Расчет мощности солнечных батарей: сколько нужно для частного дома, подробная методика подсчета

Сколько нужно солнечных коллекторов для отопления дома?

Независимо от того, какая система отопления установлена в доме, теплопотери у него будут одинаковыми. Для точного просчета лучше обратиться к специалистам, но для получения примерных данных можно использовать онлайн-сервисы http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online.

Разделив полученные данные на значение P, вычисленное по последней формуле, вы узнаете, сколько гелиоколлекторов или квадратных метров коллекторов вам необходимо чтобы обеспечить отопление дома зимой.

Отдельно стоит напомнить, что в холодное время года есть нюансы с эксплуатацией гелиоколлекторов. Узнать об этом больше можно в статье «Как работает солнечный коллектор зимой – эффективность, проблемы и их решение».

Основная проблема змой — чистить коллекторы от холода.

Подсчет количества панелей

Когда известны два параметра – потребление энергии и уровень инсоляции, можно переходить к расчету количества панелей, которые покроют потребность конкретного пользователя.

Норму электроэнергии для этого делят последовательно на инсоляцию помесячную. Далее, получившуюся цифру делят еще раз на мощность установки (есть в техпаспорте), и получают искомое значение.

Пример: Если покупатель проживает в Москве, где в июле инсоляция рана 5,3 кВт/ч, а ваше энергопотребление в сутки не более 20 кВт/ч, то при мощности батареи в 240 Вт (0,24 кВт), панелей потребуется 16 штук (20:5,3:0,24=15,7).

Если панель подбирается для дачи и выбор остановлен на устройстве, мощность которого 185 Вт (0,185 кВт), достаточно будет 5 панелей (5:5,3:0,185=5).

ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ

4,5

Домашняя солнечная электростанция: как узнать, что солнечный модуль не китайский

О качестве китайской продукции можно дискутировать долго, но в данном случае речь пойдет о другом …

Administrator
30 марта 2020

5

Солнце 100 дней в году: можно ли сэкономить на установке солнечных батарей?

Когда речь заходит об альтернативных источниках энергии, не зависящих от природных ископаемых, в …

Administrator
20 сентября 2019

4

Можно ли отапливать помещение с помощью солнечной энергии?

Отопление – самая большая статья расходов на содержание загородного дома, дачи для временного …

Administrator
7 апреля 2020

Общие принципы расчета фотоэлектрической системы

Все гелиосистемы подразделяются на два вида:

• Полностью автономные;
• Соединенные с электросетью.

Причем второй тип систем в свою очередь делится на два подвида. К одному относят комплексы без аккумуляторных батарей, которые подключаются к энергосети при помощи сетевого инвертора. Такие гелиосистемы не имеют запаса энергии на случай отключения внешнего питания.

Второй подвид систем включает в себя гибридные батарейно-сетевые инверторы. Они вырабатывают солнечную энергию даже при наличии внешней сети. Эти установки считаются резервными. При недостатке гелиоэнергии они используют ресурсы внешней сети, если же солнечной энергии вырабатывается слишком много, то ее избыток отдается в сеть. Таким образом, центральная электросеть играет роль своеобразного аккумулятора с бесконечной емкостью.

Независимые гелиосистемы

В этом расчете рассматривается полностью независимая от внешних энергоисточников система. Подобные установки очень востребованы на разного рода удаленных или мобильных объектах, к которым нецелесообразно (или невозможно) подводить линии электропередач.

Главными элементами такой автономной системы являются:

• Солнечные батареи;
• Зарядный контроллер;
• Аккумулятор;
• Коммутационные кабели.

Если потребляющая нагрузка работает от переменного напряжения, то необходим и соответствующий инвертор, поскольку фотобатареи вырабатывают постоянный ток.

Функционирует такая система по традиционному принципу. В светлое время суток АКБ заряжаются от солнечной энергии. Контроллер регулирует этот процесс, соблюдая величины зарядных напряжений на каждой стадии и используя при необходимости температурную компенсацию. При необходимости солнечные батареи питают дневные нагрузки, а нагрузки, работающие ночью, питаются исключительно от АКБ. Для потребителей переменного тока задействуется инвертор.

