Расчет солнечных батарей для частного дома


Расчет солнечных батарей для частного дома

Увеличение эффективности солнечных батарей

Стоимость системы солнечного энергоснабжения зависит от варианта его использования. Если энергию солнца использовать как дополнительный источник электроэнергии, тогда она вам обойдется дешевле.  Общие затраты также будут значительно меньше, если сами будете устанавливать гелиосистему со всем оборудованием.

Правильный выбор производителя, тоже влияет на окупаемость солнечной электростанции. Не нужно ориентироваться на европейский бренд, китайский вариант солнечных панелей и оборудования ничуть не хуже, зато намного дешевле. Самый дорогой элемент солнечной электростанции — это солнечные панели. Можно приобрести отдельные солнечные модули и зимними вечерами их собирать в панели.

Правда их производительность будет ниже заводских, и для достижения необходимой мощности солнечных панелей нужно сделать их больше. За то какая экономия!  Выбрав правильный угол установки солнечных элементов для вашей местности, можно поднять эффективность солнечных батарей.Лучше будет установка панелей на специальную автоматическую подвижную раму, которая поворачивается вслед за солнцем.

Угол наклона солнечных батарей для максимальной эффективности зимой и летом

Батареи будут получать максимальное освещение солнечной энергией в течение всего светлого времени суток. Если в вашей местности преобладает пасмурная погода, то лучше остановиться на микроморфных пленочных панелях, которые вырабатывают энергию и в пасмурные дни. Самой дорогой и самой эффективной является монокристаллическая фотопанель, с КПД 20-25%. Популярные поликристаллические изделия имеют КПД равные 15-20%, и по эффективности мало уступают монокристаллическим.

Расчет солнечных батарей для дома

Расчет мощности солнечных батарей нужно проводить с учетом вашего потребления мощности электроэнергии за час. Для этого нужно знать, сколько времени работает каждый бытовой электроприбор, освещение. Считать потребление мощности электроэнергии нужно в вечернее время, когда включено больше всего электроприборов и техники. Допустим, при расчете вы получили 7 кВт/час.

График зависимости мощности солнечных батарей от погодных условий

Расчет мощности солнечных батарей нужно делать с учетом инсоляции — количества солнечной энергии на единицу площади для вашей местности, которая определяется по карте инсоляции для районов России. Определим инсоляцию 2 кВт/час.

Вы желаете приобрести батарею мощностью 200 Ватт или 0,2 кВт. Из этих данных теперь можно определить количество необходимых панелей. Расчет числа солнечных батарей для частного дома: 7/2/0,2 = 17,5 штуки. Округляем в большую сторону, получаем, что нам необходимо для потребления мощности электроэнергии в 7 кВт приобрести 18 панелей.

Чтобы как-то сэкономить электроэнергию, нужно лампы накаливания заменить энергосберегающими лампами, и по мере износа электробытовых приборов приобретать энергоэкономную технику. Это приблизительный расчет, без потерь в аккумуляторах (15-30%) и потерь в недорогих контроллерах (15-20%). Поэтому установив 18 панелей нужно предусмотреть место для монтажа еще нескольких фотобатарей.

Устройство солнечной электростанции

Со временем вы выйдете на точное число солнечных модулей. Все, вы определились с количество панелей, теперь солнечной электроэнергии достаточно даже в месяцы с худшей инсоляцией. А летом, когда солнца вдоволь, куда девать электроэнергию. Если у вас осталась электросеть как резервный вариант, на случай непредвиденных обстоятельств, тогда договоритесь с энергосбытом на установку обратного электросчетчика. Излишек солнечной энергии будет перетекать в электросеть, и вы будете получать за это деньги.

electricavdome.ru

Как рассчитать мощность и стоимость солнечных батарей для дома?

Перед покупкой комплекта солнечных батарей всегда возникает множество вопросов. Какие панели выбрать, какого производителя предпочесть, сколько нужно таких модулей и какую мощность они будут выдавать? Но главное – сколько все это будет стоить? Поэтому перед покупкой необходимо сделать несколько расчетов, в первую очередь – расчет мощности, поскольку именно этот параметр во многом определит и итоговую стоимость комплекта.

Как определить мощность

Основополагающий критерий при подсчетах мощности – это энергонагрузка. Ведь именно от того, сколько электроэнергии требуется для обеспечения дома, зависят число и производительность модулей солнечных батарей. К примеру, для полноценных домашних станций применяют панели мощностью 150-250Вт, а если требуется всего лишь поддерживать работоспособность дачного освещения, то можно обойтись и панелями в 50Вт.

