Obliczanie baterii słonecznej i baterii, zestaw do elektrowni słonecznej

Utworzono: 19 grudnia 2019 r

Bardzo często, starając się o dobór sprzętu lub przy wyborze elektrowni słonecznej, klienci zadają pytanie: jak obliczyć moc i liczbę paneli słonecznych i baterii oraz jaką moc wybrać elektrownię słoneczną. W tym artykule postaramy się poradzić sobie z tym problemem i postaram się wyjaśnić prostym językiem, bez wchodzenia w szczegóły, jak to zrobić.

Przede wszystkim musisz dowiedzieć się, ile energii zużywasz dziennie.można to zrobić, biorąc średnie miesięczne odczyty liczników energii elektrycznej i dzieląc je przez 30 dni. Otrzymujemy więc średnie dzienne spożycie. Na przykład norma społeczna w RO dla dwóch osób to 234 kW, czyli około 8 kWh energii elektrycznej dziennie. W związku z tym potrzebujemy paneli słonecznych do generowania takiej samej ilości energii dziennie.

Obliczanie liczby paneli słonecznych i ich pojemności

Ponieważ panele słoneczne generują energię elektryczną tylko w ciągu dnia, to należy to przede wszystkim wziąć pod uwagę, warto również zrozumieć, że moc w pochmurne dni i zimą jest bardzo ograniczona i może wynosić 10-30 procent mocy panelu. Dla uproszczenia i wygody obliczymy od kwietnia do października, do pory dnia główna produkcja trwa od 9:00 do 17:00, tj. 7-8 godzin dziennie... Latem odstępy będą oczywiście dłuższe, od wschodu do zachodu słońca, ale w tych godzinach wydajność będzie znacznie mniejsza niż nominalna, więc uśredniamy.

Przeczytaj także: Wybór dobrego grzejnika na olej napędowy do garażu i letniego domku

Czyli 4 panele słoneczne o mocy 250W. (Łącznie 1000 W). Dziennie będzie generowanych 8 kWh energii, tj. miesięcznie to 240 kWh. Ale jest to idealne obliczenie, jak powiedzieliśmy powyżej, w pochmurne dni wydajność będzie mniejsza, więc lepiej jest wziąć 70% mocy, 240 * 0,7 = 168 kWh. Jest to średnia kalkulacja bez strat w falowniku i akumulatorach. Wartość tę można również wykorzystać do obliczenia sieciowej elektrowni słonecznej, w której baterie nie są używane.

Przed obliczeniem paneli słonecznych dla twojego domu

Co należy wiedzieć z wyprzedzeniem? W rzeczywistości instalacja paneli słonecznych to odpowiedzialny biznes, a wstępne obliczenia nie tylko pozwolą zaoszczędzić pieniądze, ale także stworzą energooszczędny system uwzględniający wszystkie elementy.

Musisz zacząć od zużycia energii elektrycznej w swoim domu. Aby zrozumieć, jak obliczyć liczbę paneli słonecznych w domu, musisz zacząć od tego. Na przykład musisz stworzyć autonomiczne zasilanie elektryczne dla kotła elektrycznego i czterech żarówek. Obliczenie zużycia jest bardzo proste: wystarczy sporządzić tabelę takiego planu:

Element konsumenta w sieci	Moc w W.	Ile urządzeń?	Ile czasu pracy jest spodziewane w ciągu dnia	Otrzymana wartość dziennie (Wh)
Kocioł elektryczny	2000	1	4	4000
Żarówka	100	4	3	1200
Ilość	2100	5200

Jak korzystać z takiego znaku? Dowiedz się, ile dane urządzenie zużywa w watach. Ile jest urządzeń każdego typu? W tym przykładzie jeden kocioł i cztery żarówki. Dalej: o jakiej godzinie pracy spodziewana jest dzienna? na przykład kocioł będzie działał przez cztery godziny, lampy przez trzy. Mnożymy kolumny poziomo ze sobą. Na przykład dla kotła będzie to 2000x1x4 = 4000 Wh (dzienne zużycie przez określone urządzenie). Następnie podsumowujemy wszystkie uzyskane odczyty, określamy całkowite zużycie energii na dzień. W przypadku przykładów jest to 5200 Wh

Obliczanie baterii do elektrowni słonecznej

Następnie przejdźmy do obliczenia pojemności baterii paneli słonecznych.Ich ilość i pojemność powinny być takie, aby zmagazynowana w nich energia wystarczyła na ciemną porę dnia, warto wziąć pod uwagę, że zużycie energii elektrycznej w nocy jest minimalne w porównaniu do aktywności dziennej.

