Пример расчета мощности и количества солнечных батарей для дома: формула и цены

Ориентировочный расчет

Для проведения предварительного расчета требуемой мощности системы необходимо просуммировать мощности электропотребителей, включаемых одновременно. Эта величина характеризует мощность нагрузки (Pнагр), зная, что можно рассчитать мощность инвертора (Pinv) по формуле: Pinv = 1,2Pнагр.

Например, при мощности нагрузки 1кВт мощность инвертора должна быть не менее 1200Вт. Правильный расчет всех компонентов системы позволит получить максимальную выгоду от установки дома и избежать лишних затрат.

Расчет необходимого количества солнечных панелей (N) потребует знания еще нескольких показателей:

• энергоемкость дома;
• коэффициент теплоизоляции для вашего региона (кинс.);
• номинальная мощность солнечных панелей, которые вы планируете использовать (Pном.).

Показателем, характеризующим энергоемкость дома, является среднесуточное потребление (Waverage day). Коэффициент инсоляции определяют по статистическим данным, в которых учитывают продолжительность светового дня, количество пасмурных дней и другие показатели.

Этот коэффициент можно найти на специальных картах солнечной радиации, значения для некоторых городов России, Украины и Белоруссии приведены в таблице 1.

Таблица 1

Теперь вы можете рассчитать:

Определяем выработку энергии одним модулем солнечной батареи в сутки:

WSB = Pном.*Kins.

Определяем количество солнечных батарей, которые понадобятся для электроснабжения дома:

N=Wav.day/ WSB

При расчете среднесуточного потребления не забывайте учитывать возможные потери на заряд/разряд батареи, в среднем это значение принимается равным 15-20%. Если вы планируете использовать солнечные батареи в течение всего года, коэффициент освещенности должен быть выбран самым низким за год.

Расчет нужно делать не только для солнечных батарей, но и для аккумуляторов, контроллеров заряда, инверторов. Как показывает практика, тщательный расчет показателей энергосистемы снижает затраты на 20-30%, а учитывая, что затраты на покупку и установку солнечных панелей и других элементов значительны, экономия получается ощутимой.

Наглядный пример в помощь

Для небольшого загородного дома среднесуточное потребление электроэнергии составляет около 2-5 кВтч, для коттеджа на даче это значение может составлять 10-50 кВтч и даже больше. В таблице 1 показаны наиболее важные потребители энергии во всех домах. На основании представленных данных произведем расчет.

Получается, что энергоемкость нашего дома 5,96 кВт, а с учетом потерь на разрядку/зарядку аккумулятора 5,96*1,15=6,854 кВт. Допустим, наш дом находится в Ялте, и мы планируем использовать установленную солнечную систему в течение всего года, тогда коэффициент теплоизоляции будет 3,57. Номинальная мощность купленных нами солнечных панелей составляет 100 Вт.

За сутки модуль сможет произвести 100*3,57=357 Вт. Рассчитываем сумму: 6,854/0,6426=19,2, округляем в большую сторону и получаем 20 солнечных панелей, которыми можно обеспечить дом, потребляющий около 6000 Втч/сутки.

Как видно из расчета, самыми прожорливыми приборами являются лампы накаливания и холодильник. Для снижения затрат на электроэнергию мы рекомендуем:

1. Замените лампы накаливания энергосберегающими светодиодными лампами, потребляйте всего 4 Вт, они излучают световой поток, аналогичный лампе накаливания мощностью 90 Вт.
2. Если обклеить холодильник пенопластом и отодвинуть его от стены на 15 и более сантиметров, это снизит энергопотребление на 15%.

Расчет солнечных батарей для частного дома или дачи

Регионы: Москва, Новосибирск, Краснодар.

Установка солнечных батарей для энергоснабжения дома требует тщательного предварительного расчета. Возможности такого оборудования ограничены и во многом зависят от внешних условий:

• географическое положение региона
• климатические и погодные условия
• продолжительность дня

Производительность комплекса всегда зависит от внешних условий. Один и тот же комплект оборудования в разных условиях будет показывать разные результаты друг от друга, поэтому в каждом случае потребуется специализированный расчет.

Его можно заказать в специализированных организациях или провести самостоятельно. Рассмотрим, как рассчитать солнечные панели для дома, чтобы получить эффективную электрогенерирующую установку.

Потребности в электроэнергии

Расчет солнечных батарей для дачи или частного дома необходимо начинать с определения потребности в электроэнергии. Это значение можно получить из показаний счетчика электроэнергии или рассчитать из энергопотребления каждого потребителя и времени использования. Второй вариант гораздо сложнее и полон ошибок, поэтому правильнее ориентироваться на показания счетчика.

Количество солнечных дней

Вторым действием будет определение количества солнечных дней в регионе, продолжительности светового дня по сезонам. В приложениях СНиП есть карта утепления регионов России, на которой указано количество солнечной энергии в разных уголках страны. Он определяет среднегодовой объем доступной энергии для данного города или региона.

Это важный показатель, показывающий верхний предел мощности оборудования в данной локации.

