W naszych czasach aktywnie rozwijają się różne technologie, które zapewniają maksymalny komfort w działalności człowieka. W szczególności warto zauważyć, że rozwój alternatywnych źródeł energii trwa. Uderzającym tego przykładem są panele słoneczne, które można teraz zainstalować na dachu własnego domu. I każdy może je kupić. Dotyczy to zwłaszcza przypadków, gdy dom znajduje się z dala od linii energetycznych. Aby jednak odczuć wszystkie korzyści i korzyści płynące z takiego rozwiązania, konieczne jest prawidłowe obliczenie paneli słonecznych.
Informacje ogólne
Efekt fotoelektryczny to zjawisko fizyczne, które zostało odkryte w 1887 roku i stało się podstawą do opracowania paneli słonecznych do generowania elektryczności. Pod wpływem światła (fotonów) lub dowolnego innego promieniowania elektromagnetycznego energia tych cząstek jest przekazywana elektronom substancji. Innymi słowy, z pomocą słońcaodbieraj prąd.
Po odkryciu tego fizycznego zjawiska konieczne stało się kontrolowanie go. W tym celu stworzono fotokomórki - specjalne urządzenia elektroniczne o niewielkich rozmiarach. Obejmują one materiały półprzewodnikowe.
W warunkach produkcji przemysłowej stało się możliwe łączenie mikroskopijnych przetworników w masywne i wydajne panele. Wiele nowoczesnych przedsiębiorstw produkuje krzemowe konstrukcje modułowe w dużych ilościach. Ich wydajność wynosi około 18-22%.
Bateria słoneczna zawiera kilka podobnych modułów, przez które fotony światła słonecznego wchodzą do obwodu elektrycznego w postaci prądu stałego. Następnie trafiają do urządzeń magazynujących lub są przetwarzane na ładunek prądu przemiennego (220 woltów). Powstała energia elektryczna umożliwia funkcjonowanie urządzeń gospodarstwa domowego.
Cechy obliczania paneli słonecznych dla domu
Ta operacja sprowadza się przede wszystkim do określenia ich mocy. A do tego trzeba wiedzieć, jakie obciążenie energetyczne spadnie na całą konstrukcję. Innymi słowy, ile kilowatów energii będzie zużywanych miesięcznie.
Te odczyty można określić obserwując licznik elektryczny. A jeśli wartość mieści się w granicach 100 kW, to należy zakupić panele dokładnie takie, które są w stanie wygenerować taką ilość energii.
Warto również wziąć pod uwagę, że praca solarnabaterie w trybie pełnym jest możliwe tylko w świetle dziennym. Pełny problem pojawi się tylko wtedy, gdy niebo będzie czyste. Gdy zmieni się kąt padania promieni słonecznych, a na horyzoncie pojawią się chmury, moc zmniejszy się o 20%. To samo stanie się przy pochmurnej pogodzie. Nie należy o tym wszystkim zapominać.
Oznacza to, że w procesie obliczania paneli słonecznych dla prywatnego domu należy wziąć pod uwagę okres, w którym pracują z pełną wydajnością. Z reguły jest to 7 godzin - okres od 9 do 16. Jednocześnie w sezonie letnim panele mogą pracować od świtu do zmierzchu. Ale w przeszłości odsetek zdolności do pracy będzie wynosił tylko około 20-30%. W powyższych godzinach możesz uzyskać pozostałe 70%.
Moc
Jak już zrozumieliśmy, podstawowym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu paneli słonecznych, jest obciążenie energetyczne. W końcu wydajność akumulatorów zależy w dużej mierze od ilości energii elektrycznej potrzebnej do zapewnienia domu:
- Stworzenie pełnowartościowej stacji wymaga użycia mocnych paneli - od 150 do 250 watów.
- Aby utrzymać wydajność tylko oświetlenia wiejskiego, możesz sobie poradzić z bateriami o małej mocy - nie więcej niż 50 W, co jest wystarczające.
Jak wykonać takie obliczenia?
Podstawowe zużycie energii
Przed obliczeniem baterii słonecznej i baterii konieczne jest określenie całkowitej mocy wszystkich używanych odbiorników prądu elektrycznego. W tym celu zużycie energii każdej jednostki (urządzeń, żarówek itp.) mnoży się przez liczbę godzin jej użytkowania ww ciągu dnia.
Następnie dodaj wszystkie otrzymane dane. Wynikiem jest wskaźnik zużycia energii elektrycznej na dzień (w kilowatogodzinach). Tyle powinno wyprodukować panele słoneczne, a to jest wartość minimalna. Kolejne obliczenia dotyczące ilości paneli, ich kosztu i innych parametrów będą zależeć od tych danych.
Jednak cały system składa się nie tylko z paneli słonecznych, ale także inne komponenty:
- falowniki;
- baterie;
- kontrolery ładowania.
Podczas obliczania mocy paneli słonecznych w domu nie należy tego pomijać! W bateriach następuje spadek energii - do 20%. W związku z tym w dalszych obliczeniach uzyskaną wartość bazową należy zwiększyć o tę kwotę.
Konsumenci energii elektrycznej
W każdym domu można znaleźć szereg najpotrzebniejszych sprzętów. Poniższa technika zawsze będzie działać w określonych godzinach:
- lodówka;
- TV;
- komputer;
- pralka;
- kocioł;
- żelazko;
- kuchenka mikrofalowa (jednak nie każdy ją ma).
Istnieją również inne urządzenia, bez których życie traci pożądany poziom komfortu. Ponadto na terenie prywatnych nieruchomości codziennie zapala się pewna liczba żarówek, która może sięgać nawet stu.