Базовое энергопотребление

Итак, на первом этапе нужно рассчитать, какова будет общая мощность всех потребителей, которые будут питаться от фотобатарей. Для этого надо энергопотребление каждого прибора (лампочки, бытовой техники) умножить на примерное время работы в течение суток. Причем лучше всего запитывать от солнечных панелей энергосберегающую нагрузку, это будет гораздо эффективнее с практической точки зрения. Энергопотребление бытовой техники можно посмотреть в инструкции.

Второй этап – суммирование полученных данных. Итог – норма энергопотребления за сутки в киловатт-часах. Иными словами, именно столько должны вырабатывать солнечные батареи (причем минимум!), чтобы обеспечить снабжение нужных потребителей. От этой цифры и будут отталкиваться все дальнейшие подсчеты (количество, цена и т.д.).

Но поскольку в систему солнечной станции входят не только батареи, но и вспомогательное оборудование (инверторы, аккумуляторы, зарядные контроллеры), это нужно учитывать. Дело в том, что, например, в аккумуляторах происходит определенное падение энергии (порядка 20%). Дальнейший расчет должен это учесть, поэтому полученное базовое значение надо увеличить на данную величину.

Рациональность

Для частного дома лучшим решением будет подключение к гелиостанции энергосберегающих лампочек и части бытовой техники, рассчитанной на 12В (именно столько выдают фотопанели). Дело в том, что полный перевод дома на альтернативное энергоснабжение потребует установки очень большого числа батарей и разного дополнительного оборудования (аккумуляторов, инверторов, контроллеров заряда). Причем это оборудование обязательно (за исключением инверторов, если к солнечным батареям подключают 12-вольтовую нагрузку постоянного тока, их можно исключить).

Учет инсоляции

Инсоляция (грубо говоря, количество солнечной энергии, попадающее на единицу площади) – очень важный параметр. Расчет солнечных батарей для дома должен обязательно его учитывать. Ведь если в ходе эксплуатации гелиосистемы солнца постоянно будет недостаточно, то даже самая производительная фотопанель не сможет выдавать заданную мощность, а значит, не обеспечит требуемого энергоснабжения. Значения инсоляции различны для разных широт и указываются в справочниках или на сайтах метеорологов. Максимум их приходится на лето – минимум же – на зиму.

Итоговые значения

Зная базовое энергопотребление и солнечную активность региона, рассчитать количество солнечных батарей очень просто. Сначала надо базовую энергонорму за сутки поделить на соответствующую инсоляцию для нужного месяца. Очень важно вести расчет именно по месяцам, поскольку из-за изменений инсоляции итоговые значения будут сильно варьироваться (в несколько раз). Полученное в результате число нужно разделить на мощность выбранной панели (по паспорту). Итог округляется в сторону большей величины и показывает, сколько потребуется солнечных батарей. Разумеется, чем больше заявленная производительность одной панели, тем меньше их нужно будет установить.

Очень важно заранее определить, в какие именно месяцы будет работать вся система. Связано это с падением инсоляции, из-за чего для обеспечения одной и той же нормы потребления потребуется в несколько раз больше солнечных батарей.

К примеру, базовая норма за сутки для дома, согласно расчетам, 10 кВтч, а солнечная активность – 2кВтч/м2 (берем ориентировочно). Тогда при мощности фотопанели в 200Вт (0,2 кВт) надо смонтировать 10/2/0,2 = 25 штук. Зимой же инсоляция упадет несколько раз, средние значения обычно варьируются от 0,5 до 1,6. Соответственно возрастает и число фотобатарей. Так, при инсоляции 0,7 получим 10/0,7/0,2 = 72 штук (округленно). Разница весьма ощутима.

Окончательная стоимость

Расчет стоимости солнечных батарей основывается на требуемой мощности. Но существуют и другие параметры, которые ощутимо влияют на итоговую цену. Это фирма-производитель, тип ячеек и, как следствие, габариты. Так, панели на монокристаллах стоят несколько дороже, поскольку обладают большей эффективностью. Кроме того, они имеют меньшие размеры. Панель поликристаллическая с аналогичной мощностью будет несколько габаритнее. Этот фактор может иметь решающее значение, ведь пространство для установки фотобатарей может быть ограниченным.

