Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

Содержание

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

Глядя на океан энергии, льющейся с небес на землю, мы остаемся зависимыми от электросетей.

Если в городе поставка тока более-менее стабильна, то за его пределами жители регулярно становятся участниками «конца света».

Как обеспечить свой дом надежным источником электроэнергии и не лишить себя комфорта, невозможного без «направленного движения электронов»? Ответ достаточно прост в теории, но почти незнаком многим на практике.

Это солнечные батареи для частного дома они являются главным условием автономного существования.

Что представляют собой эти устройства, их виды, характеристики и эффективность применения мы рассмотрим в данной статье.

Виды солнечных батарей

Из школьного курса физики нам знаком фотоэлектрический эффект. Он возникает в полупроводниках под действием света. На этом принципе работают все солнечные батареи.

Не будем углубляться в теорию процесса, а отметим лишь самые важные практические моменты:

  • Существует три вида солнечных батарей: монокристаллические и поликристаллические и панели из аморфного кремния (гибкие).
  • Все они вырабатывают постоянный ток (напряжением 12 или 24 В).
  • Срок службы данных устройств превышает 20 лет.
  • Мощная батарея не может эффективно работать без дополнительного оборудования (контроллера, аккумулятора, инвертора).

Теперь пройдем подробно по каждому пункту. Монокристаллическая панель по сравнению с поликристаллической выдает более высокую мощность с единицы поверхности. При этом цена у нее существенно выше.

Производительность поликристаллической ячейки на 15-20% меньше, но зато при облачной погоде она снижается незначительно. У монокристалла, напротив, при рассеянном освещении резко уменьшается выработка электричества. Солнечная батарея из аморфного кремния дешевле поликристаллической, но срок ее службы в 2-3 раза меньше. Исходя из перечисленных фактов, выгоднее покупать поликристаллические панели.

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.

Сколько нужно солнечных батарей для дома и дачи?

Здесь все просто. Покупателю не нужно заниматься сложным расчетом мощности солнечной станции и подбирать для нее батареи. Эту работу уже проделали специалисты компаний, выпускающих и продающих данное оборудование.

Потребителю остается лишь выбрать из предложенного ряда готовый комплект, исходя из своих потребностей. В качестве примера рассмотрим несколько стандартных вариантов, которые представлены на сайтах продавцов (актуально на 2016 год).

Гелиостанция, построенная на одной панели мощностью 250 Ватт, рассчитана на энергоснабжение потребителей, перечисленных в таблице №1.

Таблица №1 Набор потребителей для солнечной станции мощностью 250 Ватт

Ее ориентировочная цена складывается из стоимости устройств, указанных в таблице №2.

Таблица №2 Стоимость оборудования для 250-ти ваттной станции

Солнечная станция мощностью 500 Ватт способна обеспечить электричеством набор бытовых приборов, указанный в таблице №3.

Таблица №3 Энергетический потенциал гелиостанции мощностью 500 Ватт

Ее ориентировочную стоимость (с разбивкой по видам и моделям оборудования) вы найдете в таблице №4.

Гелиостанция на 1000 Ватт способна питать током не только экономные светодиодные лампочки, телевизор, ноутбук и спутниковую антенну. Одновременно с ними она «потянет» микроволновку, водяной насос или мощную электроплиту (таблица №5).

Основа данной гелиостанции — 4 солнечные панели мощностью по 250 Ватт каждая. За весь комплект оборудования (без стоимости монтажа, соединительных муфт и кабеля) нужно заплатить сумму, указанную в таблице №6

Таблица №6 Ориентировочная стоимость оборудования гелиостанции мощностью в 1 КВт

Изучая представленные комплекты оборудования, нетрудно заметить, что стоимость инвертора сравнима с ценой солнечной батареи. Поэтому некоторые владельцы солнечных станций предпочитают обходиться без инверторного преобразователя. Они покупают для своего дома бытовые приборы, работающие от постоянного тока напряжением 12 Вольт. Помимо высокой цены инвертор при работе потребляет около 10% энергии, получаемой от солнечной батареи. Поэтому его исключение из цепочки оборудования дает неплохую экономию.

Особенности монтажа

Установка солнечных батарей – процесс технически несложный, но весьма ответственный. Площадь и вес мощных панелей достаточно большие, поэтому им требуется надежное крепление с помощью направляющих и специальных крепежных элементов. Кроме этого на крыше необходимо предусмотреть возможность легкого доступа к батареям для очистки от пыли и снега.

От величины угла, под которым солнечные лучи падают на фотоэлементы, напрямую зависит выработка энергии. Поэтому солнечные батареи не фиксируют в одном положении, а монтируют на поворотных устройствах.

Рекомендуемые углы наклона солнечных батарей

Существует два основных позиции гелиопанелей: летняя и зимняя. Меняя угол наклона, от солнечной станции получают максимальный КПД.

