Come calcolare la potenza del pannello solare per la tua casa

Creato: 19 dicembre 2019

Molto spesso, quando fanno domanda per la selezione di attrezzature o quando scelgono un impianto di energia solare, i clienti pongono la domanda: come calcolare la potenza e il numero di pannelli solari e batterie e quale potenza scegliere per una centrale solare. In questo articolo proveremo ad affrontare questo problema e cercherò di spiegare con un linguaggio semplice, senza entrare nei dettagli, come farlo.

Prima di tutto, devi scoprire quanta elettricità consumi al giorno., questo può essere fatto prendendo la lettura media mensile del contatore elettrico e dividendola per 30 giorni. Quindi otteniamo il consumo medio giornaliero. Ad esempio, la norma sociale in RO per due persone è 234kW, ovvero circa 8kWh di elettricità al giorno. Di conseguenza, abbiamo bisogno di pannelli solari per generare la stessa quantità di energia al giorno.

Calcolo del numero di pannelli solari e della loro capacità

Dal momento che i pannelli solari generare energia elettrica solo durante le ore diurne, quindi questo deve essere preso in considerazione prima di tutto, vale anche la pena capire che la produzione nelle giornate nuvolose e in inverno è molto ridotta e può essere il 10-30 percento della potenza del pannello. Per semplicità e comodità, calcoleremo da aprile a ottobre, per l'ora del giorno, la produzione principale va dalle 9:00 alle 17:00, ad es. 7-8 ore al giorno... In estate, gli intervalli saranno ovviamente più lunghi, dall'alba al tramonto, ma durante queste ore l'uscita sarà molto inferiore al nominale, quindi stiamo facendo la media.

Quindi 4 pannelli solari con una capacità di 250W. (1000 W totali). Verranno generati 8 kWh di energia al giorno, ad es. al mese è 240 kWh. Ma questo è un calcolo ideale, come abbiamo detto sopra, nelle giornate nuvolose l'output sarà inferiore, quindi è meglio prendere il 70% dell'output, 240 * 0,7 = 168 kWh. Questo è un calcolo medio senza perdite nell'inverter e nelle batterie. Inoltre, questo valore può essere utilizzato per calcolare una centrale solare di rete in cui non vengono utilizzate batterie.

Calcolo dei pannelli solari

La potenza richiesta dai pannelli solari viene calcolata in base alle condizioni meteorologiche della zona e all'intensità della radiazione nei diversi periodi dell'anno. Gli angoli di inclinazione orizzontalmente e verticalmente sono di grande importanza nei calcoli. Questo indicatore è particolarmente importante se il sistema solare sarà in funzione tutto l'anno. Anche la posizione dell'attrezzatura dipenderà da questo. Se l'angolo di inclinazione non richiede regolazioni, i pannelli possono essere posizionati direttamente sul tetto dell'edificio.

La misura più importante è il calcolo dei pannelli solari, il numero di moduli e la loro efficienza. I dati sono presi per il mese migliore e peggiore in termini di efficienza energetica. Per i calcoli dell'insolazione standard, viene selezionata un'area di 1 m2 e per determinare la potenza nominale è necessaria una temperatura di 25 ° C, con un flusso luminoso standard di 1 kW / m2.

La determinazione del rendimento della batteria solare durante il mese viene effettuata secondo la seguente formula: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. Le sue variabili corrispondono ai seguenti indicatori:

• Esb - la quantità di energia generata dalla batteria.
• Eins è il risultato di un'irraggiamento solare mensile di 1 m2.
• η è il valore dell'efficienza complessiva nella trasmissione di corrente attraverso i conduttori.
• Рсб è la potenza nominale del pannello solare.
• Rince è il più alto potere di insolazione di 1 m2 di superficie terrestre.

Durante il calcolo, è necessario utilizzare unità uguali per tutti gli indicatori. In genere, si tratta di joule o chilowattora. Calcolando l'insolazione mensile, è possibile determinare facilmente la potenza nominale del pannello solare necessaria per generare una quantità mensile di elettricità: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Va notato che la tensione all'uscita del pannello solare sarà del 15-40% superiore alla tensione della batteria. Quando si utilizzano controller economici, questa differenza va invariabilmente sprecata. I modelli moderni più costosi possono ridurre questa cifra al 2-5%.

