Изчисляване на слънчева батерия и батерии, комплект слънчева електроцентрала

Създадено: 19 декември 2019 г.

Много често, когато кандидатстват за избор на оборудване или при избора на слънчева електроцентрала, клиентите задават въпроса: Как да изчислим мощността и броя на слънчевите панели и батерии и каква мощност да изберем слънчева електроцентрала. В тази статия ще се опитаме да се справим с този проблем и ще се опитам да обясня на прост език, без да навлизам в подробности, как да го направя.

На първо място, трябва да разберете колко електроенергия консумирате на ден., това може да стане, като се вземат средните месечни показания на електромера и се раздели на 30 дни. Така получаваме средното потребление на ден. Например социалната норма в RO за двама души е 234kW, което е около 8kWh електроенергия на ден. Съответно, ние се нуждаем от слънчеви панели, за да генерираме същото количество енергия на ден.

Изчисляване на броя на слънчевите панели и техния капацитет

Тъй като слънчеви панели генерират електрическа енергия само през дневните часове, тогава това трябва да се вземе предвид преди всичко, също така си струва да се разбере, че изходът в облачни дни и през зимата е много намален и може да бъде 10-30 процента от мощността на панела. За простота и удобство ще изчисляваме от април до октомври, по времето на деня основното производство работи от 9 до 17 часа, т.е. 7-8 часа на ден... През лятото интервалите, разбира се, ще бъдат по-дълги, от изгрев до залез, но през тези часове продукцията ще бъде много по-малка от номиналната, така че ние усредняваме.

Прочетете също: Избор на добър дизелов нагревател за вашия гараж и лятна вила

И така 4 слънчеви панела с мощност 250W. (Общо 1000 W). На ден ще се генерират 8 kWh енергия, т.е. на месец е 240 кВтч. Но това е идеално изчисление, както казахме по-горе, в облачни дни продукцията ще бъде по-малка, така че е по-добре да вземете 70% от продукцията, 240 * 0,7 = 168 kWh. Това е средно изчисление без загуби в инвертора и батериите. Също така тази стойност може да се използва за изчисляване на мрежова слънчева централа, където батериите не се използват.

Преди да изчислите слънчеви панели за вашия дом

Какво е важно да знаете предварително? Всъщност инсталирането на слънчеви панели е отговорен бизнес и предварителните изчисления не само ще спестят пари, но и ще създадат енергийно ефективна система, отчитаща всички елементи.

Трябва да започнете с консумацията на електричество във вашия дом. За да разберете как да изчислите броя на слънчевите панели за вашия дом, трябва да започнете с това. Например имате нужда да създадете автономно електрозахранване за електрически котел и четири крушки. Изчисляването на потреблението е много просто: достатъчно е да се изготви таблица с такъв план:

Потребителски елемент в мрежата	Мощност в W	Колко устройства?	Колко работно време се очаква на ден	Получена стойност на ден (Wh)
Електрически бойлер	2000	1	4	4000
Лампа с нажежаема жичка	100	4	3	1200
Количество	2100	5200

Как да използвам такъв знак? Разберете колко отделно устройство консумира във ватове. Колко устройства от всеки тип има? В примера един котел и четири лампи с нажежаема жичка. Напред: по кое време на работа се очаква на ден? например котелът ще работи четири часа, лампите три. Умножаваме колоните хоризонтално помежду си. Например, за котел ще бъде 2000x1x4 = 4000 Wh (консумация от конкретно устройство на ден). След това обобщаваме всички получени показания, откриваме общата консумация на енергия на ден. В случая с примери това е 5200 Wh

Изчисляване на батерии за слънчева електроцентрала

След това нека преминем към изчисляване на капацитета на батерията за слънчеви панели.Количеството и капацитетът им трябва да бъдат такива, че енергията, която се съхранява в тях, да е достатъчна за тъмното време на деня, струва си да се има предвид, че консумацията на електроенергия през нощта е минимална в сравнение с дневната активност.

100Ah батерия съхранява приблизително 100A * 12V = 1200W. (100W крушка ще работи от такава батерия в продължение на 12 часа). Така че, ако консумирате 2,4 kWh на вечер. електричество, тогава трябва да инсталирате 2 батерии по 100Ah всяка. (12V), но тук трябва да се има предвид, че е нежелателно батериите да се разреждат със 100%, а по-добре не повече от 70% -50%. Въз основа на това получаваме 2 батерии по 100Ah всяка. ще съхранява 2400 * 0,7 = 1700Wh. Това е вярно, когато се разрежда с малки токове, когато се свързват мощни консуматори, настъпва спад на напрежението и капацитетът всъщност намалява.