Характерные отзывы

Их можно разделить на две группы: отзывы тех, кто уже пользуется данными устройствами и мнения всех, кто только изучает вопрос автономного энергоснабжения.

Большинство владельцев солнечных станций довольны своим выбором. Оснастив ими свой загородный дом, они отмечают надежность, всесезонность и эффективность гелиопанелей. Размышляющие о покупке, высказывают сомнения в экономической целесообразности, опасаясь долгого срока окупаемости оборудования.

Мы выскажем свои соображения по данной теме. Принимая в расчет стабильный рост стоимости электроэнергии, получаемой из внешних сетей, использование гелиостанции нельзя назвать убыточным. Если же речь идет о районах, где энергоснабжение полностью отсутствует или характеризуется частыми отключениями, то гелиостанция — безальтернативный вариант.

Самостоятельная сборка

Попробовать свои силы в сфере солнечной энергетики домашних умельцев побуждают два фактора: стремление снизить стоимость гелиопенелей и новизна данной работы.

Экономия, получаемая при самостоятельной сборке, впечатляет. Комплект «сделай сам», состоящий из фотоячеек и монтажной токопроводящей ленты почти на 50% дешевле батареи, собранной на заводе. Купить его можно на российских торговых интернет-площадках или заказать прямую доставку из страны-производителя.

Читайте также  Как рассчитать время заряда конденсатора?

Источник: https://1000eletric.com/kak-rasschitat-solnechnuyu-elektrostantsiyu-dlya-doma/

Как оптимально рассчитать параметры солнечной установки под свои потребности?

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

Перед использованием любых альтернативных источников электроэнергии следует провести энергоаудит своей системы потребления, на основании которого следует принять меры по оптимизации энергопотребления. К примеру: замена в доме всех ламп накаливания на светодиодные которые при том же свете потребляют в 10 раз меньше энергии может привести к более чем двукратному снижению энергопотребления в доме в целом.

Что бы грамотно рассчитать солнечную электростанцию под свои нужды нам нужно определить всего 4 параметра:

  1. Суммарная мощность панелей
  2. Суммарная ёмкость аккумуляторов (буфера, в котором накапливается ток).
  3. Какой необходим контроллер заряда аккумуляторов?
  4. Какой необходим инвертор (устройство, преобразующее аккумуляторное напряжение в сетевое)?

Итак, по порядку:

1-е. Суммарная мощность солнечных панелей

Определяется следующим образом: мы должны посчитать, какое количество кВт потребляем в день, то есть берём мощность прибора, умножаем её на количество необходимых часов работы в сутки и суммируем полученные данные от всех приборов. Получаем определённую цифру кВт в сутки, которая нам требуется.

Или ещё проще и точнее (по возможности) если у Вас уже есть электричество и стоит счетчик, по которому Вы ежемесячно оплачиваете «нагоревшие» киловатт-часы: Берём среднемесячную цифру из «намотавшихся» киловатт, делим её на 30 (дней) и получаем нужный нам показатель!

Например: мы пришли к  выводу, что нам необходимо аж 9кВт электроэнергии в сутки (270кВт в месяц).

Суточная мощность, вырабатываемая панелью, определяется умножением максимальной мощности панели на 5 часов её работы в сутки (световой день обычно даже зимой от раннего рассвета до поздних сумерек не менее 9 часов, но сюда накладываются облачность и осадки которые снижают производительность панели, поэтому берём 5 часов работы на максимальной мощности). Например: модель солнечной панели EW-310Вт множим на 5 часов = выработка в сутки 1550Вт, то есть 1.55кВт в сутки

Таким образом, что бы получить требуемые нам 9кВт энергии в сутки, нужно 6 панелей EW-310-A которые выработают в сутки суммарно 9.3кВт электроэнергии.

2-е. Суммарная ёмкость аккумуляторов в ампер-часах

Получаемые 9.3кВт электроэнергии в течении светового дня нужно где то хранить. В одном 100% заряженном 100Ампер аккумуляторе хранится приблизительно 1кВт электроэнергии (примерно до 80-90% разряда).

Итак, что бы «вместить» 9.3кВт  нам нужно кол-во киловатт умножить на 100 и мы получим размер требуемого аккумуляторного буфера в Амперах способный вместить наши киловатты 9.3 Х 100 = 930 Ампер ёмкости нам требуется.

Далее нам необходимо взять минимум  70% «Запас»: во-первых что бы аккумуляторы слишком глубоко не разряжались, т.е. не эксплуатировались на пределе возможностей. А во вторых… вдруг, в какой то из дней нам потребуется повышенное потребление не 7 — 11кВт как обычно потребляется, а скажем 15квт. Соответственно 930 Ампер + 70% = 1 581 Ампер!

