Výpočet solárnej batérie a batérií, súprava solárnej elektrárne

Vytvorené: 19. decembra 2019

Veľmi často si zákazníci pri uchádzaní sa o výber zariadenia alebo pri výbere solárnej elektrárne kladú otázku: Ako vypočítať výkon a počet solárnych panelov a batérií a aký výkon zvoliť solárnu elektráreň. V tomto článku sa pokúsime zaoberať touto otázkou a pokúsim sa vysvetliť jednoduchým jazykom, bez podrobností, ako to urobiť.

Najskôr si musíte zistiť, koľko elektriny denne spotrebujete., to sa dá urobiť tak, že sa vezme priemerný mesačný odpočet elektromeru a vydelí sa to 30 dňami. Dostaneme teda priemernú spotrebu za deň. Napríklad sociálna norma v RO pre dve osoby je 234kW, čo je asi 8kWh elektriny za deň. Preto potrebujeme solárne panely, aby generovali rovnaké množstvo energie za deň.

Výpočet počtu solárnych panelov a ich kapacity

Keďže solárne panely generovať elektrickú energiu iba počas denného svetla, potom to treba predovšetkým zohľadniť, stojí za to pochopiť, že výkon v oblačných dňoch av zime je veľmi znížený a môže predstavovať 10 až 30 percent výkonu panelov. Pre jednoduchosť a pohodlie budeme počítať od apríla do októbra, v dennú dobu hlavná výroba prebieha od 9. do 17. hodiny, t.j. 7-8 hodín denne... V lete budú intervaly samozrejme dlhšie, od východu slnka do západu slnka, ale počas týchto hodín bude výkon oveľa menší ako nominálny, takže sme v priemere.

Prečítajte si tiež: Výber dobrého naftového kúrenia pre vašu garáž a letnú chatu

Čiže 4 solárne panely s kapacitou 250W. (Spolu 1 000 W). Vyrobí sa 8 kWh energie za deň, t.j. za mesiac je to 240 kWh. Ale toto je ideálny výpočet, ako sme už povedali vyššie, v oblačných dňoch bude výkon nižší, takže je lepšie brať 70% výkonu, 240 * 0,7 = 168 kWh. Toto je priemerný výpočet bez strát v invertore a batériách. Túto hodnotu možno tiež použiť na výpočet sieťovej solárnej elektrárne, kde sa nepoužívajú batérie.

Pred výpočtom solárnych panelov pre váš domov

Čo je dôležité vedieť vopred? Inštalácia solárnych panelov je v skutočnosti zodpovedným podnikaním a predbežné výpočty nielenže ušetria peniaze, ale vytvoria aj energeticky efektívny systém, ktorý zohľadní všetky prvky.

Musíte začať so spotrebou elektrickej energie vo vašej domácnosti. Aby ste pochopili, ako vypočítať počet solárnych panelov pre váš domov, musíte s tým začať. Napríklad je potrebné vytvoriť autonómne napájanie elektrického kotla a štyroch žiaroviek. Výpočet spotreby je veľmi jednoduchý: stačí zostaviť tabuľku takého plánu:

Spotrebiteľský prvok v sieti	Výkon vo W	Koľko zariadení?	Koľko pracovného času sa očakáva za deň	Prijatá hodnota za deň (Wh)
Elektrický kotol	2000	1	4	4000
Žiarovka	100	4	3	1200
Množstvo	2100	5200

Ako používať také označenie? Zistite, koľko konkrétne zariadenie spotrebuje vo wattoch. Koľko zariadení každého typu je? V príklade jeden kotol a štyri žiarovky. Ďalej: aký čas práce sa očakáva za deň? napríklad kotol bude fungovať štyri hodiny, žiarovky tri. Stĺpce navzájom vodorovne vynásobíme. Napríklad pre kotol to bude 2 000x1x4 = 4 000 Wh (spotreba konkrétnym zariadením za deň). Potom zhrnieme všetky získané hodnoty a zistíme celkovú spotrebu energie za deň. V prípade príkladov je to 5200 Wh

Výpočet batérií pre solárnu elektráreň

Ďalej prejdime k výpočtu kapacity batérie pre solárne panely.Ich množstvo a kapacita by mali byť také, aby energia, ktorá je v nich uložená, stačila na tmavý čas dňa, stojí za zváženie, že spotreba elektrickej energie v noci je v porovnaní s dennou činnosťou minimálna.