La radiazione solare ha potenze nominali diverse, a seconda della stagione e del mese specifico. La potenza nominale del pannello stesso rimane invariata, pertanto, la scelta corretta del luogo della sua installazione è di grande importanza. Utilizzando le formule precedenti, è possibile determinare solo un numero approssimativo di moduli. Per ottenere un valore accurato con il margine necessario, si prende il doppio del numero di pannelli, corretto per le ore notturne, le giornate nuvolose, le nevicate e altri fattori che riducono l'efficienza del sistema.

Calcolo delle batterie per una centrale solare

Successivamente, passiamo al calcolo della capacità della batteria per i pannelli solari. La loro quantità e capacità dovrebbe essere tale che l'energia in essi immagazzinata sia sufficiente per le ore buie della giornata, vale la pena considerare che il consumo di elettricità durante la notte è minimo, rispetto all'attività diurna.

Batteria da 100 Ah immagazzina circa 100A * 12V = 1200W. (una lampadina da 100 W funzionerà con una batteria del genere per 12 ore). Quindi se consumi 2,4 kWh a notte. elettricità, quindi è necessario installare 2 batterie da 100Ah ciascuna. (12V), ma qui va tenuto presente che non è desiderabile scaricare le batterie del 100% e meglio non più del 70% -50%. Sulla base di questo, otteniamo 2 batterie da 100 Ah ciascuna. memorizzerà 2400 * 0,7 = 1700 Wh. Questo è vero quando si scarica con piccole correnti, quando si collegano potenti consumatori, si verifica una caduta di tensione e la capacità diminuisce effettivamente.

Se si desidera calcolare la capacità della batteria necessaria per una batteria solare, di seguito è riportata una tabella di corrispondenza (per un sistema a 12V):

• Batteria solare 50W. - batteria 20-40 A.h.
• 100W. - 50-70 A.h.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200W. - 100-130 A.h.
• 300W. - 150-250 A.h.

Analisi dei calcoli

Tenendo conto delle condizioni meteorologiche e della potenza nominale delle batterie, possiamo concludere che una batteria da 400 W a Mosca non sarà sufficiente nemmeno per supportare la modalità di emergenza in estate. Sebbene per la donazione, un eccesso del livello di emergenza dell'80% può essere considerato un'opzione accettabile, soprattutto con il funzionamento intermittente dell'inverter, ma solo quando è necessario fornire energia elettrica.

I sistemi a bassa potenza non sono progettati per l'alimentazione domestica 24 ore su 24, anche in estate. Poiché l'energia in tali sistemi è fondamentale per l'autoconsumo del regolatore di carica e dell'inverter. In inverno, la potenza del collettore solare non sarà sufficiente per il funzionamento di tutti gli elettrodomestici a casa, ma in estate è abbastanza accettabile che l'alimentazione sia ininterrotta.

Capacità della batteria dai calcoli di potenza per Mosca:

• 500 W - fornisce un'emergenza minima dell'80% da maggio a fine agosto;
• 600 W - metà marzo - settembre;
• 800 W - al superamento del livello di emergenza (eccetto dicembre e gennaio) fornisce tensione da marzo a settembre;
• 1 kW - fornisce il consumo di elettricità di base per quasi tutto l'anno, ma in inverno (dicembre e gennaio) l'energia potrebbe non essere sufficiente;
• 1,2 kW - fornisce una modalità moderata a luglio, a marzo - settembre la modalità di consumo energetico di base. Il minimo di emergenza cade nel periodo novembre - gennaio;
• 2 kW - mantiene una modalità confortevole, o vicino ad essa nel periodo maggio - agosto e base da febbraio ad agosto. Ma nei lunghi e bui mesi, questa capacità del collettore solare potrebbe non essere sufficiente;
• 3,2 kW - fornisce una modalità confortevole per tutte le lunghe giornate e durante tutto l'anno consente di contare su un minimo di emergenza;
• 5,3 kW - batterie di potenza nominale, che consentono un utilizzo quasi illimitato di elettricità nel periodo maggio - agosto e tutto l'anno in modalità base;
• 8 kW - la potenza della batteria solare, che garantisce l'uso dell'elettricità tutto l'anno in modalità moderata;
• 13,5 kW - modalità di consumo energetico confortevole tutto l'anno.

Potenza e perdite dell'inverter

Ora, come per l'inverter, ha anche una sua efficienza e questa è circa del 75-90%, cioè a queste percentuali possono essere attribuiti tutti i valori di produzione e riserva di energia ottenuti. Di conseguenza, è meglio prendere una doppia riserva di capacità per le batterie, quindi con un consumo di 2400 Wh per notte, installare 4 batterie con una capacità di 100 Ah. 100 A * 12 V * 4 = 4800 Wh. La potenza dell'inverter mostra il carico nominale che può essere collegato allo stesso., ovvero il numero e il tipo di elettrodomestici.

