Kā aprēķināt saules paneļa jaudu jūsu mājām

Izveidots: 2019. gada 19. decembrī

Ļoti bieži, piesakoties aprīkojuma izvēlei vai izvēloties saules elektrostaciju, klienti uzdod jautājumu: Kā aprēķināt saules paneļu un bateriju jaudu un skaitu un kādu jaudu izvēlēties saules elektrostaciju. Šajā rakstā mēs centīsimies risināt šo jautājumu, un es centīšos vienkāršā valodā, neiedziļinoties izskaidrot, kā to izdarīt.

Vispirms jums jānoskaidro, cik daudz elektrības jūs patērējat dienā., to var izdarīt, ņemot vidējos mēneša elektrības skaitītāja rādījumus un dalot ar 30 dienām. Tātad mēs iegūstam vidējo patēriņu dienā. Piemēram, sociālā norma RO diviem cilvēkiem ir 234kW, kas ir aptuveni 8kWh elektrības dienā. Attiecīgi, lai ģenerētu tādu pašu enerģijas daudzumu dienā, mums ir nepieciešami saules paneļi.

Saules paneļu skaita un to jaudas aprēķins

Tā kā saules paneļi ģenerēt elektrisko enerģiju tikai dienasgaismas stundās, tad tas vispirms ir jāņem vērā, ir arī vērts saprast, ka ražošana mākoņainās dienās un ziemā ir ļoti samazināta, un tā var būt 10-30 procenti no paneļu jaudas. Vienkāršības un ērtības labad mēs aprēķināsim no aprīļa līdz oktobrim, līdz dienas laikam galvenā ražošana notiek no pulksten 9 līdz 17, t.i. 7-8 stundas dienā... Vasarā intervāli, protams, būs garāki, sākot no saullēkta līdz saulrietam, taču šajās stundās izlaide būs daudz mazāka nekā nominālā, tāpēc mēs esam vidējie.

Tātad 4 saules paneļi ar jaudu 250W. (Kopā 1000W). Dienā tiks saražots 8 kWh enerģijas, t.i. mēnesī tas ir 240 kWh. Bet tas ir ideāls aprēķins, kā mēs teicām iepriekš, mākoņainās dienās jauda būs mazāka, tāpēc labāk ir ņemt 70% no produkcijas, 240 * 0,7 = 168 kWh. Šis ir vidējais aprēķins bez invertora un akumulatoru zudumiem. Arī šo vērtību var izmantot, lai aprēķinātu tīkla saules elektrostaciju, kur baterijas netiek izmantotas.

Saules paneļu aprēķins

Nepieciešamo saules paneļu jaudu aprēķina atbilstoši laika apstākļiem apgabalā un starojuma intensitātei dažādos gada laikos. Aprēķinos liela nozīme ir slīpuma leņķiem horizontāli un vertikāli. Šis rādītājs ir īpaši svarīgs, ja Saules sistēma darbosies visu gadu. No tā būs atkarīga arī aprīkojuma atrašanās vieta. Ja slīpuma leņķis nav jāpielāgo, tad paneļus var novietot tieši uz ēkas jumta.

Vissvarīgākais pasākums ir saules paneļu aprēķins, moduļu skaits un to efektivitāte. Dati tiek ņemti par labāko un sliktāko mēnesi energoefektivitātes ziņā. Standarta insolācijas aprēķiniem tiek izvēlēts 1 m2 laukums, un, lai noteiktu nominālo jaudu, nepieciešama 25C temperatūra ar standarta gaismas plūsmu 1 kW / m2.

Saules baterijas veiktspējas noteikšana mēneša laikā tiek veikta pēc šādas formulas: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. Tās mainīgie atbilst šādiem rādītājiem:

• Esb - enerģijas daudzums, ko rada akumulators.
• Eins ir 1 m2 ikmēneša insolācijas rezultāts.
• η ir kopējās efektivitātes vērtība strāvas pārraidē caur vadītājiem.
• Рсб ir saules paneļa nominālā jauda.
• Rince ir vislielākais insolācijas spēks 1 m2 platībā no Zemes virsmas.