100Ah batéria uchováva približne 100 A * 12V = 1 200 W. (100W žiarovka bude z takejto batérie fungovať 12 hodín). Ak teda spotrebujete 2,4 kWh za noc. elektrina, potom musíte nainštalovať 2 batérie po 100Ah. (12V), ale tu je treba mať na pamäti, že je nežiaduce vybiť batérie o 100%, lepšie o najviac 70% - 50%. Na základe toho dostaneme 2 batérie po 100 Ah. uloží 2 400 * 0,7 = 1 700 Wh. To platí pri vybíjaní malými prúdmi, pri pripájaní výkonných spotrebiteľov k poklesu napätia a kapacite v skutočnosti klesá.

Ak chcete vypočítať, koľko energie je potrebné pre solárnu batériu, nižšie je uvedená tabuľka zhody (pre systém 12V):

Solárna batéria 50W. - batéria 20-40 A.h.
100 W. - 50-70 A.h.
150W. - 70-100 A.h.
200 W. - 100 - 130 Ah
300 W. - 150 - 250 A.h.

Čo počítať ďalej?

Je potrebné určiť, koľko radiácie ročne klesá, konkrétne vo vašej oblastikde bývate a kde sa nachádza dom. Takéto ukazovatele môžete požadovať buď od meteorologickej služby, alebo môžete nájsť tabuľky svojej oblasti na internete. Mimochodom, Google má vynikajúcu službu, ktorá vám umožňuje určiť úroveň slnečného žiarenia, ale nie je k dispozícii vo všetkých krajinách. Najjednoduchšou možnosťou je preto vyhľadať tabuľky v sieti WWW. Tu sú niektoré z nich, slnečné žiarenie je uvedené v „kWh / m² / deň“:

Priemerná mesačná úroveň slnečného žiarenia v Rusku

Priemerná mesačná úroveň slnečného žiarenia na Ukrajine

Priemerná mesačná úroveň slnečného žiarenia v Bielorusku

Ďalej: ako vypočítať výkon solárneho panelu? Pozrime sa napríklad na hodnoty pre Kyjev v tabuľke. Tu sú z hľadiska slnečného žiarenia najefektívnejšie mesiace máj a júl s indikátorom 5,25. Ďalším dôležitým bodom je zohľadnenie straty nabíjania batérie. Tento indikátor je možné vidieť v dokumentácii k zariadeniu alebo sa opýtať špecialistov, často je to však asi 20%. To znamená, že musíme vo výpočtoch urobiť „prekrytie“ prekročenia kapacity nabíjania a vybíjania batérie. Tento údaj bude teda 1,2 - kde 1 (alebo 100%) je naša vypočítaná hodnota 5200 Wh za deň spotreby a 0,2 (20%) je prekročenie kapacity batérie. Takže príklad:

Š = 5200 × 1,2 = 6240 Wh alebo 6,24 kWh

Teraz ďalej. Nasledujúci vzorec je založený na korekčných faktoroch, pre leto je to 0,5 a pre zimu je to 0,7. Tieto faktory pomôžu vypočítať výrobu jedného panelu za deň. Podľa sezóny a úrovne slnečného žiarenia. Napríklad napríklad inštalujeme panely s výkonom 130 W:

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

Kde prvý vzorec zobrazuje výstup v lete, najefektívnejšom mesiaci v roku (údaje prevzaté z tabuľky). Druhý vzorec je pre najefektívnejší zimný mesiac.

Prečítajte si tiež: Geysers Proton: recenzie, recenzie, poruchy

Teraz musíte vydeliť 6240 Wh získaných v prvom príklade, vydeliť výsledkami získanými v druhom a treťom vzorci:

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

Získané výsledky teda tvoria náš počet panelov potrebných na vygenerovanie daného energetického indikátora. Preto bude potrebných 18 panelov pre letné obdobie a 80 pre zimné obdobie. Takto môžu byť rôzne ukazovatele pre rôzne ročné obdobia. Takéto výpočty samozrejme nie sú úplne presné a v skutočnosti existuje oveľa viac faktorov, ktoré ovplyvňujú výrobu energie. Dočítate sa o nich v článku o inštalácii solárnych panelov.