Для обеспечения надежного энергоснабжения нагрузок и гарантии работоспособности всей системы выбор компонентов должен производиться на основе специальных расчетов. Проводятся эти расчеты в несколько этапов.

Расчеты и проект

Устройство солнечной панели своими руками — несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Чтобы изготовить солнечную панель своими руками, следует подсчитать дневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашей местности и рассчитать нужную мощность. Таким образом, станет понятно, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Ведь как было сказано выше, генерируемый ячейкой ток зависит от ее габаритов.

Зная необходимый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего необходимо выяснить выдержит ли кровля или другое место, куда планируется установка солнечной батареи, задумываемую конструкцию.

Устанавливая панель, следует не только выбрать самое солнечное место, но и постараться закрепить ее под прямым углом к солнечным лучам.

Расчет мощности

Рассмотрим подробно, как рассчитать мощность гелиопанелей. Прежде всего, необходимо вычислить свое потребление. Для этого надо сложить потребляемую мощность всех электроприборов, нагревателей, освещения и прочих потребителей. Сделать это непросто, так как придется вспомнить все мелочи, которых оказывается довольно много.

Стоит отметить, что если планируется установить солнечные батареи на дачу, то как правило, такое решение окупится по причине достаточно небольшой требуемой мощности.

Для простоты рассмотрим пример расчета по готовой сумме потребления. Например, есть частный дом, который потребляет в месяц 300 кВт/час. Это означает, что в день потребление составляет 10 кВт/час. Здесь необходимо определить, сколько солнечных панелей, способных вырабатывать в сутки не менее 10 кВт, нужно для дома.

Прежде всего, надо определиться с временем работы системы. Даже самые мощные элементы способны принимать энергию только в определенное время суток. Рабочий период называется пиковыми солнечными часами. Их не следует путать с длительностью светового дня, которая гораздо больше. Однако, утренние и вечерние часы в расчет не берутся, так как для оборудования они непродуктивны.

Как правило, учитывается время с 9 до 16 часов. Этот период можно еще сократить, чтобы скорректировать потери от деградации панелей, изношенного оборудования или АКБ. Допустим, рабочее время панелей в сутки составит 5 часов. При потребности в 10 кВт, необходимо, чтобы на 1 час приходилась выработка не менее 2 кВт энергии. Руководствуясь этим значением, можно подсчитать, сколько солнечных батарей нужно для обеспечения дома, если часовая выработка составляет 2 кВт. Для этого надо изучить технические характеристики разных моделей и выбрать наиболее удачные варианты.

Существуют и другие методы. Можно рассчитать мощность по формуле:

где Рсп — мощность панелей, кВт;

Еп — суточное потребление, кВт;

К — коэффициент потерь (1.2–1.4);

Ринс — мощность инсоляции на земной поверхности;

Еинс — среднемесячное значение инсоляции (берется в таблицах).

Эта формула дает достаточно корректный результат, но неподготовленному человеку пользоваться ей трудно. Придется искать величины инсоляции, которые различаются по регионам. Для неопытных людей проще всего использовать онлайн-калькулятор, которых в сети довольно много.

Одна панель в сутки вырабатывает около 100 Вт энергии. Есть маломощные модели, по 50 Вт, пригодные для питания осветительных приборов с низким потреблением. Выбирать устройства необходимо с некоторым запасом, учитывая возможность появления дополнительных потребителей и деградацию оборудования. На практике приходится учитывать также стоимость панелей и условия их работы. Например, если солнечных дней в году мало, оптимальным вариантом станут гибкие модели, хорошо работающие даже в сумерках.

В заключение необходимо напомнить, что самостоятельный расчет мощности — задача трудная даже для профессионалов. Приходится учитывать большое количество факторов, о которых неподготовленный человек даже не имеет представления. Поэтому, лучшим вариантом будет обращение к специалисту, или расчет с помощью онлайн калькуляторе (что несколько хуже).

Максимальная нагрузка и уровень среднего потребления энергии

На данный момент далеко не каждый сможет себе позволить поставить в своем загородном доме подстанцию, работающую от солнечной энергии. Тем не менее, планируя их установку, сначала необходимо выяснить, на какую пиковую нагрузку при включении бытовых приборов следует рассчитывать, а также какое среднее количество электроэнергии в сутки они потребляют.