Aprēķinot, ir jāizmanto vienības, kas visiem rādītājiem ir vienādas. Parasti tās ir džoulas vai kilovatstundas. Aprēķinot ikmēneša insolāciju, jūs varat viegli noteikt saules paneļa nominālo jaudu, kas nepieciešama ikmēneša elektroenerģijas daudzuma ģenerēšanai: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Jāatzīmē, ka spriegums saules paneļa izejā būs par 15-40% lielāks nekā akumulatora spriegums. Izmantojot lētus kontrolierus, šī atšķirība vienmēr tiek izniekota. Dārgāki mūsdienu modeļi var samazināt šo skaitli līdz 2-5%.

Saules radiācijai ir dažādi jaudas rādītāji, atkarībā no sezonas un konkrētā mēneša. Pati paneļa nominālā jauda paliek nemainīga, tāpēc pareiza tā uzstādīšanas vietas izvēle ir ļoti svarīga. Izmantojot iepriekš minētās formulas, var noteikt tikai aptuveno moduļu skaitu. Lai iegūtu precīzu vērtību ar nepieciešamo rezervi, tiek ņemts dubultā paneļu skaits, kas koriģēts attiecībā uz nakts laiku, mākoņainām dienām, sniegputeniem un citiem faktoriem, kas samazina sistēmas efektivitāti.

Saules elektrostacijas akumulatoru aprēķins

Tālāk pāriesim pie saules bateriju akumulatora jaudas aprēķināšanas. Viņu skaitam un jaudai jābūt tādai, lai enerģijas, kas tajās tiek uzkrāta, būtu pietiekami dienas tumšajam laikam, ir vērts uzskatīt, ka naktīs elektrības patēriņš ir minimāls, salīdzinot ar dienas aktivitāti.

100Ah akumulators uzglabā aptuveni 100A * 12V = 1200W. (100W spuldze no šāda akumulatora darbosies 12 stundas). Tātad, ja jūs patērējat 2,4 kWh par nakti. elektrības, tad jāinstalē 2 akumulatori pa 100Ah. (12V), taču šeit jāpatur prātā, ka ir nevēlami izlādēt akumulatorus par 100% un labāk ne vairāk kā par 70% -50%. Pamatojoties uz to, mēs saņemam šīs 2 baterijas pa 100 Ah. uzglabās 2400 * 0,7 = 1700Wh. Tas attiecas uz izlādi ar zemu strāvu, pieslēdzot jaudīgus patērētājus, notiek sprieguma kritums un jauda faktiski samazinās.

Ja vēlaties aprēķināt, cik liela akumulatora jauda ir nepieciešama saules baterijai, zemāk ir atbilstības tabula (12V sistēmai):

• Saules baterija 50W. - akumulators 20-40 A.h.
• 100W. - 50-70 A.h.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200W. - 100-130 A.h.
• 300W. - 150-250 A.h.

Aprēķinu analīze

Ņemot vērā laika apstākļus un bateriju nominālo jaudu, mēs varam secināt, ka 400 W akumulators Maskavā nebūs pietiekams, lai atbalstītu avārijas režīmu vasarā. Lai arī dodot, avārijas līmeņa pārsniegumu 80% apmērā var uzskatīt par pieņemamu iespēju, īpaši ar invertora neregulāru darbību, bet tikai tad, kad nepieciešams piegādāt elektrību.

Mazjaudas sistēmas nav paredzētas diennakts vietējai elektroenerģijas padevei pat vasarā. Tā kā enerģija šādās sistēmās ir kritiska uzlādes kontroliera un invertora pašpatēriņam. Ziemā saules kolektora jauda nebūs pietiekama visu elektrisko ierīču darbībai mājās, taču vasarā ir diezgan pieņemami, ka strāvas padeve būs nepārtraukta.