Akumulator 100Ah przechowuje około 100A * 12V = 1200W. (żarówka 100W będzie działać z takiej baterii przez 12 godzin). Więc jeśli zużywasz 2,4 kWh na noc. prąd, musisz zainstalować 2 akumulatory po 100 Ah każdy. (12V), ale tutaj należy pamiętać, że niepożądane jest rozładowanie akumulatorów o 100%, a lepiej nie więcej niż 70% -50%. Na tej podstawie otrzymujemy 2 akumulatory po 100 Ah każdy. pomieści 2400 * 0,7 = 1700Wh. Dzieje się tak podczas rozładowywania niewielkimi prądami, podczas podłączania potężnych odbiorników następuje spadek napięcia, a pojemność faktycznie spada.

Jeśli chcesz obliczyć, jaka pojemność baterii jest potrzebna do baterii słonecznej, poniżej znajduje się tabela zgodności (dla systemu 12 V):

Bateria słoneczna 50W. - akumulator 20-40 A.h.
100W. - 50-70 A.h.
150W. - 70-100 A.h.
200W. - 100-130 A.h.
300W. - 150-250 A.h.

Co dalej liczyć?

Konieczne jest określenie, ile promieniowania spada rocznie, szczególnie w Twojej okolicygdzie mieszkasz i gdzie znajduje się dom. Takie wskaźniki można zamówić w służbie meteorologicznej lub znaleźć tabele dla swojego obszaru w Internecie. Nawiasem mówiąc, Google ma doskonałą usługę, która pozwala określić poziom promieniowania słonecznego, ale nie jest dostępna we wszystkich krajach. Dlatego najłatwiejszą opcją jest znalezienie tabel w sieci WWW. Oto kilka z nich, promieniowanie słoneczne jest wyrażone w „kWh / m² / dzień”:

Średni miesięczny poziom promieniowania słonecznego w Rosji

Średni miesięczny poziom promieniowania słonecznego na Ukrainie

Średni miesięczny poziom promieniowania słonecznego na Białorusi

Przechodząc dalej: jak obliczyć moc panelu słonecznego? Na przykład zobaczmy w tabeli odczyty dla Kijowa. Tutaj najbardziej efektywnymi miesiącami pod względem nasłonecznienia są maj i lipiec ze wskaźnikiem 5,25. Kolejną ważną kwestią jest uwzględnienie utraty ładowania akumulatora. Ten wskaźnik można zobaczyć w dokumentacji sprzętu lub zapytać specjalistów, ale często liczba ta wynosi około 20%. Oznacza to, że musimy w obliczeniach „nakładać się” na przekroczenie ładowania i rozładowywania akumulatora. Zatem ta liczba wyniesie 1,2 - gdzie 1 (lub 100%) to nasze obliczone 5200 Wh na dzień zużycia, a 0,2 (20%) to przekroczenie na akumulatorze. A więc przykład:

W = 5200 × 1,2 = 6240 Wh lub 6,24 kWh

Teraz dalej. Poniższy wzór jest oparty na współczynnikach korygujących, w lecie wynosi 0,5, a zimą 0,7. Te czynniki pomogą obliczyć produkcję jednego panelu dziennie. W zależności od pory roku i poziomu nasłonecznienia. Czyli na przykład montujemy panele o mocy 130 W:

W = 0,5 × 130 × 5,25 = 341,25 Wh W = 0,7 × 130 × 0,86 = 78,26 Wh

Gdzie odpowiednio pierwsza formuła wyświetla wyniki latem, najbardziej efektywnym miesiącem w roku (dane zaczerpnięte z tabeli). Druga formuła dotyczy najbardziej nieefektywnego miesiąca zimowego.

Przeczytaj także: Gejzery Proton: przegląd, recenzje, awarie

Teraz musisz podzielić 6240 Wh otrzymane w pierwszym przykładzie, przez wyniki uzyskane w drugim i trzecim wzorze:

N = 6240 / 341,25 = 18,3 N = 6240 / 78,26 = 79,73

Zatem otrzymane wyniki to nasza liczba paneli potrzebnych do wygenerowania danego wskaźnika energii. Odpowiednio, 18 paneli będzie potrzebnych w okresie letnim i 80 w okresie zimowym. W ten sposób różne mogą być wskaźniki dla różnych okresów w roku. Oczywiście takie obliczenia nie są do końca dokładne i tak naprawdę czynników wpływających na produkcję energii jest znacznie więcej. Możesz o nich poczytać w artykule o montażu paneli słonecznych.