Di conseguenza, otteniamo una centrale solare per 2,5 kW:

1. Pannelli solari 4 pezzi. 250 W ciascuno. Generazione al mese 170-240 kWh (36 mila rubli)
2. Batteria 100Ah ciascuna. 4 cose. scorta fino a 4800 watt. (Batterie AGM 50 mila rubli)
3. Inverter 2,4 kW di potenza nominale delle apparecchiature collegate (27mila)

Totale 113 mila rubli. per un set di attrezzature.

Carico massimo e consumo medio di energia

Al momento, non tutti possono permettersi di installare una sottostazione a energia solare nella loro casa di campagna. Tuttavia, quando si pianifica la loro installazione, è necessario prima scoprire quale carico di picco ci si dovrebbe aspettare all'accensione degli elettrodomestici e quale quantità media di elettricità consumano al giorno.

Il livello di carico massimo è determinato in base alla potenza massima di tutti gli apparecchi elettrici della casa, in modo che quando più di essi vengono accesi contemporaneamente, il sistema della casa possa far fronte al carico.

Per determinare il consumo medio giornaliero di ciascuno dei dispositivi, la sua potenza dovrebbe essere moltiplicata per il tempo di funzionamento dalla rete al giorno. E il consumo energetico totale si calcola sommando l'energia di tutti gli elettrodomestici della casa.

La determinazione dei dati sul consumo energetico complessivo consentirà di pianificare l'uso efficiente dell'energia solare generata dai pannelli solari. Inoltre, i dati ottenuti consentono di calcolare la potenza dei pannelli solari per la casa, in modo da sapere quale batteria sarà necessario acquistare. La capacità della batteria influisce direttamente sul suo costo.

Potenza elettrodomestici, consumo di elettricità

Ora, per quanto riguarda i consumatori e le loro capacità, ecco i principali:

• TV Led - 50-150 W.
• Frigorifero classe A - 100-300W. (solo quando il compressore è in funzione)
• Taccuino - 20-50W
• Lampada a risparmio energetico - 30W, GUIDATO 3-9W
• Caldaia murale (elettronica + pompa incorporata) - 70-130 W.
• Router - 10-20 W.
• Condizionatore d'aria 9 - 700-900W.
• E-mail Bollitore - 1500W.
• Microonde - 500-700W.
• Rondella - 600 - 900W.
• DVR + 4 telecamere - 30-50W.

Tutte le potenze sono indicate per ora di funzionamento del dispositivo, va tenuto presente che la maggior parte dei dispositivi funziona per un breve periodo, il bollitore viene riscaldato per 5 minuti, il frigorifero si accende ogni 2-3 ore per un'ora per mantenere il ritmo. La pompa della caldaia funziona anche per il mantenimento della temperatura del liquido di raffreddamento. Puoi anche calcolare altri dispositivi in ​​base a questo principio.

Cosa è incluso nel kit del sistema solare

Per ottenere corrente non è sufficiente acquistare pannelli solari e collegarli. Il sistema solare è costituito da molti dispositivi tecnici altrettanto importanti, grazie ai quali viene creato l'effetto desiderato. Quindi, affinché la tua casa abbia elettricità di origine ecocompatibile, oltre ai pannelli solari, dovrai acquistare altri 6 elementi fondamentali del sistema, ovvero:

• Generatore;
• inverter;
• batteria;
• regolatore di carica solare;
• consumatore 230V;
• scatola di collegamento.

Pertanto, prima di iniziare a progettare l'installazione e il posizionamento di un impianto fotovoltaico, devi capire che questo è molto più costoso del solo acquisto di pannelli solari.La durata e l'efficienza degli elementi selezionati dipenderanno dal numero di moduli, dalla classe e dall'azienda del produttore. Le caratteristiche tecniche correttamente selezionate, l'affidabilità del dispositivo e la posizione dei pannelli solari saranno la chiave per prestazioni e durata di alta qualità.

Calcolo del numero di batterie per la casa

Per calcolare quante batterie hai bisogno per la tua casa, devi stimare i valori di diversi parametri chiave. Diamo un'occhiata a tutto in ordine.