Akumulatora iespējas no jaudas aprēķiniem Maskavai:

• 500 W - nodrošina ārkārtas minimumu 80% no maija līdz augusta beigām;
• 600 W - marta vidus - septembris;
• 800 W - kad tiek pārsniegts avārijas līmenis (izņemot decembri un janvāri), tas nodrošina spriegumu no marta līdz septembrim;
• 1 kW - nodrošina pamata elektroenerģijas patēriņu gandrīz visu gadu, bet ziemā (decembrī un janvārī) enerģijas var nepietikt;
• 1,2 kW - nodrošina mērenu režīmu jūlijā, martā - septembrī pamata enerģijas patēriņa režīmu. Ārkārtas minimums attiecas uz periodu no novembra līdz janvārim;
• 2 kW - uztur ērtu režīmu vai tuvu tam laika posmā no maija līdz augustam un pamata no februāra līdz augustam. Bet garajos, tumšajos mēnešos šī saules kolektora jauda var nebūt pietiekama;
• 3,2 kW - nodrošina ērtu režīmu visām garajām dienām un ļauj visu gadu rēķināties ar ārkārtas situāciju minimumu;
• 5,3 kW - nominālās jaudas akumulatori, kas ļauj gandrīz neierobežoti izmantot elektrību laika posmā no maija līdz augustam un visu gadu pamata režīmā;
• 8 kW - saules baterijas jauda, ​​kas nodrošina elektrības izmantošanu visu gadu mērenā režīmā;
• 13,5 kW - ērts enerģijas patēriņa režīms visu gadu.

Invertora jauda un zudumi

Tagad, kas attiecas uz invertoru, tam ir arī sava efektivitāte, kas ir aptuveni 75-90%, t.i. visas iegūtās enerģijas ražošanas un rezerves vērtības var attiecināt uz šiem procentiem. Tā rezultātā labāk ir ņemt dubultu akumulatoru jaudas rezervi, tāpēc, patērējot 2400Wh par nakti, uzstādiet 4 baterijas ar jaudu 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Invertera jauda parāda nominālo slodzi, ko tam var pievienot., t.i., sadzīves tehnikas skaits un veids.

Rezultātā mēs iegūstam saules elektrostaciju ar jaudu 2,5 kW:

1. Saules paneļi 4gab. 250W katrs. Ražošana mēnesī 170–240 kWh (36 tūkstoši rubļu)
2. Akumulators 100Ah katrs. 4 lietas. krājums līdz 4800 vatiem. (AGM akumulatori 50 tūkstoši rubļu)
3. Invertera pievienotās iekārtas nominālā jauda 2,4 kW (27 tūkstoši)

Kopā 113 tūkstoši rubļu. aprīkojuma komplektam.

Maksimālā slodze un vidējais enerģijas patēriņš

Pašlaik ne visi var atļauties savā lauku mājā uzstādīt ar saules enerģiju darbināmu apakšstaciju. Neskatoties uz to, plānojot to uzstādīšanu, vispirms ir jānoskaidro, kāda maksimālā slodze būtu gaidāma, ieslēdzot sadzīves tehniku, kā arī vidējais patērētās elektroenerģijas daudzums dienā.

Maksimālo slodzes līmeni nosaka, pamatojoties uz visu mājā esošo elektroierīču maksimālo jaudu, lai, vienlaikus ieslēdzot vairākas no tām, sistēma mājā varētu tikt galā ar slodzi.

Lai noteiktu katras ierīces vidējo dienas patēriņu, tās jauda jāreizina ar darbības laiku no tīkla dienā. Un kopējais enerģijas patēriņš tiek noteikts, summējot visu māju ierīču enerģiju.

Kopējās enerģijas patēriņa metrikas noteikšana ļaus plānot saules paneļu radītās saules enerģijas efektīvu izmantošanu. Turklāt iegūtie skaitļi ļauj aprēķināt saules paneļu jaudu mājām, lai uzzinātu, kurš akumulators jums būs jāpērk. Akumulatora jauda tieši ietekmē tā izmaksas.