Znaczący wpływ na wydajność może mieć kąt nachylenia paneli, obecność napędów obracających panele w kierunku słońca lub ich brak. Na koniec chciałbym powiedzieć, że jest mało prawdopodobne, aby baterie były w stanie zapewnić Twojemu domowi niezbędną energię, tylko jeśli nie masz dużych powierzchni na panele słoneczne.Jednak główną zaletą baterii jest to, że zawsze możesz zwiększyć moc, dodając nowe panele. Lub zastępując niektóre ogniwa słoneczne innymi, mocniejszymi.

Moc i straty falownika

Teraz jak na falownik ma również swoją sprawność, która wynosi około 75-90%, tj. wszystkie uzyskane wartości produkcji energii i rezerwy można przypisać tym udziałom. W efekcie lepiej jest wziąć podwójną rezerwę pojemności na akumulatory, więc przy zużyciu 2400Wh na dobę zainstaluj 4 akumulatory o pojemności 100Ah. 100 A * 12 V * 4 = 4800 Wh. Moc falownika pokazuje znamionowe obciążenie, które można do niego podłączyć.czyli ilość i rodzaj sprzętu AGD.

W efekcie otrzymujemy elektrownię słoneczną za 2,5 kW:

Panele słoneczne 4szt. 250W każdy. Produkcja miesięcznie 170-240 kWh (36 tys. Rubli)
Akumulator 100 Ah każdy. 4 rzeczy. zapasy do 4800 watów. (Akumulatory AGM 50 tysięcy rubli)
Moc znamionowa falownika 2,4 kW podłączonego sprzętu (27 tys.)

Razem 113 tysięcy rubli. za komplet wyposażenia.

Odmiany modułów słonecznych do domu

Modułowe panele słoneczne składają się z konwerterów fotowoltaicznych. W produkcji produkowane są dwa rodzaje takich urządzeń.

Różnica między konwerterami polega na rodzaju półprzewodników krzemowych:

Polikrystaliczny... Takie ogniwa słoneczne uzyskuje się przez przedłużone chłodzenie stopionego krzemu. Chociaż technologia ta znacznie obniża koszty procesu produkcyjnego i sprawia, że produkty są bardziej przystępne cenowo dla kupujących, ich wydajność nie przekracza 12%.
Monokrystaliczny... W tym przypadku mówimy o sztucznym wzroście kryształów krzemu, które są następnie krojone w cienkie wafle. Ta metoda jest uważana za najdroższą, ale zapewnia wyższą wydajność. Jego średnia wartość waha się w granicach 17%, jednak istnieją fotokomórki oparte na monokryształach i o wyższych szybkościach.

Fotokomórki oparte na polikryształach mają płaski kwadratowy kształt i powierzchnię o niejednorodnej strukturze. Jednocześnie monokrystaliczne ogniwa słoneczne mają jednolitą strukturę powierzchni i kwadratowy kształt z ściętymi narożnikami.

Przy takiej samej pojemności paneli słonecznych w domu pierwsza wersja paneli jest większa niż druga, ponieważ są mniej wydajne. Chociaż koszt paneli polikrystalicznych jest o około 10% niższy, przez co są one popularne.

Moc urządzeń gospodarstwa domowego, zużycie energii elektrycznej

Teraz, jeśli chodzi o konsumentów i ich możliwości, oto główne z nich:

Telewizor LED - 50-150W.
Lodówka klasy A - 100-300 W. (tylko przy pracującej sprężarce)
Notatnik - 20-50 W.
Lampa energooszczędna - 30 W., DOPROWADZIŁO 3-9W
Kocioł naścienny (elektronika + wbudowana pompa) - 70-130 W.
Router - 10-20 W.
Klimatyzator 9 - 700-900W.
E-mail Czajniczek - 1500W.
Kuchenka mikrofalowa - 500-700 W.
Podkładka - 600 - 900 W.
DVR + 4 kamery - 30-50 W.

Wszystkie moce podawane są na godzinę pracy urządzenianależy mieć na uwadze, że większość urządzeń działa przez krótki czas, czajnik jest podgrzewany przez 5 minut, lodówka włącza się co 2-3 godziny na godzinę dla utrzymania tempa. Pompa kotła działa również dzięki utrzymywaniu temperatury chłodziwa. Możesz również obliczyć inne urządzenia zgodnie z tą zasadą.