Округляем эту цифру в большую сторону кратно 200 Амперам и получаем 1 600 Ампер.

Возьмем, к примеру, аккумуляторы по 200ампер ёмкости. Итого получается нам нужно 8 штук аккумуляторов в качестве буфера.

На заметку: буфер в солнечных системах в отличии от ветряных не имеет смысла делать слишком большим по той причине что задача аккумуляторного буфера накопить и хранить энергию до нового её поступления. У ветрогенераторов этого поступления может не быть несколько дней к ряду (период штиля), а вот у солнечных панелей такого быть не может (ну не бывает же такого, что бы несколько дней подряд не светало, если Вы не на северном полюсе). Рассвет есть каждый день, а значит и заряд есть каждый день!

3-е. Какой необходим контроллер?

Контроллер является сердцем солнечной системы и именно от него зависит её эфективность и производительность в целом.

Пример: один контроллер благодаря своей технологичности способен «отжать» из одинакового массива солнечных панелей в 2 раза больше электроэнергии в аккумуляторы, чем другой.

ВАЖНО! — Контроллер должен быть высоковольтным со стороны солнечных панелей (давать возможность панели собирать в последовательные сборки, т.е. наращивать напряжение). Именно это обеспечивает в условиях совсем не приближённых к Африканской саванне (не много солнечных дней + короткие световые дни зимой) нормальную выработку солнечной электростанции.

Итак, у нас 6 панелей по 310Вт (1860Вт установленной мощности), оптимальным будет контроллер способный обеспечить  последовательное подключение хотя бы до 2-х (в идеале до 3-х) в высоковольтную сборку для обеспечения выработки от них в пасмурные дни.

Далее эти высоковольтные сборки (если по 2 панели то их будет в нашем случае 3), (если по 3 панели последовательно, то таких сборок будет 2) параллельно соединяются на один контроллер.

Например: солнечная панель EW-310Вт имеет напряжение холостого хода 46 вольт и ток около 9 ампер, что бы соединить в сборку последовательно 3 таких панели и потом параллельно соединить 2 таких сборки, нам нужен контроллер, способный выдерживать напряжение на входе от 140 вольт и ток не менее 20 Ампер

4-е. Какой необходим инвертор?

Важно определить какую максимальную пиковую нагрузку Вы собираетесь подключать к электросети одновременно (можете просто суммировать мощность всех имеющихся в доме электроприборов). И именно по этому показателю следует подобрать себе инвертор в широкой гамме мощностей от 1.3кВт до 570кВт (мы предлагаем более 30 моделей высококачественных инверторов МАП).

Вернуться к списку вопросов

Источник: http://energywind.ru/vopros-otvet/raschet-solnechnoy-elektrostancii-dlya-doma

Как рассчитать солнечную электростанцию?

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

С каждым годом установка гелиостанций на дачах и в загородных коттеджах становится все более выгодной. Причины этого очевидны – ежегодное падение цена на солнечные панели с одной стороны, и столь же стабильное повышение тарифов НКРЕ с другой. Но все же цены на СЭС по-прежнему колеблются в диапазоне от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч гривен. И потому правильный, учитывающий все значимые факторы, расчет солнечной электростанции в реалиях Украины чрезвычайно важен.

Что необходимо учесть при расчете солнечной электростанции?

При обоснованном выборе типа СЭС и ее составляющих учитываются:

  • ожидаемый пиковый, среднесуточный, среднемесячный и сезонный уровень потребления;
  • ожидаемый уровень генерации по тем же временным периодам;
  • месторасположение панелей (угол наклона, азимут, показатель солнечной инсоляция в заданном городе или регионе);
  • расчет мощности каждого отдельного модуля, солнечной электростанции для дома в целом, а также требуемая для монтажа площадь;
  • емкость и тип аккумуляторов-накопителей;
  • автономный, гибридный или сетевой тип работы (соответственно изменения в наборе необходимых комплектующих и, как следствие, суммы затрат);
  • происхождение комплектующих (США, Китай, б/у, контрафактная продукция);
  • использование продажи части генерации по «зеленому тарифу»;
  • цель установки – в качестве резервной мощности, для сезонного или регулярного использования, для заработка.

Расчет стоимости СЭС

Себестоимость комплектующих на сегодняшний день позволяет приобрести СЭС по цене примерно от $0,8 до $1,1 за каждый 1 Вт генерируемой мощности для сетевых вариантов, и от $1,5 до $3 за 1 Вт – автономных. Разница в стоимости обусловлена необходимостью комплектации полностью или частично независимых станций аккумуляторными батареями-накопителями большой емкости.

По этой причине маломощные (от нескольких ватт до 1-2 кВт), но сравнительно недорогие, компактные, легкие и мобильные автономные солнечные электростанции используются там, где подведение традиционной сети невозможно или нецелесообразно. А сетевые (от 3-5 кВт и выше) предназначены для быстрой окупаемости и последующего заработка с использованием ставок «зеленого тарифа».