Účinnosť môže byť výrazne ovplyvnená uhlom sklonu panelov, prítomnosťou pohonov, ktoré panely otáčajú smerom k slnku, alebo ich absenciou. Na záver by som chcel povedať, že je nepravdepodobné, že batérie budú schopné dodať vášmu domovu potrebnú energiu, iba ak nemáte veľké plochy pre solárne panely.Hlavnou výhodou batérií však je, že výkon môžete kedykoľvek zvýšiť pridaním nových panelov. Alebo výmenou niektorých solárnych článkov za iné, výkonnejšie.

Výkon a straty invertora

Teraz, pokiaľ ide o invertor, má tiež svoju vlastnú účinnosť, ktorá je asi 75-90%, t.j. k týmto percentám možno priradiť všetky získané hodnoty výroby a rezervy energie. Vo výsledku je lepšie vziať na batérie dvojnásobnú rezervu kapacity, preto pri spotrebe 2 400 Wh za noc nainštalujte 4 batérie s kapacitou 100 Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Výkon meniča zobrazuje menovitú záťaž, ktorú je možné k nemu pripojiť., teda počet a typ domácich spotrebičov.

Vo výsledku dostaneme solárnu elektráreň s výkonom 2,5 kW:

Solárne panely 4ks. 250 W každý. Generácia za mesiac 170 - 240 kWh (36 tisíc rubľov)
Batéria 100 Ah. 4 veci. skladom až 4800 wattov. (AGM batérie 50 tisíc rubľov)
Menič 2,4 kW menovitý výkon pripojeného zariadenia (27 tisíc)

Celkom 113 tisíc rubľov. za sadu zariadení.

Odrody solárnych modulov pre domácnosť

Modulárne solárne panely pozostávajú z fotovoltaických prevodníkov. Pri výrobe sa vyrábajú dva typy takýchto zariadení.

Rozdiel medzi prevodníkmi je v type kremíkových polovodičov:

Polykryštalické... Takéto solárne články sa získavajú predĺženým chladením taveniny kremíka. Aj keď táto technológia výrazne znižuje náklady na výrobný proces a robí výrobky cenovo dostupnejšie pre kupujúcich, ich účinnosť nepresahuje 12%.
Monokryštalické... V tomto prípade hovoríme o umelom raste kremíkových kryštálov, ktoré sa potom krájajú na tenké oblátky. Táto metóda sa považuje za najnákladnejšiu, ale poskytuje vyššiu účinnosť. Jeho priemerná hodnota sa pohybuje v rozmedzí 17%, existujú však fotobunky založené na monokryštáloch a s vyššou rýchlosťou.

Fotobunky na báze polykryštálov majú plochý štvorcový tvar a povrch s nehomogénnou štruktúrou. Monokryštalické solárne články majú zároveň jednotnú povrchovú štruktúru a štvorcový tvar s vyrezanými rohmi.

Pri rovnakej kapacite solárnych panelov pre domácnosť je prvá verzia panelov väčšia ako druhá, pretože sú menej účinné. Aj keď náklady na polykryštalické panely sú asi o 10% nižšie, sú populárne.

Výkon domácich spotrebičov, spotreba elektriny

Pokiaľ ide o spotrebiteľov a ich kapacitu, tu sú tí hlavní:

LED TV - 50 - 150 W.
Chladnička triedy A - 100-300W. (iba keď je kompresor v prevádzke)
Notebook - 20 - 50 W
Úsporná žiarovka - 30 W, LED 3 - 9 W.
Nástenný kotol (elektronika + zabudované čerpadlo) - 70 - 130W.
Router - 10-20W.
Klimatizácia 9 - 700-900W.
Email Čajník - 1 500 W.
Mikrovlnná rúra - 500-700W.
Podložka - 600 - 900W.
DVR + 4 kamery - 30-50W.

Všetky výkony sú uvedené v hodinách prístroja, treba mať na pamäti, že väčšina zariadení pracuje na krátky čas, kanvica sa zahrieva 5 minút, chladnička sa zapína každé 2-3 hodiny na hodinu, aby sa udržalo tempo. Čerpadlo kotla funguje aj pri udržiavaní teploty chladiacej kvapaliny. Podľa tohto princípu môžete vypočítať aj ďalšie zariadenia.