Ако искате да изчислите колко капацитета на батерията е необходим за слънчева батерия, по-долу е таблица за съответствие (за 12V система.):

Слънчева батерия 50W. - батерия 20-40 A.h.
100W. - 50-70 ч. Ч.
150W. - 70-100 A.h.
200W. - 100-130 ч. Ч.
300W. - 150-250 ч. Ч.

Какво да броим след това?

Необходимо е да се определи колко радиация пада годишно конкретно във вашия районкъде живеете и къде се намира къщата. Такива показатели могат да бъдат поискани от метеорологичната служба или да намерите таблици за вашия район в Интернет. Между другото, Google има отлична услуга, която ви позволява да определите нивото на слънчева радиация, но не е достъпна във всички страни. Следователно най-лесният вариант е да намерите таблици в глобалната мрежа. Ето някои от тях, слънчевата радиация е посочена в „kWh / m² / ден“:

Средномесечно ниво на слънчева радиация в Русия

Средно месечно ниво на слънчева радиация в Украйна

Средномесечно ниво на слънчева радиация в Беларус

Продължаваме напред: как да изчислим мощността на слънчев панел? Например, нека видим показанията за Киев в таблицата. Тук най-ефективните месеци по отношение на инсолацията са май и юли, с показател 5.25. Друг важен момент е да се вземе предвид загубата на зареждане на батерията. Този показател може да се види в документацията за оборудването или да се попитат специалисти, но често тази цифра е около 20%. Тоест, в изчисленията трябва да направим "припокриване" върху превишаването на зареждането и разреждането на батерията. По този начин тази цифра ще бъде 1,2 - където 1 (или 100%) е изчисленото от нас 5200 Wh на ден консумация, а 0,2 (20%) е превишаването на батерията. Така че пример:

W = 5200 × 1,2 = 6240 Wh или 6,24 kWh

Сега по-нататък. Следващата формула се основава на корекционни коефициенти, за лятото е 0,5, а за зимата е 0,7. Тези фактори ще помогнат да се изчисли производството на един панел на ден. В зависимост от сезона и нивото на инсолация. Така например, ние инсталираме панели с мощност 130 W:

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

Където, съответно, първата формула показва продукцията през лятото, най-ефективният месец от годината (данните са взети от таблицата). Втората формула е за най-неефективния зимен месец.

Прочетете също: Гейзери Proton: преглед, рецензии, неизправности

Сега трябва да разделите 6240 Wh, получени в първия пример, да разделите на резултатите, получени във втората и третата формула:

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

Така получените резултати са нашият брой панели, необходими за генериране на даден енергиен показател. Съответно за летния период ще са необходими 18 панела и за зимния 80. Ето как могат да бъдат различни показатели за различните периоди от годината. Разбира се, подобни изчисления не са съвсем точни и всъщност има много повече фактори, които влияят на производството на енергия. Можете да прочетете за тях в статията за инсталиране на слънчеви панели.

Ефективността може да бъде значително повлияна от ъгъла на наклона на панелите, наличието на задвижвания, които въртят панелите към слънцето или тяхното отсъствие. И накрая, бих искал да кажа, че батериите едва ли ще могат да снабдят дома ви с необходимата енергия, само ако нямате големи площи за слънчеви панели.Но все пак основното предимство на батериите е, че винаги можете да увеличите мощността, като добавите нови панели. Или като замените някои слънчеви клетки с други, по-мощни.

Инверторна мощност и загуби

Сега, що се отнася до инвертора, той също има своя собствена ефективност, която е около 75-90%, т.е. всички получени стойности на производство на енергия и резерв могат да бъдат приписани на тези проценти. В резултат на това е по-добре да вземете двоен резерв от капацитет за батерии, така че с консумация от 2400Wh на нощ, инсталирайте 4 батерии с капацитет от 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Мощността на инвертора показва номиналното натоварване, което може да бъде свързано към него., т.е. броя и вида на домакинските уреди.

В резултат на това получаваме слънчева електроцентрала за 2,5 kW:

Слънчеви панели 4бр. По 250W. Производство на месец 170-240 kWh (36 хиляди рубли)
Батерия 100Ah всяка. 4 неща. запас до 4800 вата. (AGM батерии 50 хиляди рубли)
Инвертор 2,4 kW номинална мощност на свързаното оборудване (27 хиляди)

Общо 113 хиляди рубли. за комплект оборудване.

Разновидности соларни модули за дома

Модулните слънчеви панели се състоят от фотоволтаични преобразуватели. В производството се произвеждат два вида такива устройства.