Максимальный уровень нагрузки определяют, исходя из предельной мощности всех электроприборов, имеющихся в доме, чтобы при одновременном включении нескольких из них система в доме смогла справиться с нагрузкой.

Для определения среднесуточного потребления каждого из приборов, следует перемножить его мощность на время работы от сети в сутки. А общий расход энергии находим путем суммирования энергии от всех приборов в доме.

Определение общих показателей энергопотребления позволит распланировать эффективный расход солнечной энергии, генерируемой солнечными панелями. Кроме того, полученные цифры дают возможность выполнить расчет мощности солнечных батарей для дома, чтобы знать, какой аккумулятор нужно будет купить. Емкость аккумулятора напрямую влияет на его стоимость.

Выбираем компоненты для солнечной электростанции

Для того чтобы наглядно проиллюстрировать расчет, сколько нужно солнечных батарей для использования их в качестве основного источника энергии, рассмотрим условный загородный дом в Рязанской области, в котором жильцы находятся с марта по сентябрь включительно.

Для расчета мы возьмем следующие показатели почасового потребления:

• суммарное потребление энергии в сутки – 12 кВт/ч;
• средний уровень нагрузки всех потребителей – 500 Вт;
• максимальное значение нагрузки – 1200 Вт;
• пиковый уровень нагрузки (+25 %) – 1200×1,25 = 1500 Вт.

Полученные данные будут использованы для определения необходимой емкости аккумуляторов гелиоэлектростанции.

Схема электропроводки от гелиопанелей

Чтобы понять, каким образом солнечная электроэнергия для дома попадает в электросеть и питает бытовые приборы, стоит рассмотреть схему работы солнечного оборудования. Несмотря на кажущуюся сложность, принцип действия схемы является достаточно простым и состоит из четырех этапов.

Солнечные панели являются первым компонентом электрической схемы. Они собираются из заданного количества пластин фотоэлементов в прямоугольные тонкие модули. Мощность фотопанелей может быть разной, однако она всегда делится на 12 вольт.

Для улавливания фотонов плоские панели размещают на открытых для солнечного света пространствах. Мощные солнечные батареи для дома получаются после объединения модульных блоков между собой. Такая батарея предназначена для преобразования солнечной энергии в постоянный ток.

Аккумуляторы служат для накопления электроэнергии, полученной от солнца. В данном случае, если бытовые приборы в доме были подключены к центральной электросети, то генерируемая солнечная энергия накапливается в аккумулирующих устройствах. Кроме того, они запасают излишнее количество электроэнергии, поступающей с гелиопанелей, которая не расходуется в полном объеме.

Задачей аккумулятора является подача необходимого количества электроэнергии и обеспечение стабильности напряжения, когда возрастает ее потребление. Ту же функцию аккумуляторные блоки выполняют в ночное время суток либо при недостатке солнечного света, когда фотопанели не работают.

Последний важный узел схемы электроснабжения от солнечных батарей – это инвертор. Он необходим для преобразования постоянного тока, который подается от солнечных модулей к аккумуляторам, в переменный с напряжением в 220 вольт. Как известно, такой уровень напряжения необходим для работы большинства современных бытовых приборов.

Пример расчета энергопотребления приборов

Всегда в доме работает холодильник, телевизор, компьютер, машина стиральная, бойлер, утюг, микроволновая печь и иные бытовые приборы, без которых жизнь становится некомфортной. Помимо этого, как минимум 100 лампочек используется для освещения (пусть они будут энергосберегающими). Все это должно следует учесть при проведении расчета мощности солнечных батарей, монтируемых в доме.

В таблице приводятся данные по их мощности, времени функционирования, потребляемой энергии и т.д. Все они работают круглый год:

Прибор	Мощность	Продолжительность использования в сутки	Суточное потребление
Лампочки для освещения	200 Вт	примерно 10 часов	2 кВт*ч
Холодильник	500 Вт	3 часа	1,5 кВт*ч
Ноутбук	100 Вт	до 5 часов	0,5 кВт*ч
Стиральная машина	500 Вт	6 часов	3 кВт*ч
Утюг	1500 Вт	1 час	1,5 кВт*ч
Телевизор	150 Вт	5 часов	0,8 кВт*ч
Бойлер на 150 литров	1,2 кВт	5 часов	6 кВт*ч
Инвертор	20 Вт	24 часа	0,5 кВт*ч
Контроллер	5Вт	24 часа	0,1 кВт*ч
Микроволновая печь	500 Вт	2 часа	3 кВт*ч

Сделав несложный подсчет, выходим на итоговое суточное энергопотребление – 18,9 кВт/ч. Сюда добавить нужно мощность дополнительной техники, пользуются которой не каждый день – электрочайника, комбайна кухонного, насоса, фена и пр. В среднем получится в сутки не менее 25 кВт/ч.