Сравнительный расчет автономной и сетевой солнечных электростанций дает такую среднюю стоимость каждой из них:

Мощность, кВт Автономная, $ Сетевая, $
0,25 650
0,5 1150
1 2250
3 6450 3100
5 9000 5200
10 10500
20 19800
30 25000

Расчет мощности автономных СЭС делается экономно и исходя из уровня потребления. Сетевая солнечная электростанция окупается и в дальнейшем приносит прибыль тем быстрее, чем выше ее производительность (и мощность). Для широты Украины этот срок составляет в среднем от 4 до 10 лет.

Солнечная электростанция — расчет онлайн

Самым быстрым способом предварительного определения основных параметров СЭС является использование online-калькуляторов. Степень их информативности варьируется в зависимости от сайта и количества введенных исходных данных.

В большинстве случаев необходимо ввести:

  • область или город (выбирается на карте);
  • требуемую мощность станции в киловаттах (1, 2, 3 и т.д.); ожидаемое среднемесячное потребление в киловаттах;
  • угол наклона панелей (начальное значение обычно равно 30°);
  • азимут (по умолчанию выставлен 0° или 180°);

После этого калькулятор быстро производит расчет солнечной электростанции для дачи или коттеджа и выдает итоговые значения:

  • площади в квадратных метрах, необходимой для установки панелей (за основу берется стандартный тип и мощность каждого элемента, если эти параметры изначально не вводятся самостоятельно);
  • годовой выработки СЭС (для стандартных поликристаллических модулей расчет производительности солнечной электростанции дает ежегодный показатель примерно в 1,1МВт на каждый 1 кВт мощности – возрастая от 30-40 кВт в декабре-январе до 160-170 кВт с мая по июль);
  • стоимости оборудования для солнечной электростанции (реже – готового решения, с добавлением стоимости монтажных и пусконаладочных работ в процентах отдельной строкой);
  • распределения генерации энергии по месяцам, отдельно выделяя уровень на потребление, в виде наглядного графика;
  • срок окупаемости (годы, месяцы).

Достоинство таких калькуляторов – в простоте и наглядности выдаваемых данных. Недостаток – в малой информативности касательно отдельных деталей проекта. Поэтому лучше заказывать индивидуальные расчеты у специалистов. Только таким образом получится получить наиболее точные результаты, тем более такие услуги профильные компании (обычно) оказывают бесплатно.

Читайте также  Как рассчитать индуктивность дросселя?

Как рассчитать СЭС башенного типа?

Среди промышленных СЭС интерес представляет башенный тип станций, использующих преобразование солнечной энергии сначала в тепло (путем нагрева направленным излучением от зеркал баков с водой), и лишь затем в электричество, за счет вращающего турбину потока высокотемпературного сжатого пара.

Конструктивно гелиостанция данного типа представляет собой концентрические круги зеркал, фокусирующих лучи на емкости с теплоносителем. Оптимальный азимут и угол наклона каждого зеркала в режиме реального времени обеспечивается компьютером, КПД установки может достигать 20%, а проектная выработка – от 5 до 400 МВт.

Расчет окупаемости такой солнечной электростанции дает сроки в 50 лет и более, поскольку минимальная себестоимость производства пока составляет около $5,6 на каждый генерируемый ватт ($2,2 млрд. затрат на строительство СЭС в пустыне Мохава мощностью 400 МВт). Тем не менее, популярность таких станций очень высока по причине использования зеркал вместо фотоэлектрических панелей.

Выгодные варианты СЭС в Украине

Среди домашних СЭС выделяются станции, использующие тонкопленочные солнечные панели с пластинами на базе редкоземельных металлов. За счет поглощения более широкого спектра излучения, они почти в 1,5 раза более эффективны в условиях непрямого или слабого света, чем сокращают срок окупаемости установок на 6-12 месяцев. В Украине подобную продукцию производства «First Solar» (США) предлагает отечественная компания Green Tech Trade. Подобрать комплектацию и сделать расчет солнечной электростанции можно на их официальном сайте.

Источник: https://greentechtrade.com.ua/ru/kak-rasschytat-solnechnuyu-elektrostantsyyu/

Солнечная станция для дома 5,0 кВт — Вариант 6

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

Компания Альтэко предлагает к рассмотрению типовое решение «Автономная солнечная электростанция для дома 5,4 кВт» для автономного или резервного электроснабжения объекта на основе возобновляемой энергии солнца.

Данный тип солнечных систем предназначен для автономной работы на объектах круглогодичного пользования, как альтернатива подключению дома к линии электроснабжения, которое является затратным или невозможным.

