Hoe u het vermogen van zonnepanelen voor uw huis kunt berekenen

Gemaakt: 19 december 2019

Heel vaak stellen klanten bij het aanvragen van de selectie van apparatuur of bij het kiezen van een zonne-energiecentrale de vraag: hoe het vermogen en het aantal zonnepanelen en batterijen te berekenen en welk vermogen een zonne-energiecentrale moet kiezen. In dit artikel zullen we proberen om met dit probleem om te gaan, en ik zal proberen in eenvoudige taal uit te leggen, zonder in details te treden, hoe dit moet.

Allereerst moet u weten hoeveel elektriciteit u per dag verbruikt., dit kan worden gedaan door de gemiddelde maandelijkse elektriciteitsmeterstand te nemen en deze te delen door 30 dagen. We krijgen dus het gemiddelde verbruik per dag. De sociale norm in RO voor twee personen is bijvoorbeeld 234kW, wat ongeveer 8kWh elektriciteit per dag is. Daarom hebben we zonnepanelen nodig om dezelfde hoeveelheid energie per dag op te wekken.

Berekening van het aantal zonnepanelen en hun capaciteit

Sinds zonnepanelen alleen overdag elektrische energie opwekken, dan moet hier allereerst rekening mee worden gehouden, het is ook de moeite waard om te begrijpen dat de output op bewolkte dagen en in de winter sterk verminderd is en 10-30 procent van het paneelvermogen kan bedragen. Voor eenvoud en gemak rekenen we van april tot oktober, tegen de tijd van de dag loopt de hoofdproductie van 9.00 uur tot 17.00 uur, d.w.z. 7-8 uur per dag​In de zomer zullen de intervallen natuurlijk langer zijn, van zonsopgang tot zonsondergang, maar tijdens deze uren zal de output veel minder zijn dan de nominale, dus we zijn gemiddeld.

Dus 4 zonnepanelen met een vermogen van 250W. (1000W totaal). Er wordt 8 kWh energie per dag opgewekt, d.w.z. per maand is het 240 kWh. Maar dit is een ideale berekening, zoals we hierboven al zeiden, op bewolkte dagen zal de output minder zijn, dus is het beter om 70% van de output te nemen, 240 * 0,7 = 168 kWh. Dit is een gemiddelde berekening zonder verliezen in de omvormer en batterijen. Deze waarde kan ook worden gebruikt om een ​​netwerkzonnecentrale te berekenen waar geen batterijen worden gebruikt.

Berekening van zonnepanelen

Het benodigde vermogen van zonnepanelen wordt berekend in functie van het weer in de omgeving en de stralingsintensiteit op verschillende tijdstippen van het jaar. De hellingshoeken horizontaal en verticaal zijn van groot belang bij de berekeningen. Deze indicator is vooral belangrijk als het zonnesysteem het hele jaar door in bedrijf is. Hier hangt ook de locatie van de apparatuur van af. Als de hellingshoek niet hoeft te worden aangepast, kunnen de panelen rechtstreeks op het dak van het gebouw worden geplaatst.

De belangrijkste maatregel is de berekening van zonnepanelen, het aantal modules en hun efficiëntie. De gegevens zijn genomen voor de beste en slechtste maand in termen van energie-efficiëntie. Voor berekeningen van standaard instraling wordt een oppervlakte van 1 m2 gekozen en voor het bepalen van het nominale vermogen is een temperatuur van 25 ° C vereist, met een standaard lichtstroom van 1 kW / m2.

De bepaling van de prestatie van de zonnebatterij gedurende de maand gebeurt volgens de volgende formule: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. De variabelen komen overeen met de volgende indicatoren:

• Esb - de hoeveelheid energie die door de batterij wordt gegenereerd.
• Eins is het resultaat van een maandelijkse instraling van 1 m2.
• η is de waarde van het totale rendement bij de transmissie van stroom door geleiders.
• Рсб is het nominale vermogen van het zonnepaneel.
• Rince is het hoogste instralingsvermogen van 1 m2 van het aardoppervlak.