Sadzīves tehnikas jauda, ​​elektroenerģijas patēriņš

Attiecībā uz patērētājiem un viņu iespējām šeit ir galvenie:

• Led TV - 50-150W.
• A ledusskapja klase - 100-300W. (tikai tad, kad darbojas kompresors)
• Piezīmju grāmatiņa - 20-50W
• Enerģijas taupīšanas spuldze - 30W, LED 3-9W
• Sienas katls (elektronika + iebūvēts sūknis) - 70-130W.
• Maršrutētājs - 10-20W.
• Gaisa kondicionieris 9 - 700–900 W.
• E-pasts Tējkanna - 1500W.
• Mikroviļņu krāsns - 500-700W.
• Mazgātājs - 600 - 900W.
• DVR + 4 kameras - 30-50W.

Visas jaudas ir norādītas ierīces darbības stundā, jāpatur prātā, ka lielākā daļa ierīču darbojas īsu laiku, tējkannu silda 5 minūtes, ledusskapis stundas laikā ieslēdzas ik pēc 2-3 stundām, lai uzturētu tempu. Katla sūknis darbojas arī tad, kad tiek uzturēta dzesēšanas šķidruma temperatūra. Pēc šī principa varat aprēķināt arī citas ierīces.

Kas ir iekļauts Saules sistēmas komplektā

Lai iegūtu strāvu, nepietiek ar saules paneļu iegādi un to savienošanu. Saules sistēma sastāv no daudzām vienlīdz svarīgām tehniskām ierīcēm, pateicoties kurām tiek radīts vēlamais efekts. Tātad, lai jūsu mājā būtu videi draudzīgas izcelsmes elektrība, papildus saules paneļiem jums būs jāiegādājas vēl 6 sistēmas pamatelementi, proti:

• ģenerators;
• invertors;
• akumulators;
• Saules lādiņa kontrolieris;
• patērētājs 230 V;
• savienojuma kaste.

Tāpēc, pirms sākat projektēt fotoelementu sistēmas uzstādīšanu un izvietošanu, jums jāsaprot, ka tas ir daudz dārgāk nekā saules bateriju pirkšana atsevišķi.Atlasīto elementu kalpošanas laiks un efektivitāte būs atkarīga no moduļu skaita, klases un ražotāja. Pareizi izvēlēti tehniskie parametri, ierīces uzticamība un saules paneļu atrašanās vieta būs augstas kvalitātes veiktspējas un izturības atslēga.

Mājas akumulatoru skaita aprēķins

Lai aprēķinātu, cik daudz bateriju jums vajag jūsu mājām, jānovērtē vairāku galveno parametru vērtības. Apskatīsim visu kārtībā.

Enerģijas patēriņa aprēķins

Lai aprēķinātu nepieciešamo paneļu skaitu, jums jāsāk, izveidojot visu elektrisko ierīču sarakstu un to darbības laiku, ņemot vērā jaudu. Tikai pēc sistēmas tehniskā apraksta sastādīšanas jūs varat aprēķināt mājas kopējo pieprasījumu, kas ir obligāts solis saules paneļu skaita aprēķināšanai. Tālāk esošajā tabulā ir norādītas atsevišķu elektrisko ierīču vērtības, kas palīdzēs jums aprēķināt.

Lai pareizi aprēķinātu elektrības izmaksas jūsu mājās, atkarībā no ierīču skaita, katras atsevišķās ierīces jaudu varat redzēt tās tehniskajā dokumentācijā vai internetā ražotāja vietnē.

Pēc aprēķina jums ir jālabo vērtības, jo saules baterija uzņem 100% līdzstrāvu, kas ar invertora palīdzību tiek pārveidota par maiņstrāvu, kā rezultātā tiek zaudēta līdz 20% no sprieguma . Jums jāņem vērā arī fakts, ka jebkuras elektroierīces sākuma jauda ir vairākas reizes lielāka nekā pasē norādītā, tāpēc, aprēķinot kopējo patērēto elektroenerģiju, jāatstāj kļūda, kuru invertors izmantos pirmās sekundes, kad ierīce tiek palaista. Ja mājā ir daudz tik spēcīgu ierīču un tās var ieslēgt vienlaikus, tad labāk ir nodrošināt atsevišķu ieslēgšanu ieslēgšanai.