Предлагаемая комплектация является базовой и может быть изменена под конкретные требования для обеспечения заданных параметров.

 
Характеристика солнечной станции:

 Мощность солнечных панелей — 5400 Вт;
 Мощность подключаемой нагрузки (мощность инвертора) — 4,0 кВт; 
  Тип солнечных панелей — поликристаллические;
 Выработка эл.энергии за месяц (в зимний период) — до 210 кВт*ч;
 Выработка эл.энергии за месяц (в летний период) — до 650 кВт*ч;
 Выработка эл.энергии за 8 месяцев (с марта по октябрь) — до 4500 кВт*ч;
 Выработка эл.энергии за 12 месяцев — до 5170 кВт*ч;
 Емкость аккумуляторных батарей — 420 А*ч, 48В (20,2 кВт*ч).

                            Состав и стоимость солнечной станции (Вариант 6)*

* — В стоимости солнечной станции не учтены:— расходные материалы (кабель, крепеж, электрофурнитура);- монтажные работы (около 15 % от стоимости материалов);

— транспортные и накладные расходы.

В стоимости солнечной станции учтены: схема подключения станции и бесплатная консультация тех.специалиста, в случае самостоятельного (удаленного) монтажа.

Стоимость установки и комплектация пакета «Солнечные батареи для дома 5 кВт — Вариант 6» подлежит уточнению после выезда на объект.

                                        Структурная схема солнечной станции

      Данная солнечная станция может обеспечить электроэнергией следующих потребителей:
                                                                   Зимний период

 Наименование   Мощность, Вт  Кол-во  Время работы,  часов в сутки Потребление  электроэнергии, Вт*ч в сутки Потребление электроэнергии, кВт*ч в месяц
 Лампа светодиодная  9 5 7 315 9,8
 Зарядное устройство м/тел. 5 2 1 10 0,3
 Холодильник 125 1 8 1000 31,1
 Ноутбук  75 2 3 450 14,0
 Телевизор 80 2 3 480 14,9
 Спутниковая антенна 20 1 3 60 1,9
 Насос скважины 500 1 0,5 250 7,8
 Микроволновая печь 800 1 0,5 400 12,4
 Индукционная плита 1800 1 1,3 2340 72,5
 Электродрель* 600 01 0,2
 Стиральная машина* 750 1 1 750 23,3
 Утюг* 1500 1 0,2 300 9,3
 Фен* 2000 1 0,2 400 12,4
 Всего: 8263 6755 209,4

* — исключается возможность одновременного использования данных электроприборов.
1 – требуется работа дополнительного источника энергии (например дизельгенератора).

                                                                  Летний период

 Наименование   Мощность, Вт  Кол-во  Время работы,  часов в сутки Потребление  электроэнергии, Вт*ч в сутки Потребление электроэнергии, кВт*ч в месяц
 Лампа светодиодная  9 5 5 225 7,0
 Зарядное устройство м/тел. 5 2 1 10 0,3
 Холодильник 125 2 10 2500 77,5
 Ноутбук  75 2 4 600 18,6
 Телевизор 80 2 4 640 19,8
 Спутниковая антенна 20 1 4 80 2,5
 Насос скважины 500 1 2 1000 31,0
 Микроволновая печь 800 1 0,5 400 12,4
 Индукционная плита 1800 1 1 1800 55,8
 Электродрель* 600 1 0,2 120 3,7
 Стиральная машина* 750 1 1 750 23,3
 Утюг* 1500 1 0,2 300 9,3
 Фен* 2000 1 0,2 400 12,4
 Пылесос* 2000 1 0,2 400 12,4
 Посудомоечная машина* 2000 1 0,4 800 24,8
 Кондиционер 1000 1 8 8000 248,0
 Всего: 13264 9225 558,8

* — исключается возможность одновременного использования данных электроприборов.

Обычно это выглядит так:

Монтаж панелей на крыше

Монтаж оборудования в тех. помещении

Преимущества частных солнечных электростанций:

  • Экономия на стадии покупки земли под строительство;
  • Экономия на стадии подключения к электросетям;
  • Полная автономность и отсутствие оплаты за электроэнергию;
  • Возможность продажи электроэнергии в сеть по «зеленому тарифу».

Источник: https://alteco.in.ua/solution/solnechnaya-energetika/solnechnaya-elektrostanciya-5kwt-var8-gibridnaya

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

Чтобы узнать требуемое количество фотоэлементов для обеспечения достаточным количеством электроэнергии частного или загородного дома, необходимо произвести некоторые расчеты. Но для них не потребуются сложные формулы и знания различных физических величин.

Постараемся разобраться с данной проблемой наиболее простыми способами, которые понятны любому человеку.   Главным критерием для определения необходимого числа батарей является их производительность – количество энергии, вырабатываемой за определенный промежуток времени.