Bij het berekenen is het noodzakelijk om eenheden te gebruiken die voor alle indicatoren hetzelfde zijn. Meestal zijn dit joules of kilowattuur. Door de maandelijkse instraling te berekenen, kunt u eenvoudig het nominale vermogen van het zonnepaneel bepalen dat nodig is om een ​​maandelijkse hoeveelheid elektriciteit op te wekken: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Opgemerkt moet worden dat de spanning aan de uitgang van het zonnepaneel 15-40% hoger zal zijn dan de accuspanning. Bij het gebruik van goedkope controllers gaat dit verschil steevast verloren. Duurdere moderne modellen kunnen dit cijfer terugbrengen tot 2-5%.

Zonnestraling heeft verschillende vermogens, afhankelijk van het seizoen en de specifieke maand. Het nominale vermogen van het paneel zelf blijft ongewijzigd, daarom is de juiste keuze van de plaats van installatie van groot belang. Met behulp van de bovenstaande formules kan slechts een geschat aantal modules worden bepaald. Om een ​​nauwkeurige waarde te verkrijgen met de nodige marge, wordt het dubbele aantal panelen genomen, gecorrigeerd voor nacht, bewolkte dagen, sneeuwval en andere factoren die de efficiëntie van het systeem verminderen.

Berekening van batterijen voor een zonne-energiecentrale

Laten we vervolgens verder gaan met het berekenen van de batterijcapaciteit voor zonnepanelen. Hun hoeveelheid en capaciteit moeten zodanig zijn dat de energie die erin is opgeslagen voldoende is voor de donkere tijd van de dag, het is de moeite waard om te bedenken dat het elektriciteitsverbruik 's nachts minimaal is in vergelijking met dagactiviteit.

100 Ah accu slaat ongeveer 100A * 12V = 1200W op. (een gloeilamp van 100W werkt 12 uur op zo'n batterij). Dus als je 2,4 kWh per nacht verbruikt. elektriciteit, dan dient u 2 accu's van elk 100Ah te plaatsen. (12V), maar hier moet rekening mee worden gehouden dat het ongewenst is om de batterijen 100% te ontladen, en beter niet meer dan 70% -50%. Op basis hiervan krijgen we die 2 accu's van elk 100Ah. zal 2400 * 0,7 = 1700 Wh opslaan. Dit is het geval bij het ontladen met kleine stromen, bij het aansluiten van krachtige verbruikers, treedt een spanningsval op en neemt de capaciteit zelfs af.

Als u wilt berekenen hoeveel batterijcapaciteit er nodig is voor een zonnebatterij, vindt u hieronder een correspondentietabel (voor een 12V-systeem.):

• Zonnebatterij 50W. - batterij 20-40 A.h.
• 100W. - 50-70 A.h.
• 150W. - 70-100 A.h.
• 200W. - 100-130 A.h.
• 300W. - 150-250 A.h.

Analyse van berekeningen

Rekening houdend met de weersomstandigheden en het nominale vermogen van de batterijen, kunnen we concluderen dat een 400 W-batterij in Moskou zelfs niet voldoende zal zijn om de noodmodus in de zomer te ondersteunen. Hoewel voor het geven, een overschrijding van het noodniveau van 80% als een acceptabele optie kan worden beschouwd, vooral bij de intermitterende werking van de omvormer, maar alleen als het nodig is om elektriciteit te leveren.

Systemen met een laag stroomverbruik zijn niet ontworpen om de klok rond in huis te voorzien, zelfs niet in de zomer. Omdat de energie in dergelijke systemen cruciaal is voor het eigen verbruik van de laadregelaar en omvormer. In de winter is de kracht van de zonnecollector niet voldoende voor de werking van alle elektrische apparaten thuis, maar in de zomer is het heel acceptabel dat de stroomtoevoer ononderbroken is.