Рекомендуем:

• Инвертор для солнечных батарей: виды, обзор моделей, особенности подключения, критерии выбора и цена
• Лучшие гибридные солнечные инверторы: сходства и отличия, цена, где купить — ТОП-6
• Кемпинговый фонарь на солнечных батареях: особенности, функции, характеристики, цена — ТОП-7

Следовательно, месячное потребление энергии составит 750 кВт/ч. Чтобы текущие расходы покрывались, солнечная батарея должна вырабатывать не меньше итоговой цифры, т.е. 750 кВт.

Что это такое

Процесс генерирования электричества из частиц солнечного света – фотонов – в перечне природных компонентов называется фотоэлектрическим эффектом. После открытия данного физического явления встал вопрос о том, как его можно контролировать. С этой целью были созданы специальные компактные электронные приспособления – фотоэлементы, в основе которых содержатся полупроводниковые материалы.

На промышленном производстве нашли способ объединить микроскопические преобразователи в достаточно большие и эффективные панели. В частности, КПД кремниевых модульных гелиопанелей, которые в больших объемах выпускаются современными предприятиями, составляет 18-22 %.

Солнечная батарея состоит из нескольких таких модулей. Через нее солнечные фотоны подаются в электрическую цепь в качестве частиц постоянного тока. Далее они распределяются по аккумулирующим устройствам или трансформируются в заряды переменного тока с напряжением в 220 вольт. Полученная энергия позволяет питать домашние электроприборы.

Оправдано или нет

Окупаемость системы солнечных панелей напрямую зависит от количества солнечных дней в году в регионе проживания. Поэтому, чтобы понять, целесообразно ли покупать фотопанели следует рассчитать средний показатель солнечных дней.

Далее среднюю стоимость батареи необходимо разделить на гарантированный срок эксплуатации (20-25 лет) и количество ясных дней

Также важно учесть площадь, необходимую для выработки 1 кВт электрической энергии для региона. Данный показатель можно узнать из технической документации, прилагаемой к солнечным батареям

Затем, следует определиться, для каких целей будет применяться оборудование. Как правило, это горячее водоснабжение, освещение дома и примыкающей территории, а также электроснабжение бытовых потребителей.

Для подогрева воды достаточно установить стандартный солнечный коллектор, который в разы дешевле фотопанелей.

Если же целью выступает автономное энергоснабжение, установка солнечных батарей вполне себя оправдывает

Здесь важно учитывать подводные камни. Вам понадобится регулярно выполнять замену аккумуляторов

Это обусловлено тем, что преобразованное электричество поступает и аккумулируется в накопителях, из которых распределяется по системе энергоснабжения.

Установка солнечных панелей также оправдана в тех случаях, когда в доме потребление энергии ограничено из-за недостатка мощности или когда прокладка кабеля к дому, расположенному в десятках километрах от электрической подстанции, соразмерна по капитальным вложениям с солнечным источником энергии.

Набор оборудования для солнечной станции

Мощная солнечная батарея для дачи – устройство не самодостаточное. Полученную энергию нужно где-то запасти, чтобы вечером и в пасмурную погоду полноценно пользоваться бытовыми электроприборами.

Поэтому емкий и живучий аккумулятор нам в любом случае потребуется. В его выборе есть один важный нюанс: не пытайтесь сэкономить, покупая стартовый автомобильный аккумулятор. Он плохо подходит для цикличного запасания энергии и не переносит глубокого разряда. Его главное предназначение – дать мощный, но кратковременный ток для пуска двигателя.