Разликата между преобразувателите е във вида на силиконовите полупроводници:

Поликристален... Такива слънчеви клетки се получават чрез продължително охлаждане на силициевата стопилка. Въпреки че тази технология значително намалява цената на производствения процес и прави продуктите по-достъпни за купувачите, тяхната ефективност не надвишава 12%.
Монокристален... В този случай говорим за изкуствен растеж на силициеви кристали, които след това се нарязват на тънки пластини. Този метод се счита за най-скъпият, но осигурява по-висока ефективност. Средната му стойност варира в рамките на 17%, но има фотоклетки, базирани на монокристали и с по-високи нива.

Фотоклетките на основата на поликристали имат плоска квадратна форма и повърхност с нехомогенна структура. В същото време монокристалните слънчеви клетки имат еднаква повърхностна структура и квадратна форма с изрязани ъгли.

При еднакъв капацитет на слънчеви панели за дома, първата версия на панелите е по-голяма от втората, тъй като те са по-малко ефективни. Въпреки че цената на поликристалните панели е около 10% по-ниска, за което те са популярни.

Мощност на битовите уреди, консумация на електроенергия

Сега, по отношение на потребителите и техния капацитет, ето основните:

LED телевизор - 50-150W.
Хладилник клас A - 100-300W. (само когато компресорът работи)
Тетрадка - 20-50W
Енергоспестяваща лампа - 30W, LED 3-9W
Стенен котел (електроника + вградена помпа) - 70-130W.
Рутер - 10-20W.
Климатик 9 - 700-900W.
електронна поща Чайник - 1500W.
Микровълнова печка - 500-700W.
Шайба - 600 - 900W.
DVR + 4 камери - 30-50W.

Всички мощности са посочени за час работа на устройството, трябва да се има предвид, че повечето устройства работят за кратко време, чайникът се загрява за 5 минути, хладилникът се включва на всеки 2-3 часа в продължение на един час, за да поддържа темпото. Помпата на котела работи и при поддържане на температурата на охлаждащата течност. Можете също така да изчислите други устройства според този принцип.

Изчисляване на основните показатели - колко батерии са необходими и каква мощност

Преди започване на изчисленията трябва да се подготви специална таблица, в която ще бъдат въведени получените данни. Трябва да има 30 вертикални колони, а хоризонтални - според броя на използваните от собствениците домакински уреди.

Предварителен етап

В първата колона ще бъде посочен номерът на поръчката на домакинския уред. Записваме името му във втората колона. Третата колона е мощността на всяко от устройствата. В следващите 24 колони трябва да въведете часовете от 01 до 24.

Прочетете също: Кой нагревател да изберете - инфрачервен, маслен или конвекционен?

В тези клетки под формата на десетични дроби ще въведем следните данни:

числителят представлява периода на всяко приспособление за определен час (в десетични знаци);
знаменателят е индивидуалната мощност на електрическия уред (такова повторение улеснява процеса на по-нататъшни изчисления).

Колона 28 има за цел да обобщи общото време на работа на електрическия уред в рамките на един ден. Следващата колона съдържа данни за енергийната консумация на отделно устройство за изминалия ден - тази цифра се получава чрез умножаване на работния период по консумираната мощност. В последната вертикална колона се записват бележки, например резултатите от междинните изчисления.

Как да изчислим мощността правилно?

Какво показва мощността на панела? Ако например тя е равна на 240 W, тогава ще даде толкова много при 1000 W / кв. инсолация.

Ясно е, че лъчите не падат върху панела с еднаква интензивност през цялата година и през деня, следователно, като работи от 4 до 6 часа през студения сезон, той е в състояние да доставя 1440 W / h.

През летния период продължителността на работата се увеличава, достигайки 8-10 часа.

Максималният показател също нараства, приближавайки се до 2400 W / h. Това е идеално. Всъщност тя е коригирана за инсолация.

Пример за изчисляване на енергийната консумация на устройства

В къщата винаги има хладилник, телевизор, компютър, пералня, бойлер, ютия, микровълнова фурна и други домакински уреди, без които животът става неудобен. Освен това за осветление се използват поне 100 крушки (нека бъдат енергийно ефективни). Всичко това трябва да се вземе предвид при изчисляването на мощността на слънчевите панели, инсталирани в къщата.