Saules enerģijas daudzuma noteikšana noteiktā apgabalā

Saules paneļu radītās enerģijas daudzums ir atkarīgs no reģiona un saules starojuma. Šādus rādītājus nevar aprēķināt vai izmērīt neatkarīgi, tāpēc jums jāsazinās ar hidrometeoroloģijas staciju vai uzziņu grāmatu. To var atrast internetā, pietiek ar to, ka meklēšanā norāda savu pilsētu un saules starojuma definīciju. Pēc nepieciešamās informācijas apkopošanas jums jāizmanto šāda formula, lai noteiktu enerģijas daudzumu:

Vidējais gada saules starojums: kW * h / m2 / dienā

Tā kā saule spīd dažādos gada laikos ar atšķirīgu starojuma līmeni, ieteicams tās vērtību aprēķināt, pamatojoties uz visa gada rādītājiem, tas ir, izmantot vidējo vērtību, protams, ja vēlaties izmantot saules paneļus visu gadu. Pamatojoties uz aprēķinātajiem datiem, jūs varat noteikt saules moduļa skaitu un jaudu. Piemēram, ņemiet vērā Maskavas vērtības, Kotelničeskaya krastmala, 55,7 platums.

Šie aptuvenie rādītāji un iepriekš minētā formula ļauj veikt visprecīzākos aprēķinus jaudas un saules paneļu skaita izvēlei, izņemot tos gadījumus, kad ir ārkārtīgi ilgs lietains vai apmācies laiks.

Bateriju skaita aprēķins

Pamatojoties uz iepriekš norādītajām elektroierīču enerģijas patēriņa vērtībām, kā arī saules starojuma līmeni, jūs varat noteikt pareizo saules paneļu daudzumu, lai nodrošinātu elektrību jūsu mājās.Tātad, mēs ņemam radiācijas vērtību no tabulas par jūs interesējošo mēnesi vai periodu, un pēc tam mēs to dalām ar 1000. Iegūto vērtību sauc par pikstundām, 1000 W / m2. Savukārt saules modulis rada tādu enerģijas daudzumu, kur Pw ir jauda, ​​E ir insolācijas vērtība izvēlētajam periodam, k ir koeficients, kas vienāds ar 0,5 vasarā un 0,7 ziemā:

W = k Pw E / 1000

W koeficients koriģē jaudas zudumu ne tikai, ko patērē invertors vai starta sprauga, kad elektriskās ierīces tiek izslēgtas, bet arī slīpais siju biežums, kas mainās visu dienu. Iepriekš minētā formula un nepieciešamais enerģijas patēriņš mājā (iepriekš aprēķināts) ļauj noteikt moduļa kopējo jaudu un tādējādi saprast, cik daudz saules paneļu jums pilnībā jānodrošina. Mūsdienās akumulatoru jauda ir 50 W un lielāka. Ģeneratoru var izmantot, lai pielāgotu nepieciešamo vērtību.

Ir ļoti svarīgi neizvēlēties saules baterijas no gala līdz galam atbilstoši aprēķinātajai jaudai, piemēram, ja mājas vidējais enerģijas patēriņš ir 68 W, jums nevajadzētu iegādāties vienu moduli ar jaudu 70 W, labāk ir nopērciet divus 50 W paneļus vai daļēji izmantojiet saules enerģiju, nevis pastāvīgai lietošanai. Bet eksperti iesaka - ja jūs jau esat uzņēmis šādu jautājumu kā nodrošināt māju ar ekoloģisko strāvu, tad labāk ir aprēķināt rādītāju pārmērīgi.