Для запасания и медленного расходования энергии нужны аккумуляторы другого типа: AGM или гелевые. Первые дешевле, но имеют небольшой срок службы (до 5 лет). Гелевые аккумуляторы дороже, но зато работают значительно дольше (8-10 лет).

Контроллер – еще один важный элемент автономной гелиостанции. Он выполняет несколько задач:

• Отключает батарею от аккумулятора в момент полного заряда и включает ее для новой закачки электричества.
• Выбирает оптимальный режим зарядки, повышая количество запасаемой энергии.
• Обеспечивает максимальный срок службы аккумулятора.

Существует несколько типов контроллеров, используемых в солнечных станциях:

• ON/OFF «включил-выключил»;
• PWM;
• MPPT.

Самый дешевый прибор просто отключает солнечную панель от аккумулятора при возрастании напряжения на его клеммах до максимального уровня. Это не лучший вариант, поскольку в этот момент аккумулятор еще не полностью заряжен.

Более дорогой PWM-контроллер действует «умнее». После набора максимального напряжения, он понижает его до заданного уровня и держит еще пару часов. Так достигается более полный уровень накопления энергии.

И наконец, самый интеллектуальный контроллер MPPT- типа максимально эффективно использует мощность солнечной панели на всех режимах ее работы. Это позволяет запасти в аккумуляторе дополнительно от 10 до 30 % электричества.

Независимо от вида используемых полупроводниковых материалов (поликристаллы, монокристалл, аморфный кремний) устройство солнечной батареи представляет собой цепочку последовательно соединенных ячеек-модулей. Каждый из них генерирует небольшое напряжение (в пределах 0,5 вольт) и слабый ток (десятые доли ампера). Работая вместе, они «сливают» накопленную энергию в общий канал и на выходе из батареи мы получаем ток большой силы и постоянного напряжения (12 или 24 Вольт).

Структурная схема оборудования солнечной станции

Стандартные бытовые электроприборы рассчитаны на 220 Вольт, поэтому работать от «постоянки» не будут. Преобразование постоянного тока в переменный выполняет отдельное устройство-инвертор. Им завершается цепочка оборудования, необходимого для солнечной батареи.

Несмотря на относительно высокую стартовую стоимость компонентов солнечной станции, ее эксплуатация получается выгодной благодаря большому ресурсу «жизни» главных элементов: фотокристаллической панели и аккумулятора.

Что делать

Из опрошенных 1500, более 1000 специалистов высказались за улучшение статистики при сборе и обработке данных, улучшение качества надзора со стороны боссов, а также более строгое планирование экспериментов.

Вопрос: Какие факторы помогут повысить воспроизводимость?

Ответы (сверху вниз): –Лучшее понимание статистики –Более строгий надзор –Улучшенное планирование экспериментов –Обучение –Внутрилабораторная проверка –Совершенствование практических навыков –Стимулирование к формальной перепроверке данных –Межлабораторная проверка –Выделение большего количества времени для управления проектами –Повышение стандартов научных журналов –Выделение большего количества времени для работы с лабораторными записями

Заключение и немного личного опыта

Во-вторых, в статье замалчивается (вернее, не рассматривается) роль научных метрик и рецензируемых научных журналов в возникновении и развитии проблемы невоспроизводимости результатов исследований. В погоне за скоростью и частотой публикаций (читай, повышение индексов цитирования) резко падает качество и не остаётся времени на дополнительную проверку результатов.

Как говорится, все персонажи вымышлены, но основано на реальных событиях. Довелось как-то одному студенту проводить рецензирование статьи, ибо не у каждого профессора есть время и силы на вдумчивое чтение статей, поэтому собирается мнение 2-3-4 студентов и докторов, из которого складывается отзыв. Была написана рецензия, в ней указывалось на невоспроизводимость результатов по методике, описананой в статье. Это было наглядно продемонстрированно профессору. Но дабы не портить отношения с «коллегами» – ведь у них-то всё получается – рецензия была «скорректирована». И таких статей опубликовано 2 или 3 штуки.

Получается замкнутый круг. Учёный отправляет статью редактору журнала, где указывает «желаемых» и, основное, «нежелаемых» рецензентов, то есть фактически оставляя лишь положительно настроенных к авторскому коллективу. Они рецензируют работу, но не могут по-чёрному «гадить в комментах» и стараются из двух зол выбрать меньшее – вот список вопросов, на которые необходимо ответить, и мы тогда опубликуем статью.