После определения этих значений можно приступать к расчету мощности солнечных батарей для дома.

Читайте также: Расчет уставок релейной защиты трансформатора 10

Расчет мощности солнечных батарей

Приступая к расчету солнечной батареи, следует учесть, что световой день является преимущественно географическим показателем. При расчете солнечных батарей для дома нужно исходить из самой выработки энергии, которая значительно падает в утренние и вечерние часы из-за снижения интенсивности солнечного свечения.

Обычно летом максимальная работоспособность панелей наблюдается в период с 9 до 16 часов, а в остальное время суток они выдают 20-30% мощности.

Кроме того, вносятся существенные коррективы в погодные условия, которые могут снизить выработку энергии вдвое и более. Поэтому реальную производительность солнечной батареи следует принимать максимум за половину того, что указано в паспорте, и рассчитывать количество энергии на 70% светового дня.

Специалисты рекомендуют вообще не учитывать в расчетах утренние и вечерние часы, относя их к необходимому запасу прочности системы. Кроме того, необходимо учитывать наиболее неблагоприятные условия и добавлять к ним определенный процент воздействия негативных факторов.

Это не будет лишним, так как всегда есть какие-то неучтенные детали, которые существенно меняют условия работы и требуемую мощность солнечных батарей на квадратный метр.

Формула

Формула расчета солнечных батарей выглядит следующим образом:

Рсп = Ер*к*Пин/Единиц,

• где Psp — мощность солнечной панели
• Ер — суточное количество энергии, необходимое для питания всех потребителей дома
• К — коэффициент потерь, обычно равный 1,2-1,4
• Палки — изолирующая сила на поверхности земли
• Однотабличное значение среднемесячной освещенности в данном регионе

Используя эту формулу, найдите требуемую мощность солнечной батареи на 1 квадратный метр. Мощность определяет, сколько солнечных панелей нужно для частного дома, количество панелей рассчитывается путем деления общей стоимости на параметры одного элемента.

Расчет ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей

Емкость аккумуляторов должна соответствовать производительности солнечных батарей и обеспечивать потребление дома как днем, так и в темное время суток. Необходимо ограничить емкость аккумулятора, чтобы не тратить лишние деньги. Однако необходимо иметь определенный запас емкости, так как аккумуляторы не могут быть полностью разряжены.

Величина допустимого разряда для каждого типа аккумуляторов разная, например, заряд автомобильных аккумуляторов может потребляться только до 50%. Лучший вариант – иметь ежедневный запас энергии. Не рекомендуется иметь больше, так как это значительно увеличит стоимость системы. Меньший запас может оставить жильцов дома без электричества при неблагоприятных внешних условиях.

Кроме того, необходимо учитывать КПД аккумуляторов, инвертора и возможность плохой работы солнечных панелей из-за непогоды, снега, покрывающего поверхность фотоэлементов и т д. Эти потери обычно оцениваются в 40 %, но к ним нужно добавить еще и КПД регулятора.

Это важно, так как некоторые модели практически не влияют на процесс передачи мощности, но более дешевые модели могут уменьшить передачу на 20 %.

Расчет и выбор инвертора

Расчет солнечной электростанции завершается подбором мощности инвертора. Это устройство, преобразующее постоянный ток от аккумуляторов в переменное напряжение со стандартными параметрами 220 В 50 Гц.

Самый простой вариант расчета мощности инвертора – определение суточной потребности дома в электроэнергии (по показаниям счетчика), которой должен соответствовать инвертор. Для учета возможных форс-мажорных ситуаций пиковая нагрузка рассчитывается путем умножения суточного потребления на коэффициент 1,3.

Есть и другой вариант расчета инвертора — по производительности солнечных батарей и емкости аккумулятора. Он привязывает результат к имеющемуся оборудованию, но изначально он также рассчитывался по ежедневному потреблению энергии, поэтому оба варианта практически равнозначны.

На этом расчет солнечной энергосистемы для дома можно считать законченным и переходить к непосредственному созданию комплекта.

Выбор готового преобразователя, как и аккумуляторов, производится выбором единицы по полученным данным. Рекомендуется выбирать инвертор с немного увеличенной производительностью на 10-15%, чтобы компенсировать снижение производительности с течением времени.

Стоимость солнечных батарей и аккумуляторов

Цены на панели и батареи имеют широкий диапазон, что обусловлено множеством вариантов дизайна, мощности и других параметров. Однако рассчитывать затраты следует только исходя из предполагаемого состава солнечной электростанции, включающего в себя вполне определенные виды оборудования.

Обратите внимание на следующее! Покупать оборудование по отдельности нецелесообразно, так как в результате можно получить разнородное оборудование, не способное работать вместе. Правильнее покупать готовые комплексы, состоящие из полностью совместимого оборудования.

Начальная стоимость станции составляет 5 тысяч рублей и увеличивается пропорционально мощности, емкости аккумулятора и другим возможностям комплекса. Верхнего предела практически нет, так как количество солнечных панелей может быть бесконечным.