Batterijcapaciteiten van stroomberekeningen voor Moskou:

• 500 W - geeft een noodminimum van 80% van mei tot eind augustus;
• 600 W - half maart - september;
• 800 W - wanneer het noodniveau wordt overschreden (behalve in december en januari), levert het spanning van maart tot september;
• 1 kW - zorgt voor een basiselektriciteitsverbruik voor bijna het hele jaar, maar in de winter (december en januari) is energie misschien niet genoeg;
• 1,2 kW - biedt een gematigde modus in juli, in maart - september de basismodus voor stroomverbruik. Het noodminimum valt in de periode november - januari;
• 2 kW - handhaaft een comfortabele modus, of dichtbij in de periode mei - augustus en basis van februari tot augustus. Maar in de lange, donkere maanden is deze capaciteit van de zonnecollector misschien niet voldoende;
• 3,2 kW - biedt een comfortabele modus voor alle lange dagen en stelt u het hele jaar door in staat om op een noodminimum te rekenen;
• 5,3 kW - batterijen met nominaal vermogen, waardoor bijna onbeperkt gebruik van elektriciteit mogelijk is in de periode mei - augustus en het hele jaar door in de basismodus;
• 8 kW - het vermogen van de zonnebatterij, die het hele jaar door elektriciteit in een gematigde modus garandeert;
• 13,5 kW - comfortabele stroomverbruikmodus het hele jaar door.

Omvormervermogen en -verliezen

Nu, wat betreft de omvormer, deze heeft ook zijn eigen efficiëntie en dit is ongeveer 75-90%, d.w.z. alle verkregen waarden van energieproductie en reserve kunnen aan deze percentages worden toegeschreven. Als gevolg hiervan is het beter om een ​​dubbele reserve aan capaciteit voor batterijen te nemen, dus bij een verbruik van 2400Wh per nacht, plaats je 4 batterijen met een capaciteit van 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Het vermogen van de omvormer geeft de nominale belasting weer die erop kan worden aangesloten., d.w.z. het aantal en type huishoudelijke apparaten.

Als resultaat krijgen we een zonne-energiecentrale voor 2,5 kW:

1. Zonnepanelen 4st. 250W elk. Opwekking per maand 170-240 kWh (36 duizend roebel)
2. Batterij 100 Ah elk. 4 dingen. voorraad tot 4800 watt. (AGM-batterijen 50 duizend roebel)
3. Omvormer 2,4 kW nominaal vermogen van de aangesloten apparatuur (27 duizend)

Totaal 113 duizend roebel. voor een set apparatuur.

Maximale belasting en gemiddeld energieverbruik

Op dit moment kan niet iedereen het zich veroorloven om een ​​onderstation op zonne-energie in zijn landhuis te installeren. Desalniettemin moet u bij het plannen van hun installatie eerst weten welke piekbelasting u kunt verwachten wanneer huishoudelijke apparaten worden ingeschakeld en hoeveel elektriciteit ze gemiddeld per dag verbruiken.

Het maximale belastingsniveau wordt bepaald op basis van het maximale vermogen van alle elektrische apparaten in huis, zodat wanneer er meerdere tegelijk worden ingeschakeld, het systeem in huis de belasting aankan.

Om het gemiddelde dagelijkse verbruik van elk van de apparaten te bepalen, moet het vermogen ervan worden vermenigvuldigd met de bedrijfstijd van het netwerk per dag. En het totale energieverbruik wordt gevonden door de energie van alle apparaten in huis bij elkaar op te tellen.

Door het totale energieverbruik te bepalen, kunt u het efficiënte gebruik van zonne-energie die wordt opgewekt door zonnepanelen plannen. Bovendien maken de verkregen cijfers het mogelijk om het vermogen van zonnepanelen voor in huis te berekenen, om te weten welke batterij u moet kopen. De capaciteit van de batterij heeft rechtstreeks invloed op de kosten ervan.