PS: Статья переводилась и писалась на скорую руку, обо всех замеченных ошибках и неточностях, просьба писать в ЛС.

Подключение панелей своими руками

Перед тем, как подключить солнечную батарею, необходимо ознакомиться с ее схемой и параметрами, а также учесть:

• окружающую обстановку. Место расположения панелей не должно затеняться рядомстоящими деревьями и другими строениями;
• угол наклона. Оптимальная энергоэффективность достигается при углах наклона панелей в пределах 30–45⁰. Если скаты крыши не соответствуют данным параметрам, используются каркасы или часть кровли подвергается демонтажу;
• ориентацию. Для максимальной эффективности, панели должны находиться под прямыми солнечными лучами большую часть светового дня, что соответствует южному направлению;
• инсоляцию. Параметр представлен уровнем солнечного излучения на конкретную зону земной поверхности. Зависит от времени года. Позволяет определить на что хватит энергии батарей в тот или иной сезон. Показатель инсоляции прямо пропорционален размеру и количеству необходимых для дома панелей;
• вес. Собранные в батарею солнечные панели обладают довольно большой массой, что может негативно отразиться на состоянии кровли и стропильной системы;
• свободный доступ. При правильном и надежном монтаже уход за солнечными панелями сводится к очистке поверхностей от загрязнений и снега.

При установке солнечных панелей на гладкую крышу необходимо позаботиться о воздушной прослойке. Недостаточный отвод тепла может вывести систему из строя.

Как рассчитать сколько кВт нужно

Для расчета мощности солнечных батарей необходимо обладать информацией о потребляемой электроэнергии. Средний показатель, измеряемый в кВт*ч, можно вычислить по ежемесячным коммунальным платежкам.

Паспортная мощность панелей соответствует идеальным условиям (чистое небо и прямое падение солнечных лучей). Небольшая облачность и дымка уменьшает эффективность в 2–3 раза. При пасмурной погоде, производимая энергия снижается в 15–20 раз. При этом на 100% батареи работают не более 7 часов в день, а утром и вечером этот показатель падает до 20–30%.

Для киловаттного массива месячная выработка электроэнергии вычисляется по формуле: 1х7х30=210 кВт. Энергией утренних и вечерних часов можно пренебречь за счет возможной облачности.

Чтобы определиться с мощностью солнечных батарей:

• подсчитывается среднесуточное потребление электроэнергии;
• делится на 7;
• суммируется с 40%, которые относятся к потерям в аккумуляторах и инверторе;
• при PWM контроллере увеличивается еще на 20%.

В реальности формула выглядит следующим образом: Х:30:7+Х:30:7х0,4+Х:30:7х0,2. Где Х – потребляемая электроэнергия за месяц. Полученный результат соответствует летнему сезону. Поскольку в осенне-весенний периоды эффективность солнечных батарей снижается, данный показатель необходимо увеличить еще на 50%. В зимнее время в помощь солнечным батареям необходимо использовать бензо- или ветрогенератор такой же мощности.

Оборудование батареи солнечными модулями

Мощность солнечной батареи определяется по такой формуле:

Рсм = (1000×Есут)/(к×Син), где

• Рсм – мощность солнечной батареи – общая мощность солнечных модулей, Вт;
• 1000 – постоянная светочувствительности фотоэлектрических преобразователей, кВт/м²;
• Есут – требуемая суточная норма энергопотребления, кВт·ч, в данном случае – 18;
• к – сезонный коэффициент, с учетом всех затрат – летом: 0,7; зимой: 0,5;
• Син – величина инсоляции из таблицы (потока солнечной радиации), с учетом оптимального угла панелей, кВт·ч/м².

Величину инсоляции можно уточнить у местной метеорологической службы.

Требуемый уклон солнечных панелей определяется широтой местности:

• в весеннее и осеннее время года;
• в зимнее время года – плюс 15 градусов;
• в летнее время года – минус 15 градусов.

В нашем случае, Рязанская область, располагается на 55-й широте.

С учетом того, что время выбрано с марта по сентябрь, оптимальным постоянным углом установки солнечных батарей будет 40 градусов относительно земли. При этом средняя суточная инсоляция Рязани в указанный период равняется 4,73.