Дополнительно следует учесть, что кроме фотоэлементов потребуются контроллер (для определения уровня заряда), аккумуляторная батарея, и инвертор.

Определение количества батарей и общей мощности

Для определения числа фотоэлементов необходимо знать, сколько электроэнергии необходимо для обеспечения потребностей всех электроприборов в доме. Если за месяц вы потребляете 120 кВт*ч электричества, такое же количество энергии должны вырабатывать и солнечные элементы за данный промежуток времени.   Функционирование солнечных панелей возможно только во время светового дня. Мощность вырабатываемого тока, указанная в документации, достигается лишь при идеальных условиях: отсутствие облаков, предметов, делающих тень, свет попадает под прямым углом.

Чем меньше значение угла падения лучей (острый угол), тем меньше производительность элементов. Если в атмосфере присутствует легкая дымка или на небе есть едва заметные облака, эффективность батарей может уменьшиться в два или три раза, а в пасмурную погоду они вырабатывают до 15 — 20 раз меньше энергии, чем указано в паспорте.   Для проведения расчетов принимают промежуток времени, на протяжении которого производительность фотоэлементов близка к максимальной. Он начинается с 9 часов утра и заканчивается в 4 часа дня.

Разумеется, панели будут функционировать на протяжении всего светового дня, однако за указанный выше период они вырабатывают до 70% всей производимой энергии.  

Панели, общая мощность которых составляет 1 кВт, выработают 7 кВт*ч энергии на протяжении семи часов. Дополнительно они произведут 2-3 кВт*ч энергии за остальные световые часы, которая будет использоваться в качестве запасной, поскольку производительность в пасмурные дни резко снижается.

Из этого следует, что при использовании фотоэлементов с производительностью 1кВт*ч максимальная выработка в месяц составит 210 кВт. Это довольно высокий показатель, однако существуют следующие нюансы:

  • В месяце далеко не каждый день солнечный. Следует ознакомиться со статистическими данными метеоцентров, чтобы узнать среднее количество пасмурных дней. Вполне может оказаться, что на протяжении целой недели батареи не смогут вырабатывать и половины заявленной мощности. За вычетом четырех дней количество выработанной энергии сократится на 28 кВт и составит 182 кВт*ч.
  • Также следует учитывать, что количество солнечной энергии на единицу площади зависит от сезона. Световой день в осенний и весенний периоды значительно меньше, чем летом. Если вы планируете использовать альтернативный источник энергии с первого месяца весны и до поздней осени, необходимо увеличить количество фотоэлементов на 30-50% (с учетом региона).
  • Во время преобразования и хранения энергии также возникают потери, которые следует обязательно учитывать.
  • В период зимы производительность солнечных элементов крайне низкая, поскольку небо практически всегда затянуто облаками (кроме редких солнечных дней). Поэтому целесообразно использовать электроэнергию, производимую бензогенератор, ветряной станцией или же подключиться к централизованной сети снабжения.

Как произвести расчет мощности аккумулятора

Емкости аккумуляторов должно быть достаточно для обеспечения минимальных потребностей на протяжении темного времени суток. К примеру, если с наступления вечерних сумерек до восхода солнца расходуется 2,5 кВт*ч энергии, таковой должна быть минимальная емкость батарей.   Для расчета емкости в ваттах необходимо умножить разность потенциалов (напряжение) на емкость, выраженную в ампер-часах. Таким образом емкость аккумулятора с параметрами 250 Ач и 12 В составит 3000 Вт*ч или 3 кВт*ч. Но согласно инструкции, нельзя допускать полный заряд аккумуляторов.

Также нужно учесть, что специальные батареи быстро изнашиваются при постоянном разряде ниже 70%, а обычные автомобильные аккумуляторы не следует разряжать до 50%. Из этого следует, что количество батарей должно минимум в 2 раза превышать полученную величину в результате расчетов.   Аккумуляторы – элементы с наименьшим сроком службы в системе, поэтому следует соблюдать правила их эксплуатации. Их рабочая емкость должна соответствовать оптимальному запасу, который определяется суточным потреблением энергии в доме.

Читайте также  Как рассчитать количество точек заземления?

В солнечные дни они будут разряжаться не более чем на 20-30%, а в пасмурные смогут обеспечить бесперебойную работу электроприборов.   Также следует учитывать КПД батарей, который обычно не превышает 80%. Это означает, что почти 20% энергии просто рассеивается в окружающую среду. Для определения КПД следует ознакомиться с такими параметрами, как токи разряда и заряда. Чем выше значения данных параметров, тем ниже коэффициент полезного действия.   Если значение тока разряда превышает емкость аккумулятора, значительно снижается КПД отдачи энергии и падает напряжение в сети.

Негативно сказывается на КПД батареи и зарядка токами высокой величины.