Macht van huishoudelijke apparaten, elektriciteitsverbruik

Nu, met betrekking tot consumenten en hun capaciteit, zijn hier de belangrijkste:

• Led-tv - 50-150W.
• Koelkast klasse A - 100-300 W. (alleen als de compressor draait)
• Notitieboekje - 20-50W
• Energiebesparende lamp - 30W, LED 3-9W
• Wandketel (elektronica + ingebouwde pomp) - 70-130W.
• Router - 10-20W.
• Airconditioner 9 - 700-900 W.
• E-mail Waterkoker - 1500W.
• Magnetron - 500-700 W.
• Wasmachine - 600 - 900W.
• DVR + 4 camera's - 30-50W.

Alle vermogens worden aangegeven per bedrijfsuur van het apparaatHoud er rekening mee dat de meeste apparaten een korte tijd werken, de waterkoker gedurende 5 minuten wordt verwarmd, de koelkast wordt elke 2-3 uur een uur lang ingeschakeld om het tempo vast te houden. De ketelpomp werkt ook omdat de temperatuur van het koelmiddel wordt gehandhaafd. Volgens dit principe kunt u ook andere apparaten berekenen.

Wat zit er in de zonnestelselkit?

Om stroom te krijgen, is het niet voldoende om zonnepanelen aan te schaffen en deze aan te sluiten. Het zonnestelsel bestaat uit veel even belangrijke technische apparaten, waardoor het gewenste effect wordt gecreëerd. Dus om ervoor te zorgen dat uw huis naast zonnepanelen over elektriciteit van milieuvriendelijke oorsprong beschikt, moet u nog 6 basiselementen van het systeem aanschaffen, namelijk:

• generator;
• omvormer;
• batterij;
• zonne-laadregelaar;
• verbruiker 230V;
• aansluitdoos.

Voordat u begint met het ontwerpen van de installatie en plaatsing van een fotovoltaïsch systeem, moet u daarom begrijpen dat dit veel duurder is dan alleen zonnepanelen kopen.De levensduur en efficiëntie van de geselecteerde elementen is afhankelijk van het aantal modules, de klasse en de firma van de fabrikant. Correct geselecteerde technische kenmerken, betrouwbaarheid van het apparaat en de locatie van zonnepanelen zullen de sleutel zijn tot hoogwaardige prestaties en duurzaamheid.

Berekenen van het aantal batterijen voor in huis

Om te berekenen hoeveel batterijen u nodig heeft voor uw huis, moet u de waarden van verschillende belangrijke parameters schatten. Laten we alles op volgorde bekijken.

Berekening van het energieverbruik

Om het vereiste aantal panelen te berekenen, moet u beginnen met het maken van een lijst van alle elektrische apparaten en hun bedrijfstijd, rekening houdend met het vermogen. Pas nadat u een technische beschrijving van het systeem heeft opgesteld, kunt u de totale vraag van het huis berekenen, wat een verplichte stap is voor het berekenen van het aantal zonnepanelen. De onderstaande tabel toont de waarden van individuele elektrische apparaten om u te helpen bij het berekenen.

Om de elektriciteitskosten in uw huis correct te berekenen, kunt u, afhankelijk van het aantal apparaten, het vermogen van elk afzonderlijk apparaat zien in de technische documentatie of op internet op de website van de fabrikant.

Nadat je hebt berekend, dien je de waarden te corrigeren, aangezien de zonnebatterij 100% gelijkstroom opneemt, die met behulp van de omvormer wordt omgezet in wisselstroom, waardoor tot 20% van de spanning verloren gaat . U moet ook rekening houden met het feit dat het startvermogen van elk elektrisch apparaat meerdere keren hoger is dan dat vermeld in het paspoort, daarom moet u bij het berekenen van het totale verbruikte elektriciteit een fout achterlaten die door de omvormer zal worden gebruikt voor de eerste paar seconden wanneer het apparaat opstart. Als er veel van dergelijke krachtige apparaten in huis zijn en ze kunnen tegelijkertijd worden ingeschakeld, is het beter om een ​​afzonderlijke inschakeling te voorzien om te starten.

