсоляция кВт*ч/м2/сутки 0°

    0.75 1.56 2.81 3.87 5.13 5.27 5.14 4.30 2.63 1.49 0.81 0.50 2.86
    40° 1.51 2.55 3.78 4.34 5.12 4.97 5.00 4.57 3.22 2.20 1.46 1.08 3.32
    55° 1.66 2.70 3.82 4.16 4.70 4.51 4.53 4.31 3.17 2.27 1.58 1.20 3.22
    70° 1.72 2.71 3.67 3.79 4.18 3.95 4.00 3.85 2.97 2.24 1.62 1.26 3.00
    90° 1.65 2.50 3.19 3.07 3.21 2.99 3.05 3.08 2.51 2.02 1.53 1.22 2.50
    Оптимальный угол 72.0 63.0 50.0 34.0 20.0 11.0 16.0 27.0 43.0 58.0 69.0 74.0 44.6

    Как видно, самым неблагоприятным месяцем для данного региона является декабрь, дневная усредненная инсоляция на горизонтальную поверхность земли составляет 0,5 кВтч/м2/сутки, на вертикальную – 1,22 кВт*ч/м2/сутки.

    При угле наклона плоскости относительно земли 70 градусов инсоляция будет составлять 1,26 кВтч/м2/день, оптимальным углом для декабря является 74 градуса.

    Самым благоприятным месяцем является июнь и инсоляция на горизонтальную поверхность составит 5,27 кВтч/м2/сутки, оптимальный угол наклона для июня 11 градусов.

    Угол наклона солнечной панели, при круглогодичном использовании в системе, которая потребляет в среднем одну и ту же мощность независимо от времени года, должен совпадать с оптимальным углом наклона самого неблагоприятного месяца по количеству солнечной радиации. Оптимальным углом наклона для декабря в г.

    Москва является 74 градус, таким образом и стоит устанавливать солнечную панель, так как в другие месяцы инсоляция заметно больше, и как следствие выработки электроэнергии будет более чем достаточно. Более того, в зимнее время при углах наклона 70-90 градусов, на солнечной панели не будут скапливаться осадки в виде снега.

    Если задачей является получение максимальной мощности от солнечных панелей, в течение всего года, то требуется постоянно ориентировать солнечную панель максимально  перпендикулярно солнцу.

    Формула расчета мощности солнечных панелей

    Pсп=Eп*k* Pинс / Eинс, где:

    Pсп — мощность солнечных панелей, Вт;

    Еп — потребляемая энергия, Втч в сутки;

    Eинс — среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч/м2/день;

    Pинс – мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт/м2);

    k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, преобразование постоянного напряжения в переменное, обычно принимают равным 1,2-1,4.

    Формула расчета вырабатываемой энергии солнечными батареями

    Eв=Eинс*Pсп/Pинс*k, где:

    Pсп — мощность солнечных панелей, Вт;

    Ев — вырабатываемая энергия солнечными панелями, Втч в сутки;

    Eинс — среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч/м2/день;

    Pинс – мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт/м2);

    k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, преобразование постоянного напряжения в переменное, обычно принимают равным 1,2.

    Источник: http://b-eco.ru/articles/calc_power1/

    Понравилась статья? Поделить с друзьями:
    Добавить комментарий