Výpočet základných ukazovateľov - koľko batérií je potrebných a akú energiu

Pred začatím výpočtov by mala byť pripravená špeciálna tabuľka, do ktorej sa budú zadávať získané údaje. Malo by tam byť 30 zvislých stĺpov a vodorovné - podľa počtu domácich spotrebičov, ktoré používajú majitelia.

Predbežná fáza

Prvý stĺpec bude označovať číslo objednávky domáceho spotrebiča. Jeho názov sme vložili do druhého stĺpca. Tretí stĺpec predstavuje výkon každého zo zariadení. V nasledujúcich 24 stĺpcoch musíte zadať hodiny od 01 do 24.

Prečítajte si tiež: Aký ohrievač zvoliť - infračervený, olejový alebo konvekčný?

V týchto bunkách vo forme desatinných zlomkov zadáme nasledujúce údaje:

čitateľ predstavuje periódu každého zariadenia pre konkrétnu hodinu (v desatinnom čísle);
menovateľ je individuálny výkon elektrického spotrebiča (takéto opakovanie uľahčuje postup ďalších výpočtov).

Stĺpec 28 je určený na zhrnutie celkového prevádzkového času elektrického spotrebiča v priebehu jedného dňa. Nasledujúci stĺpec obsahuje údaje o spotrebe energie jednotlivých zariadení za posledný deň - tento údaj sa získa vynásobením prevádzkového obdobia spotrebou energie. V poslednom zvislom stĺpci sa zaznamenávajú poznámky, napríklad výsledky medzivýpočtov.

Ako správne vypočítať výkon?

Čo naznačuje výkon panelu? Ak sa napríklad rovná 240 W, vydá toľko pri 1 000 W / m². slnečné žiarenie.

Je zrejmé, že lúče nespadajú na panel s rovnakou intenzitou po celý rok a počas dňa je preto schopný pracovať v chladnom období od 4 do 6 hodín a je schopný dodávať 1440 W / h.

Počas letného obdobia sa trvanie práce zvyšuje a dosahuje 8 - 10 hodín.

Rastie aj maximálny ukazovateľ, ktorý sa blíži k hranici 2 400 W / h. To je ideálne. V skutočnosti je korigovaná na slnečné žiarenie.

Príklad výpočtu spotreby energie zariadení

V dome je vždy chladnička, televízor, počítač, práčka, bojler, žehlička, mikrovlnná rúra a ďalšie domáce spotrebiče, bez ktorých je život nepríjemný. Okrem toho sa na osvetlenie používa najmenej 100 žiaroviek (nech sú energeticky efektívne). Toto všetko by sa malo zohľadniť pri výpočte výkonu solárnych panelov inštalovaných v dome.

Tabuľka obsahuje údaje o ich výkone, prevádzkovej dobe, spotrebe energie atď. Všetci pracujú po celý rok:

Spotrebič	Moc	Dĺžka používania za deň	Denný príjem
Žiarovky	200 wattov	asi 10 hodín	2 kWh
Chladnička	500 wattov	3 hodiny	1,5 kWh
Notebook	100 wattov	do 5 hodín	0,5 kWh
Podložka	500 wattov	6 hodín	3 kWh
Žehliť	1 500 wattov	1 hodina	1,5 kWh
Televízia	150 wattov	5 hodín	0,8 kWh
Kotol 150 litrov	1,2 kW	5 hodín	6 kWh
Invertor	20 wattov	24 hodín	0,5 kWh
Kontrolór	5 W	24 hodín	0,1 kWh
Mikrovlnná rúra	500 wattov	2 hodiny	3 kWh

Po vykonaní jednoduchého výpočtu dospejeme k celkovej dennej spotrebe energie - 18,9 kW / h. K tomu je potrebné pripočítať výkon ďalších zariadení, ktoré sa nepoužívajú každý deň - rýchlovarná kanvica, kuchynský robot, čerpadlo, sušič vlasov atď. V priemere to vyjde minimálne na 25 kW / h na deň.

Odporúčame:

Invertor pre solárne panely: typy, prehľad modelov, vlastnosti pripojenia, kritériá výberu a cena
Najlepšie hybridné solárne invertory: podobnosti a rozdiely, cena, kde kúpiť - TOP-6
Kempingový lampáš na solárne batérie: vlastnosti, funkcie, vlastnosti, cena - TOP-7

V dôsledku toho je mesačná spotreba energie 750 kWh. Aby bolo možné pokryť súčasné náklady, musí solárna batéria vyprodukovať minimálne konečnú hodnotu, t.j. 750 kW.