Таблицата съдържа данни за тяхната мощност, време на работа, консумация на енергия и др. Всички те работят целогодишно:

Уред	Мощност	Продължителност на употреба на ден	Ежедневен прием
Ел.крушки	200 вата	около 10 часа	2 kWh
Хладилник	500 вата	3 часа	1,5 kWh
Тетрадка	100 вата	до 5 часа	0,5 kWh
Шайба	500 вата	6 часа	3 kWh
Желязо	1500 вата	Един час	1,5 kWh
Телевизия	150 вата	5 часа	0.8 кВтч
Котел 150 литра	1,2 kW	5 часа	6 kWh
Инвертор	20 вата	24 часа	0,5 kWh
Контролер	5W	24 часа	0,1 kWh
Микровълнова печка	500 вата	2 часа	3 kWh

След като направихме просто изчисление, стигнахме до общия дневен разход на енергия - 18,9 kW / h. Към това трябва да добавим мощността на допълнително оборудване, което не се използва всеки ден - електрическа кана, кухненски робот, помпа, сешоар и др. Средно ще се получи поне 25 kW / h на ден.

Препоръчваме:

Инвертор за слънчеви панели: видове, преглед на модели, характеристики на свързване, критерии за избор и цена
Най-добрите хибридни слънчеви инвертори: прилики и разлики, цена, къде да купя - ТОП-6
Къмпинг фенер на слънчеви батерии: характеристики, функции, характеристики, цена - ТОП-7

Следователно, месечният разход на енергия е 750 kWh. За да бъдат покрити текущите разходи, слънчевата батерия трябва да даде поне крайната цифра, т.е. 750 kW.

Ако изчислението се извършва за слънчев панел, планиран за инсталиране в селска къща, където има по-малко устройства и сезонна употреба, е ясно, че тази цифра ще бъде много по-малка.

Как се изчислява консумацията на електроенергия в дома?

Основната цел на изчисленията е да разберете колко слънчеви панела са необходими за вашия конкретен дом. В същото време, ако мощността на слънчевия панел е посочена от производителя, тогава нуждите на вашето домакинство и реалното количество електричество, което един такъв панел може да осигури на ден, трябва да се изчисляват независимо.

Започвайки със собствеността на дома, веднага възниква въпросът: как да се брои? Тук има две опции, в зависимост от това дали имате електромер:

Ако имате измервателен уред и вземате показания от него всеки месец, тогава е лесно да се изчисли дневната консумация на електроенергия. Необходимо е месечният показател да се раздели на броя дни. Консумираната енергия се изчислява в kWh. Например харчите 90 kWh на месец. Тази цифра трябва да бъде разделена на 30 и получавате дневна консумация от 3 kW • h.
Вторият вариант е по-сложен. Ако по някаква причина не плащате за електричество (например, все още не сте го донесли в новата си къща), тогава за изчисляване ще трябва да направите пълен списък на всички електрически уреди, които имате, да разберете консумираната енергия от всеки на ден и, като добавите всичко заедно, получите желания резултат. Тоест, трябва да вземете мощността на устройството, консумиращо електричество (като правило е посочено от производителя), и да го умножите по броя на часовете, през които това устройство ще работи. Например, стандартната лампа с нажежаема жичка има мощност от 100W и тя ще работи за вас уж 6 часа на ден. Това означава, че за да се изчисли консумацията на електроенергия, 100 трябва да се умножи по 6. Оказва се 600W • h. Имате три такива лампи и всички работят в един и същ режим. Това означава, че дневната консумация на една лампа трябва да се умножи по 3. Получавате 1800W • h. По подобен начин се изчислява консумацията на електроенергия на всички консумиращи единици в къщата.

Настройване на нивото на напрежение за слънчеви панели

За да разберете колко енергия дават слънчевите панели, трябва да определите нивото на работното им напрежение. Тази стойност винаги е кратна на 12 волта, тъй като това напрежение е типично за повечето батерии. Най-често използваните инвертори, контролери и слънчеви панели с напрежение 12, 24 или 48 волта.

За системи с по-високо ниво на напрежение могат да се използват захранващи кабели с по-малко напречно сечение, което гарантира висока надеждност на връзките.

В същото време 12-волтовите батерии, ако се счупят, могат да бъдат заменени една по една. Характеристика на работещите батерии с напрежение 24 волта ще бъде необходимостта от подмяна на възли само по двойки. В случай на използване на система с напрежение 48 волта, ще е необходимо да смените 4 батерии наведнъж, разположени на същия клон. Освен това небрежното боравене с 48-волтови батерии може да доведе до токов удар.

Работното напрежение на електрическата система пряко влияе върху това колко дава слънчевият панел. Този фактор се взема предвид при избора на необходимото оборудване.

Връзката между мощността на инвертора и пиковите натоварвания изглежда така:

3-6 kW - 48 волта;
1,5-3 kW - 24 или 48 волта;
до 1,5 kW - 12, 24 или 48 волта.

В разглеждания пример изборът между трудностите при подмяната на батериите и надеждността на окабеляването ще бъде направен в полза на последните. Нивото на работното напрежение ще бъде 24 волта.