Obliczanie podstawowych wskaźników - ile baterii jest potrzebnych i jaka moc

Przed przystąpieniem do obliczeń należy przygotować specjalną tabelę, w której zostaną wprowadzone otrzymane dane. Powinno być 30 kolumn pionowych i poziomych - w zależności od ilości sprzętów AGD używanych przez właścicieli.

Wstępny etap

Pierwsza kolumna wskaże numer zamówienia urządzenia gospodarstwa domowego. Jego nazwę umieściliśmy w drugiej kolumnie. Trzecia kolumna to moc każdego z urządzeń. W kolejnych 24 kolumnach należy wprowadzić godziny od 01 do 24.

Przeczytaj także: Który grzejnik wybrać - podczerwień, olej czy konwekcję?

W tych komórkach w postaci ułamków dziesiętnych wprowadzimy następujące dane:

licznik reprezentuje okres każdego urządzenia w określonej godzinie (dziesiętnie);
mianownikiem jest indywidualna moc urządzenia elektrycznego (takie powtórzenie ułatwia proces dalszych obliczeń).

Kolumna 28 ma na celu podsumowanie całkowitego czasu działania urządzenia elektrycznego w ciągu jednego dnia. Kolejna kolumna zawiera dane dotyczące zużycia energii przez pojedyncze urządzenie w minionym dniu - liczbę tę uzyskuje się poprzez pomnożenie okresu pracy przez pobór mocy. W ostatniej pionowej kolumnie zapisywane są notatki, na przykład wyniki obliczeń pośrednich.

Jak poprawnie obliczyć moc?

Na co wskazuje moc panelu? Jeśli na przykład wynosi 240 W, to da tyle przy 1000 W / m2. nasłonecznienie.

Oczywiste jest, że belki nie spadają na panel z taką samą intensywnością przez cały rok iw dzień, dlatego pracując od 4 do 6 godzin w zimnych porach roku, jest w stanie dostarczyć 1440 W / h.

W okresie letnim czas pracy wydłuża się, osiągając 8-10 godzin.

Rośnie również maksymalny wskaźnik, zbliżając się do poziomu 2400 W / h. To jest idealne. W rzeczywistości jest poprawiony na nasłonecznienie.

Przykład obliczenia zużycia energii przez urządzenia

W domu zawsze jest lodówka, telewizor, komputer, pralka, bojler, żelazko, kuchenka mikrofalowa i inne sprzęty AGD, bez których życie staje się niewygodne. Dodatkowo do oświetlenia wykorzystuje się co najmniej 100 żarówek (niech będą energooszczędne). Wszystko to należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu mocy paneli słonecznych zainstalowanych w domu.

Tabela zawiera dane dotyczące ich mocy, czasu pracy, zużycia energii itp. Wszystkie pracują przez cały rok:

Urządzenie	Moc	Czas użytkowania dziennie	Dzienna dawka
Żarówki	200 watów	około 10 godzin	2 kWh
Lodówka	500 watów	3 godziny	1,5 kWh
Notatnik	100 watów	do 5 godzin	0,5 kWh
Pralka	500 watów	Godzina szósta	3 kWh
Żelazo	1500 watów	1 godzina	1,5 kWh
Telewizja	150 watów	Godzina piąta	0,8 kWh
Kocioł 150 litrów	1,2 kW	Godzina piąta	6 kWh
Falownik	20 watów	24 godziny	0,5 kWh
Kontroler	5W	24 godziny	0,1 kWh
kuchenka mikrofalowa	500 watów	2 godziny	3 kWh

Po wykonaniu prostego obliczenia dochodzimy do całkowitego dziennego zużycia energii - 18,9 kW / h. Do tego trzeba dodać moc dodatkowego sprzętu, który nie jest używany na co dzień - czajnik elektryczny, robot kuchenny, pompę, suszarkę do włosów itp. Średnio będzie to co najmniej 25 kW / h na dzień.

Polecamy:

Falownik do paneli słonecznych: rodzaje, przegląd modeli, funkcje połączeń, kryteria wyboru i cena
Najlepsze hybrydowe inwertery słoneczne: podobieństwa i różnice, cena, gdzie kupić - TOP-6
Latarnia kempingowa na bateriach słonecznych: cechy, funkcje, charakterystyka, cena - TOP-7

W konsekwencji miesięczne zużycie energii wynosi 750 kWh. Aby pokryć bieżące koszty, bateria słoneczna musi dawać co najmniej ostateczną wartość, tj. 750 kW.