Потери, связанные с невысоким КПД инвертора

Поскольку преобразователь постоянного тока в переменный имеет КПД, значение которого находится в пределах от 70 до 80%, имеют место значительные потери на преобразование энергии, которые нельзя не учитывать. Из этого следует, что запас емкости батареи должен быть выше на 40% больше, чем полученный в результате предыдущих расчетов. Также для компенсации потерь должна на 40% быть увеличена площадь фотоэлементов.    

Потери могут быть вызваны использованием дешевых контроллеров. Существует два типа этих устройств:

  • Контроллеры PWM, не выполняющие трансформацию энергии, поэтому аккумулятор получает лишь 4/5 мощности, вырабатываемой солнечными батареями;
  • Контроллеры MPPT, способные выполнять преобразование тока (снижать напряжение и увеличивать силу тока). Аккумуляторы получают до 99% энергии, вырабатываемой фотоэлементами.

 
Если вы приняли решение сэкономить на покупке контроллера, придется приобрести дополнительные солнечные батареи, чтобы увеличить их общую площадь еще на 20%, что вряд ли можно считать рациональной тратой средств.

 

Расчет мощности солнечных панелей для загородного или частного дома

Для проведения расчета мощности, необходимой для обеспечения нужд бытовых приборов, используемых в загородном или частном доме не нужны сложные формулы и специальные знания. Чтобы узнать количество энергии, потребляемое, например, телевизором, необходимо посмотреть его документацию. К примеру, его мощность составляет 40 Вт.

Это означает, что за сутки он расходует 960 Вт*ч, но поскольку он работает не все время, а, к примеру, 6 часов, то реальное потребление составит 280 Вт*ч. На месяц телевизору требуется 8400 Вт*ч (8,4 кВт8ч) энергии. Подобным способом можно произвести расчет для остальных приборов (лампочек, холодильника и прочих), а затем суммировать полученные значения.

  Предположим, общая сумма составила 100 кВт*ч, к которой еще следует добавить 40% энергии в связи с потерями, вызванными низкими КПД аккумуляторов и преобразователя. Итоговое значение – 140 кВт*ч, однако это еще не все. Если солнечная установка будет использоваться не только в летний период, а весной и осенью, следует увеличить вдвое полученное значение.

Теперь разделим 280 кВт*ч на среднее количество дней в месяце (30) и количество часов светового дня, когда фотоэлементы функционируют наиболее продуктивно (7 часов). Полученное значение – 1,33 кВт*ч. Именно такой мощностью должен обладать массив солнечных батарей в данном случае.  

С учетом всего сказанного выше, можно составить алгоритм расчета:

  • Предположить, что батареи функционируют только на протяжении 7 часов, при этом их КПД близок к 100%;
  • Определить общее потребление энергии приборами в доме;
  • Рассчитать мощность солнечных элементов разделив полученное выше значение на 7;
  • Умножить это значение на коэффициент, равный 1.4, чтобы учесть потери, связанные с использованием преобразователя и аккумуляторов;
  • Умножить на 1.2, если был приобретен дешевый контроллер типа PWM.

  Приведем пример расчета. Например, для нужд дома требуется 150 кВт*ч энергии в месяц или 7,5 кВт*ч в день. Разделим это значение на 7 и получим примерно 1,1 кВт. Теперь необходимо учесть потери на использование аккумуляторов и инвертора, для чего умножаем полученное значение на 1.4 и получаем 1.54 кВт*ч.

Однако, чтобы мощности системы было достаточно в пасмурные осенние и весенние дни, необходимо добавить примерно 50%, а значит общая производительность установки должна составить не менее 2,25 кВт*ч. В зимнюю пору понадобится ветряная станция либо бензиновый генератор, мощность которых не ниже 1.5 кВт.

Для более точных расчетов следует ознакомиться со среднестатистическими метеоданными для конкретной местности.

Стоимость установки

Фотоэлементы и прочее оборудование может стоить по-разному у различных продавцов. Необходимо искать самую доступную стоимость и проверенных поставщиков. Солнечные батареи, вырабатывающие 1 кВт электричества, обойдутся примерно в 35000 грн, однако при заказе больших партий обычно предусмотрены хорошие скидки и возможность бесплатной доставки.   Для накапливания энергии потребуются аккумуляторы.

Можно использовать специализированные, стоимость которых может составить от 7000 до 10000 грн (напряжение 12 В, емкость 200 Ач). Автомобильные аккумуляторы стоят намного дешевле, но служат не так долго, как специализированные. Рациональнее приобрести специализированные устройства, которые при правильной эксплуатации отработают 10 лет.  

При выборе иного оборудования следует ориентироваться на личные потребности. Про контроллеры уже было сказано выше. Инверторы также разнятся по стоимости и качеству.