Имеет значение и фирма-изготовитель. Немецкие или американские панели, естественно, будут дороже китайских или российских аналогов. Однако качество последних зачастую ничуть не хуже. Дело в том, что подавляющее большинство российских компаний собирает свои изделия из европейских комплектующих, по сути, являясь не производителем, а сборщиком солнечных батарей. Примерно такая же картина складывается и в Китае. Поэтому смысла переплачивать за европейский бренд нет никакого.

solarb.ru

On-line калькулятор расчета работы солнечной электростанции

Выберите месторасположение объекта, воспользовавшись поиском по названию города или передвигая метку на карте. Введите параметры солнечных панелей, ветрогенераторов, воздушных и/или тепловых коллекторов.

Для расчета солнечных панелей и ветрогенераторов укажите среднесуточное потребление (кВт·ч/сутки) или воспользуйтесь «калькулятором» средней нагрузки, расположенным под картой, справа. Рассчитайте время автономной работы системы, задав данные ёмкости и напряжения аккумуляторных батарей.

Для расчёта тепловой энергии или объема горячей воды выберите тип и количество солнечных коллекторов.

Вы можете воспользоваться подсказками, расположенными под калькулятором или обратиться за помощью в расчётах к нашим специалистам по телефону +7(812)903-28-88, [email protected]

Как подобрать комплектацию солнечной и/или ветровой электростанции?

1. Мы рекомендуем начать с расчёта необходимого количества энергии или суточного потребления вашего дома/объекта в кВт*ч/сутки. Эти данные можно получить, списав с электросчетчика или рассчитать в калькуляторе средней нагрузки, справа под картой. Обратите внимание, что данные средней нагрузки в летний и зимний период могут отличаться. Рекомендуем заполнить оба показателя. На графике появятся две прямые: синяя линия указывает зимнее потребление, красная – летнее.

2. Выберите регион установки, для этого используйте «поиск города по названию» или двигайте метку на карте. Инсоляция в разных регионах может значительно отличаться.

3. Выберите тип и количество солнечных панелей в соответствии с суточным потреблением вашего объекта. На графике появится кривая жёлтого цвета, она показывает выработку выбранного вами солнечного массива, при условии ориентации его строго на юг и соблюдении рекомендуемого угла наклона (зенитный угол).

4. Чтобы увидеть количество энергии, вырабатываемое панелями в разные месяцы года – наведите курсор на точку на графике, над интересующим вас месяцем. Получить данные вырабатываемой энергии в разрезе всего года можно в нижнем, общем графике «Суммарная выработка электроэнергии», для этого достаточно нажать закладку «Среднемесячная выработка, кВт*ч».

5. Подберите необходимую ёмкость аккумуляторных батарей, для этого справа под картой выбирайте желаемую ёмкость аккумуляторов и их напряжение. Время автономной работы системы (часов) с выбранным массивом аккумуляторов и при указанной суточной нагрузке высветится ниже.

6. Обратите внимание, что в большинстве случаев перекрыть зимнее (ноябрь-февраль) потребление сложно. Поэтому для зимней эксплуатации используют резервные источники энергии, при полном отсутствии сети это может быть ветрогенератор или топливный генератор.

7. Чтобы добавить к вашей резервной системе ветрогенератор откройте вкладку «Расчет энергии, вырабатываемой ветрогенераторами». Выберите количество и модель ветрогенератра, высоту мачты и окружающий ландшафт. На графике появится голубая кривая, отображающая выработку ветрогенератора в кВт*ч. Чтобы увидеть количество энергии, вырабатываемое в определенные месяцы года – наведите курсор на точку на графике, над интересующим вас месяцем. Получить данные вырабатываемой энергии в разрезе всего года можно в нижнем, общем графике «Суммарная выработка электроэнергии», для этого достаточно нажать закладку «Среднемесячная выработка, кВт*ч». Обратите внимание, что в нижнем графике «Суммарная выработка электроэнергии» отображаются общие данные как солнечной, так и ветровой системы в сумме.

Как подобрать тип и количество водяных солнечных коллекторов?

Объем горячей воды, получаемой от того или иного водного солнечного коллектора можно рассчитать, открыв вкладку «Расчет энергии, вырабатываемой водяными солнечными коллекторами».

Выберите модель и количество коллекторов и укажите угол наклона коллектора в графе «зенитный угол». На графике появится жёлтая кривая, указывающая количество воды в литрах нагреваемой в сутки в различные месяцы года. Температура нагрева 25°С.

Как рассчитать количество тепловой энергии и выбрать воздушный солнечный коллектор?

Для расчета объема нагреваемого солнечным коллектором воздуха откройте вкладку «Расчёт энергии, вырабатываемой воздушными солнечными коллекторами» выберите модель и количество коллекторов. Обязательно укажите угол наклона коллектора в графе «зенитный угол». Для моделей с креплением на стену установите значение 90.