Bepalen van de hoeveelheid energie van de zon in een bepaald gebied

De hoeveelheid stroom die door zonnepanelen wordt opgewekt, is afhankelijk van de regio en de zonnestraling. Dergelijke indicatoren kunnen niet onafhankelijk worden berekend of gemeten, hiervoor moet u contact opnemen met het hydrometeorologische station of het naslagwerk voor gegevens. Het is te vinden op internet, het volstaat om bij het zoeken uw stad en de definitie van zonnestraling aan te geven. Nadat u de benodigde informatie heeft verzameld, moet u de volgende formule gebruiken om de hoeveelheid energie te bepalen:

Gemiddelde jaarlijkse zonnestraling: kW * h / m2 / dag

Omdat de zon op verschillende tijdstippen van het jaar schijnt met verschillende stralingsniveaus, is het raadzaam om de waarde ervan te berekenen op basis van de indicatoren voor het hele jaar, dat wil zeggen, gebruik natuurlijk de gemiddelde waarde als u zonnepanelen wilt gebruiken het hele jaar door. Op basis van de berekende gegevens kunt u het aantal en het vermogen van de zonnepaneel bepalen. Beschouw bijvoorbeeld de waarden van Moskou, Kotelnicheskaya-dijk, 55,7 breedtegraad.

Met deze geschatte indicatoren en de bovenstaande formule kunt u de meest nauwkeurige berekeningen maken voor de selectie van het vermogen en het aantal zonnepanelen, behalve in die gevallen waarin er een extreem lange periode van regenachtig of bewolkt weer is.

Berekenen van het aantal batterijen

Op basis van de eerder gegeven waarden voor het energieverbruik van elektrische apparaten, evenals het niveau van de zonnestraling, kunt u het juiste aantal zonnepanelen bepalen om uw huis van elektriciteit te voorzien.Dus we nemen de waarde van straling uit de tabel voor de maand of periode waarin je geïnteresseerd bent, en daarna delen we deze door 1000. De resulterende waarde wordt pico-uren genoemd, in 1000 W / m2. En het zonnepaneel genereert op zijn beurt een dergelijke hoeveelheid energie, waarbij Pw het vermogen is, E de instralingswaarde voor de geselecteerde periode, k is een coëfficiënt gelijk aan 0,5 in de zomer en 0,7 in de winter:

W = k Pw E / 1000

De W-factor corrigeert niet alleen het vermogensverlies dat wordt verbruikt door de omvormer of de starthiaat wanneer elektrische apparaten zijn uitgeschakeld, maar ook de schuine inval van de stralen die gedurende de dag varieert. Met de bovenstaande formule en de benodigde hoeveelheid energie die in de woning wordt verbruikt (vooraf berekend), kunt u het totale vermogen van de module bepalen en daardoor begrijpen hoeveel zonnepanelen u volledig moet leveren. Batterijen met een capaciteit van 50 W en meer worden vandaag gepresenteerd. De generator kan worden gebruikt om de gewenste waarde aan te passen.

Het is erg belangrijk om zonnepanelen niet end-to-end te selecteren op basis van het berekende vermogen, als het gemiddelde energieverbruik van een huis bijvoorbeeld 68W is, moet u niet één module kopen met een vermogen van 70W, het is beter om koop twee panelen van 50W of gebruik gedeeltelijk zonne-elektriciteit en niet voor permanent gebruik. Maar experts adviseren dat als u al een dergelijke vraag hebt beantwoord als u een huis van een ecologische stroom voorziet, het beter is om de indicator te overschrijden.