Ak sa výpočet vykonáva pre solárny panel plánovaný na inštaláciu vo vidieckom dome, kde je menej zariadení a sezónne použitie, je zrejmé, že tento údaj bude oveľa menší.

Ako sa počíta spotreba elektriny v domácnosti?

Hlavným účelom výpočtov je zistiť, koľko solárnych panelov je potrebných pre váš konkrétny dom. Zároveň, ak výkon solárneho panelu udáva výrobca, potom je potrebné nezávisle vypočítať potreby vašej domácnosti a skutočné množstvo elektriny, ktoré môže jeden takýto panel denne poskytnúť.

Počnúc vlastníctvom domu sa okamžite vynára otázka: ako počítať? Existujú dve možnosti, v závislosti od toho, či máte elektromer:

Ak máte merač a každý mesiac z neho odčítate údaje, potom je ľahké vypočítať dennú spotrebu elektriny. Je potrebné vydeliť mesačný indikátor počtom dní. Spotrebovaná energia sa počíta v kWh. Napríklad mesačne miniete 90 kWh. Tento údaj sa musí vydeliť číslom 30 a získate dennú spotrebu 3 kW • h.
Druhá možnosť je komplikovanejšia. Ak z nejakého dôvodu neplatíte za elektrinu (napríklad, že ste si ju do svojho nového domu ešte nepreniesli), potom musíte pre výpočet urobiť kompletný zoznam všetkých elektrických spotrebičov, ktoré máte, zistiť spotrebovanú energiu každý za deň a spojením všetkého získate požadovaný výsledok. To znamená, že musíte odobrať energiu prístroju, ktorý spotrebúva elektrickú energiu (je to spravidla indikované výrobcom), a vynásobiť počtom hodín, počas ktorých bude toto zariadenie fungovať. Napríklad štandardná žiarovka má výkon 100 W a bude vám pracovať údajne 6 hodín denne. To znamená, že na výpočet spotreby elektrickej energie by sa hodnota 100 mala vynásobiť číslom 6. Ukázalo sa, že 600 W • h. Máte tri také žiarovky a všetky pracujú v rovnakom režime. To znamená, že denná spotreba jednej žiarovky sa musí vynásobiť 3. Dostanete 1 800 W • h. Podobným spôsobom sa počíta spotreba elektrickej energie všetkých spotrebných jednotiek v dome.

Nastavenie úrovne napätia pre solárne panely

Aby ste pochopili, koľko energie poskytujú solárne panely, musíte určiť úroveň ich prevádzkového napätia. Táto hodnota je vždy násobkom 12 voltov, pretože toto napätie je typické pre väčšinu batérií. Najčastejšie používané invertory, regulátory a solárne panely s napätím 12, 24 alebo 48 voltov.

Pre systémy s vyššou úrovňou napätia je možné použiť napájacie káble s menším prierezom, čo zaručuje vysokú spoľahlivosť pripojení.

Súčasne je možné vymeniť 12 voltové batérie, ak sa rozbijú. Funkciou prevádzkovania batérií s napätím 24 voltov bude potreba výmeny uzlov iba v pároch. V prípade použitia systému s napätím 48 voltov bude potrebné vymeniť naraz 4 batérie umiestnené na jednej vetve. Neopatrné zaobchádzanie s 48 voltovými batériami môže mať navyše za následok zásah elektrickým prúdom.

Prevádzkové napätie elektrického systému priamo ovplyvňuje to, koľko dáva solárny panel. Tento faktor sa berie do úvahy pri výbere potrebného vybavenia.

Vzťah medzi výkonom meniča a špičkovým zaťažením vyzerá takto:

3-6 kW - 48 voltov;
1,5-3 kW - 24 alebo 48 voltov;
do 1,5 kW - 12, 24 alebo 48 voltov.

V uvažovanom príklade sa bude výber medzi ťažkosťami pri výmene batérií a spoľahlivosťou elektroinštalácie robiť v ich prospech. Úroveň prevádzkového napätia bude 24 voltov.