С учетом имеющихся данных произведем расчет:

Рсм = 1000×12/(0,7×4,73) ≈ 3600 ватт.

При использовании 100 ваттных солнечных батарей нам понадобится 36 штук. Такое количество будет иметь массу приблизительно в 300 кг, а площадь они будут занимать в пределах 5×5 м.

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.

Как соединить солнечные батареи максимально используя возможности всех элементов

Смешанная схема резервного подключения. Они будут зависеть от габаритов самих панелей и их количества.

Теперь остается дело за малым.

При одинаковых характеристиках, следующий вид панелей — тонкопленочный, потребует для установки в доме большей площади. Конечно же на свой страх и риск, можно подключить панель напрямую, и аккумулятор будет заряжаться, но такая система должна быть под присмотром.

Если дом находится в тени других построек, то установка солнечных панелей целесообразна разве что только поликристаллических, и то эффективность будет снижена. Во всех случаях должны отсутствовать затемнения. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Все эти факторы нужно учитывать при выборе места установки и ставить панели по наиболее удобному варианту.

Конечно же на свой страх и риск, можно подключить панель напрямую, и аккумулятор будет заряжаться, но такая система должна быть под присмотром. Это интересно: Многие из стандартных радиокомпонентов также могут вырабатывать электроэнергию при воздействии яркого света.

При последовательном соединении нескольких панелей, напряжение всех панелей будет складываться. Собирается каркас с помощью болтов диаметром 6 и 8 мм. Изменения напряжения в данном случае не будет.

Нередко используется и смешанная схема подключения. Выходит, что правильно установленные солнечные батареи будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии — в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. Крепить фотоэлементы во избежание повреждения рекомендуется на длинной стороне, индивидуально выбрав способ: болты крепятся через отверстия рамки , фиксаторы и пр. Закрепить его можно тонким слоем силиконового герметика, а вот эпоксидную смолу для этих целей лучше не использовать, так как снять стекло в случае необходимости проведения ремонтных работ и не повредить панели будет крайне сложно.

Солнечные панели. Как сделать дешёвую и эффективную солнечную электростанцию.

Расчет количества солнечных батарей и их мощности

Так как солнечные панели вырабатывают электрическую энергию только в светлое время суток, то это необходимо учесть в первую очередь, так же стоит понимать, что выработка в пасмурные дни и зимой очень сильно снижается, и может составлять 10-30 процентов от мощности панелей. Для простоты и удобства мы будем делать расчет с апреля по октябрь, по времени суток основная выработка идет с 9 до 17 часов, т.е. 7-8 часов в день. В летнее время интервалы конечно будут больше, с восхода до заката, но в эти часы выработка будет значительно меньше номинала, поэтому мы усредняем.

Итак 4 солнечные батареи мощностью 250Вт. (всего 1000Вт). За день выработают 8кВт.ч энергии, т.е. в месяц это 240кВт.ч. Но это идеальный расчет, как мы говорили выше, в пасмурные дни выработка будет меньше, поэтому можно лучше взять 70% от выработки, 240 * 0,7 = 168 кВт.ч. Это усредненный расчет без потерь в инверторе и аккумуляторных батареях. Так же это значение можно применить для рассчета сетевой солнечной электростанции где не используются аккумуляторные батареи.

Формула расчета электрической мощности солнечной батареи

В интернете существует довольно много информации о солнечных батареях, поэтому я лучше сосредоточусь на конкретных цифрах, позволяющих подсчитать среднее количество энергии, вырабатываемое солнечными панелями. Конечно, важным фактором, который необходимо учитывать при установке таких панелей – количество солнечной радиации, попадающей на них. К примеру, вы приобрели солнечные батареи, на которых указана мощность в 250 Вт. Это означает, что она будет выдавать вам 250 Вт солнечной энергии при радиации 1000 Вт/м². Естественно, что такие идеальные показатели можно достичь только при чистом небе и ярком солнечном свете. Для расчета электрической мощности нужно воспользоваться следующей формулой:

площадь батареи * эффективность преобразования * солнечная радиация.

Например,

1.6 м² * 15 % * 1000 Вт/м² = 240 Вт.