Jeśli obliczenia zostaną przeprowadzone dla panelu słonecznego planowanego do instalacji w wiejskim domu, w którym jest mniej urządzeń i sezonowego użytkowania, jasne jest, że liczba ta będzie znacznie mniejsza.

Jak obliczane jest zużycie energii elektrycznej w domu?

Głównym celem obliczeń jest ustalenie, ile paneli słonecznych jest potrzebnych w Twoim domu. Jednocześnie, jeśli moc panelu słonecznego jest wskazana przez producenta, to potrzeby Twojego gospodarstwa domowego i rzeczywistą ilość energii elektrycznej, jaką może dostarczyć jeden taki panel dziennie, należy obliczyć samodzielnie.

Zaczynając od posiadania domu, od razu pojawia się pytanie: jak liczyć? Istnieją dwie opcje, w zależności od tego, czy masz licznik elektryczny:

Jeśli masz licznik i odczytujesz go co miesiąc, łatwo jest obliczyć dzienne zużycie energii elektrycznej. Konieczne jest podzielenie wskaźnika miesięcznego przez liczbę dni. Zużyta energia jest obliczana w kWh. Na przykład wydajesz 90 kWh miesięcznie. Liczbę tę należy podzielić przez 30, a dzienne zużycie wynosi 3 kW • h.
Druga opcja jest bardziej skomplikowana. Jeśli z jakiegoś powodu nie płacisz za energię elektryczną (na przykład jeszcze nie przyniosłeś jej do nowego domu), to aby obliczyć, będziesz musiał sporządzić pełną listę wszystkich posiadanych urządzeń elektrycznych, dowiedzieć się, ile energii zużywasz każdego dnia i dodając wszystko do siebie, uzyskaj pożądany rezultat. Oznacza to, że musisz wziąć moc urządzenia zużywającego energię elektryczną (z reguły jest to wskazane przez producenta) i pomnożyć przez liczbę godzin, przez które to urządzenie będzie działać. Przykładowo, standardowa żarówka ma moc 100W i będzie Ci służyła podobno 6 godzin dziennie. Oznacza to, że aby obliczyć zużycie energii elektrycznej, należy pomnożyć 100 razy 6. Okazuje się, że 600 W • h. Masz trzy takie lampy i wszystkie pracują w tym samym trybie. Oznacza to, że dzienne zużycie jednej lampy należy pomnożyć razy 3. Otrzymujesz 1800W • h. W podobny sposób obliczane jest zużycie energii elektrycznej przez wszystkie odbiorniki w domu.

Ustawianie poziomu napięcia dla paneli słonecznych

Aby zrozumieć, ile energii dają panele słoneczne, musisz określić poziom ich napięcia roboczego. Ta wartość jest zawsze wielokrotnością 12 woltów, ponieważ to napięcie jest typowe dla większości akumulatorów. Najczęściej używane falowniki, sterowniki i panele słoneczne o napięciu 12, 24 lub 48 woltów.

W układach o wyższym poziomie napięcia można zastosować kable zasilające o mniejszym przekroju, co zapewnia dużą niezawodność połączeń.

Jednocześnie akumulatory 12 V, jeśli się zepsują, można wymienić pojedynczo. Cechą działania akumulatorów o napięciu 24 woltów będzie konieczność wymiany węzłów tylko parami. W przypadku zastosowania układu o napięciu 48 woltów konieczna będzie jednoczesna wymiana 4 baterii znajdujących się na tej samej gałęzi. Ponadto nieostrożne obchodzenie się z 48-woltowymi akumulatorami może spowodować porażenie prądem.

Napięcie robocze instalacji elektrycznej bezpośrednio wpływa na to, ile daje panel słoneczny. Czynnik ten jest brany pod uwagę przy wyborze niezbędnego sprzętu.

Zależność między mocą falownika a obciążeniami szczytowymi wygląda następująco:

3-6 kW - 48 woltów;
1,5-3 kW - 24 lub 48 woltów;
do 1,5 kW - 12, 24 lub 48 woltów.

W rozważanym przykładzie wybór między trudnościami w wymianie baterii a niezawodnością okablowania zostanie dokonany na korzyść tej drugiej. Poziom napięcia roboczego wyniesie 24 wolty.