На графике появится желтая кривая, отображающая объем горячего воздуха в м³/сутки при нагреве на 44°С.

Обратите внимание, что полученные при расчетах данные приблизительные. On-line калькулятор в своих расчётах опирается на базы данных о инсоляции на земной поверхности в разных точках земного шара. Период наблюдения, учтённый в базе данных инсоляции земной поверхности - чуть более двадцати лет. Фактическая выработка энергии может отличаться из года в год, и зависит от инсоляции в конкретном периоде. К тому же данные калькулятора предполагают расположение источников тепловой и электрической энергии (солнечных панелей и коллекторов) строго на юг!

www.helios-house.ru

Как рассчитать необходимое количество солнечные батареи для дома?

Первый вопрос, который возникает у людей, решивших приобрести солнечные батареи для своего дома, это «сколько понадобится фотомодулей?». Чтобы ответить на него, нужно произвести соответствующий расчет мощности. Ведь гелиостанция сможет обеспечить дом электричеством только в том случае, если энергопотребление не превысит количества генерируемой энергии.

Ну а мощность солнечной станции определяются количеством входящих в нее фотомодулей и их паспортной производительностью. Что касается паспортной мощности, то в домашних электростанциях используют обычно высокоэффективные солнечные батареи производительностью не менее 150 Вт (чаще всего – 200 или 250 Вт). Таким образом, прежде чем покупать фотопанели, нужно определиться с их количеством.

Энергонагрузка

Прежде всего, необходимо определить суммарную потребляемую мощность всех электроприборов и лампочек. Если планируется запитать от солнечной станции не все приборы, а только часть из них (например, освещение), то нужно учитывать только их параметры. Выполняется расчет следующим образом. Значение потребляемой мощности для каждого потребителя (оно указывается в техпаспорте и инструкции) умножается на примерное время работы в течение дня. Затем полученные значения складываются и в итоге получается суточная норма энергопотребления в киловатт-часах. Именно эта цифра и должна бы служить главным ориентиром при дальнейших подсчетах.

Однако нужно помнить, что гелиостанция не состоит только из одних солнечных батарей. В нее также входят аккумуляторы и инвертор, то есть приборы в которых происходят определенные потери энергии. А значит, с учетом этих потерь суточное потребление нужно увеличить примерно на 20%.

Инсоляция

Но мало рассчитать суточную норму, нужно также учитывать и суточные значения инсоляции (солнечной активности) для данных широт. Ведь если в течение года (или дачного сезона, если речь идет об энергоснабжении садового домика) она невысока, то даже самой мощной солнечной батареи будет недостаточно. Данные инсоляции являются справочными сведениями, их можно найти в метеорологических справочниках, уточнить в местном метеоцентре или узнать у поставщиков солнечных панелей. Пик мощности приходится на один из летних месяцев, минимальное значение – на зиму.

Расчет

Чтобы рассчитать требуемое число солнечных батарей необходимо суточное потребление (с учетом дополнительных потерь в системе) разделить на справочное значение суточной инсоляции в определенный месяц. Расчет нужно проводить именно по месяцам, поскольку солнечная активность в разные времена года варьируется очень сильно. Полученное значение (оно будет в киловаттах, так как значения инсоляции обычно тоже приводятся в киловатт-часах) нужно поделить на паспортную мощность солнечной батареи. В итоге получится число, которое после округления в большую сторону и покажет, сколько понадобится солнечных панелей.

Таблица значений инсоляции в Московской области (нажмите на картинку, чтобы увеличить):

Причем если провести расчет по каждому месяцу отдельно, то можно увидеть очень интересную картину. Значение количества солнечных панелей (а значит, и мощности гелиостанции) для разных времен года отличается в несколько раз! Связано это именно с резким падением инсоляции в межсезонье и в зимние месяцы.

К примеру, если суточное потребление дома с учетом потерь составляет, скажем, 8кВтч, а инсоляция для июля – 4кВтч/м2 (условно), то при паспортной мощности батареи в 250 Вт (0,25 кВт) понадобится 8/4/0,25=8 панелей. Значение же инсоляции для зимних месяцев в средних широтах, как правило, составляет порядка 1 (обычно 0,5 – 1,7). В этом случае потребуется уже 32 панели (8/1/0,25). Разница с летними показателями весьма существенна.

Таким образом, важно не только знать, как рассчитать нужное количество фотопанелей. Надо еще и решить, как будет использоваться гелиостанция, круглогодично или только в летний период. Ведь если для летнего использования требуется не так много батарей, то обустройство круглогодичной установки сопряжено с гораздо более значительными расходами.

solarb.ru


Смотрите также