Главное, о чем следует помнить, чем дешевле устройство, тем меньше его эффективность и срок службы.

Источник: https://grand-overon.in.ua/alternativnaja-jenergetika-stati/kak-rasschitat-solnechnuyu-elektrostanciyu-dlya-doma.html

On-Line калькулятор солнечных батарей, он-лайн расчет солнечных электростанций

Как рассчитать солнечную электростанцию для дома?

Для каждой точки местности России, мы собрали данные по инсоляции с точностью 0,1 градуса по широте и долготе. Данные были любезно предоставлены сервисом NASA где история измерений ведется с 1984 года. Для использования нашего калькулятора выберите местоположение вашей солнечной электростанции передвигая метку по карте или воспользуйтесь полем поиска на карте. Наш калькулятор работает только по территории России.

1. Если вы знаете какие солнечные батареи вы будете использовать, или они уже установлены в вашей солнечной станции — выберите солнечные батареи нужной мощности и их количество.

2. Укажите угол наклона вашей крыши, место установки. Также наш калькулятор автоматически показывает оптимальный угол наклона солнечной батареи для выбранной точки местности. Угол показывается для зимы, оптимальный — средний для всего года, для лета. Это особенно важно если вы только планируете установку солнечной станции и при ее строительстве сможете указать строителям необходимый угол для монтажа СБ. Если например вы планируете установить солнечные батареи на крышу вашего дома и угол установки предопределен конструкцией, просто укажите его в поле ввода произвольного угла. Наш калькулятор будет вести расчет учитывая угол вашей крыши. 3. Очень важно правильно оценивать мощность потребителей электроэнергии вашей солнечной станции при подборе необходимого количества солнечных батарей.

В калькуляторе нагрузок для солнечной электростанции выберите электроприборы которые вы будете использовать, задайте их количество и мощность в ваттах, а также примерно время использования в сутки.

Например для небольшого дома выбираем:

  • Электролампа — 3шт мощностью 50Вт каждая, работают 6 часов в сутки — итого 0,9 кВт часов/сутки.
  • Телевизор — 1шт мощностью 150Вт, работает 4 часа в сутки — итого 0,6 кВт часов/сутки.
  • Холодильник — 1шт мощностью 200Вт, работает 6 часов в сутки — итого 1,2 кВт часов/сутки.
  • Компьютер — 1шт мощностью 350Вт, работает 3 часа в сутки — итого 1,05 кВт часов/сутки.

Телевизор современный с плоским экраном, светодиодный потребляет от 100 до 200 Вт, холодильник, в нем работает компрессор и работает не постоянно, а тогда когда нужен холод, т.е. чем чаще вы открываете дверь холодильника, тем больше электричества он съест. Обычно холодильник работает 6 часов в сутках, остальное время отдыхает. Компьютер например вы используете в среднем 3 часа в сутки. При заданных условиях потребления вы получите необходимую мощность для электропитания ваших электроприборов.

Для нашего примера суммарное потребление электроприборов в сутки составит 3,75 кВт*час в сутки.

Давайте подберем необходимое количество солнечных панелей для нашего примера, в регионе Санкт-Петербург:

Возьмем солнечные модули 250Вт, установим оптимальный угол наклона предложенный программой равный 60 градусов. Увеличивая количество солнечных батарей мы увидим, что при установке 3х солнечных модулей 250Вт потребление наших электроприборов 3,75 кВт час сутки начинает перекрываться на графике выработке уже с апреля по сентябрь, что достаточно для тех людей которые например пребывают на даче летом.

Если вы хотите эксплуатировать СБ круглогодично, то вам понадобится минимум 6 солнечных модулей по 250Вт, а лучше 9шт. Учтите также, что зимой с ноября по середину января в Питере солнца скорее нет, чем оно есть. И в данное время года вы будете использовать бензо-дизель генератор для подзарядки аккумуляторов.

Под графиком выработки находится сводная таблица с числовыми данными о выработке солнечной электростанции в удобном числовом виде.

Заполните форму ниже, отправьте нам данные своего расчета и получите коммерческое предложение для вашей солнечной электростанции

Расчет солнечной электростанции с помощью калькулятора носит предварительный характер. Каждый объект является индивидуальным, для формирования окончательного предложения под «ключ» с учетом монтажа и технико-экономического обоснования мы рекомендуем провести консультацию с нашими специалистами по телефону или заказать выезд инженера к вам.

По итогам общения наши специалисты подготовят и предоставят комплексное предложение по стоимости и монтажу вашей солнечной электростанции.

Для того, чтобы наши менеджеры смогли подготовить для Вас предварительные расчеты по стоимости оборудования и монтажу, отправьте нам данные своего расчета.

Если информации будет недостаточно, наш специалист свяжется с Вами для уточнения.

Источник: https://realsolar.ru/on-line-calc/