Calcolo del consumo energetico

Per calcolare il numero di pannelli richiesto, è necessario iniziare facendo un elenco di tutti gli apparecchi elettrici e del loro tempo di funzionamento, tenendo conto della potenza. Solo dopo aver redatto una descrizione tecnica del sistema, è possibile calcolare il fabbisogno totale della casa, passaggio obbligatorio per il calcolo del numero di pannelli solari. La tabella seguente mostra i valori dei singoli apparecchi elettrici per aiutarti a calcolare.

Per calcolare correttamente il costo dell'elettricità nella tua casa, a seconda del numero di dispositivi, puoi vedere la potenza di ogni singolo dispositivo nella sua documentazione tecnica o su Internet sul sito del produttore.

Dopo aver calcolato, è necessario correggere i valori, poiché la batteria solare assume il 100% di corrente continua, che viene convertita in corrente alternata con l'aiuto dell'inverter, a seguito della quale si perde fino al 20% della tensione . È inoltre necessario tenere conto del fatto che la potenza di avviamento di qualsiasi dispositivo elettrico è molte volte superiore a quella dichiarata nel passaporto, pertanto, nel calcolo dell'elettricità consumata totale, è necessario lasciare un errore che verrà utilizzato dall'inverter per i primi secondi all'avvio del dispositivo. Se in casa sono presenti molti dispositivi così potenti e possono accendersi contemporaneamente, è meglio fornire un'accensione separata per l'avvio.

Determinazione della quantità di energia dal sole in un'area specifica

La quantità di energia generata dai pannelli solari dipende dalla regione e dalla radiazione solare. Tali indicatori non possono essere calcolati o misurati indipendentemente, per questo è necessario contattare la stazione idrometeorologica o il libro di riferimento per i dati. Lo si può trovare su Internet, è sufficiente indicare nella ricerca la propria città e la definizione di radiazione solare. Dopo aver raccolto le informazioni necessarie, è necessario utilizzare la seguente formula per determinare la quantità di energia:

Radiazione solare media annua: kW * h / m2 / giorno

Poiché il sole splende in diversi periodi dell'anno con diversi livelli di radiazione, è consigliabile calcolarne il valore in base agli indicatori dell'intero anno, ovvero utilizzare il valore medio, ovviamente, se si vogliono utilizzare i pannelli solari tutto l'anno. Sulla base dei dati calcolati, è possibile determinare il numero e la potenza del modulo solare. Ad esempio, considera i valori di Mosca, terrapieno Kotelnicheskaya, latitudine 55,7.

Questi indicatori approssimativi e la formula di cui sopra consentono di effettuare i calcoli più accurati per la selezione della potenza e del numero di pannelli solari, tuttavia, ad eccezione di quei casi in cui è presente un periodo estremamente lungo di tempo piovoso o nuvoloso.

Calcolo del numero di batterie

Sulla base dei valori precedentemente forniti per il consumo energetico degli apparecchi elettrici, nonché del livello di radiazione solare, è possibile determinare la giusta quantità di pannelli solari per fornire elettricità alla propria abitazione.Quindi, prendiamo il valore dell'irraggiamento dalla tabella per il mese o periodo a cui sei interessato, dopodiché lo dividiamo per 1000. Il valore risultante è chiamato pico-ore, in 1000 W / m2. E il modulo solare, a sua volta, genera una tale quantità di energia, dove Pw è la potenza, E è il valore di insolazione per il periodo selezionato, k è un coefficiente pari a 0,5 in estate e 0,7 in inverno:

W = k Pw E / 1000

Il fattore W corregge non solo la potenza dissipata dall'inverter o il gap di avviamento allo spegnimento degli apparecchi elettrici, ma anche l'incidenza obliqua dei raggi che varia nell'arco della giornata. La formula sopra e la quantità richiesta di energia consumata in casa (calcolata in precedenza) consentono di determinare la potenza totale del modulo e quindi di capire quanti pannelli solari è necessario fornire completamente. Oggi le batterie sono presentate con una capacità di 50 W e oltre. Il generatore può essere utilizzato per regolare il valore richiesto.

È molto importante non selezionare i pannelli solari end-to-end in base alla potenza calcolata, ad esempio, se il consumo medio di energia di una casa è 68W, non dovresti comprare un modulo con una potenza di 70W, è meglio acquistare due pannelli da 50 W o utilizzare parzialmente l'elettricità solare e non per un uso permanente. Ma gli esperti consigliano che se hai già affrontato una domanda come fornire una casa con una corrente ecologica, allora è meglio calcolare l'indicatore in eccesso.