Poniższa tabela pokazujemoc najczęściej używanych urządzeń elektrycznych.
| Urządzenie gospodarstwa domowego | Moc (W) | Przybliżony czas pracy na jeden dzień (godziny) | Dzienne zużycie (kWh) |
| Mikrofalówka | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Pralka | 500 | 6 | 3 |
| Lodówka | 500 | 3 | 1, 5 |
| Żarówki | 200 | O 10 | 2 |
| Żelazo | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Notebook | 100 | 5 | 0, 5 |
| Kocioł o pojemności 150 litrów | 1, 2 | 5 | 6 |
| Kontroler | 5 | 24 | 0, 1 |
| Inwerter | 20 | 24 | 0, 5 |
Przy tym stole wygodnie jest przeprowadzić prostematematyczne obliczenia paneli słonecznych. W tym konkretnym przykładzie wartość dziennego zużycia wynosi 18,9 kWh. Tylko to bez uwzględnienia tego, czego zwykle nie używamy na co dzień - czajnika elektrycznego, suszarki do włosów, pompy, robota kuchennego itp. W ten sposób można uzyskać średnio do 25 kWh (co najmniej).
Ważnym punktem jest nasłonecznienie
Zanim zaczniesz liczyć panele słoneczne, powinieneś wziąć pod uwagę coś takiego jak nasłonecznienie. Z grubsza należy przez to rozumieć ilość energii słonecznej przypadającą na jednostkę powierzchni. To bardzo ważny parametr, bez którego nie da się dokładnie określić ile paneli należy zakupić.
W końcu, nawet jeśli nie ma wystarczającej ilości światła słonecznego, bez względu na wydajność baterii, nie będzie ona w stanie wytworzyć niezbędnej energii. Dlatego musisz zrozumieć znaczenie tego parametru przy obliczaniu paneli słonecznych. W końcu od tego będzie zależeć wymagany poziom zaopatrzenia w energię.
Oczywiście ten parametr jest czysto indywidualny dla każdego regionu kraju. Są dwa sposoby, aby uzyskać te niezbędne informacje:
- katalogi specjalistyczne;
- elektroniczne zasoby meteorologiczne.
Jak możesz zrozumieć, maksymalna wartość nasłonecznienia przypada na okres letni. Minimalne wartości dotyczą głównie zimnych miesięcy.
Liczba baterii
Teraz możesz zacząć liczyć liczbę paneli. W tym celu znaleziona wartość zużycia podstawowegoenergia elektryczna na dzień musi być podzielona przez dane dotyczące nasłonecznienia z wymaganego miesiąca.
Jednocześnie ważne jest, aby zrozumieć, że obliczenia muszą być przeprowadzane co miesiąc, ponieważ dane mogą różnić się w różnym, a czasem znaczącym stopniu. Teraz pozostaje jeszcze raz podzielić uzyskaną wartość w wyniku obliczenia liczby paneli słonecznych, tylko przez parametr mocy wybranego panelu. Ta cecha jest wskazana w paszporcie. Jeśli wynik jest liczbą ułamkową, jest zaokrąglany w górę do liczby całkowitej i tylko w górę. To będzie ostateczny wynik.
Oczywiście im większa wydajność panelu, tym mniej z nich będzie musiało zostać wykonanych. A tutaj wszystko zależy głównie od wielkości budżetu rodzinnego i powierzchni dachu. Jednocześnie konieczne jest uwzględnienie okresu działania całego systemu. Rzeczywiście, wraz ze spadkiem nasłonecznienia paneli słonecznych, będzie wymagane więcej niż w normalnych warunkach.
Racjonalne wydatki
Myśląc o obliczeniach paneli słonecznych warto zwrócić uwagę na oświetlenie. Ale, jak już wspomniano, liczba lamp na terenie prywatnego domu może być duża - 100 lub więcej. Z tego powodu warto zwrócić uwagę na żarówki energooszczędne. W rezultacie można osiągnąć znaczne oszczędności w zakresie zużycia energii.
Dodatkowo powinieneś kupować sprzęt AGD nie niższej niż klasa A, a nawet A+, A++, A +++. Docelowo taki środek znacznie obniży koszty, które zostaną wydane na zakup fotowoltaikipanele. Ponadto większość nowoczesnych urządzeń jest zaprojektowana tak, aby zużywać 12 V.
I dokładnie tyle są w stanie wyprodukować panele fotograficzne, bez użycia dodatkowych urządzeń do zamiany prądu stałego na napięcie przemienne.
Przykład matematyczny
Przy obliczaniu liczby paneli słonecznych dla domu należy wziąć pod uwagę, w jakiej porze roku cały system będzie działał w trybie pełnym. I znowu wszystko tutaj jest spowodowane nasłonecznieniem. W zależności od miesiąca może być wymagana inna liczba paneli fotograficznych.
Dla lepszego zrozumienia warto podać konkretny przykład:
- Na przykład dzienne zużycie energii elektrycznej w domu wyniesie 15 kWh.
- Parametr nasłonecznienia - 3 kWh/m2.
- Moc jednego panelu wynosi 300W lub 0,3KW.
Oblicz wymaganą ilość baterii (oznaczoną literą N): N=15/3/0, 3=16, 6. Zaokrąglając otrzymaną wartość do liczby całkowitej, otrzymujemy wynik - 17 paneli.
Jednak zimą nasłonecznienie znacznie spada i może osiągnąć 1 kWh/m2. W takim przypadku będziesz potrzebować znacznie więcej baterii - do 50.
Wiele niuansów
Z jednej strony odrzucenie zależności od zasilania centralnego implikuje pewne korzyści. Ale jest też druga strona medalu - taki środek jest obarczony pewnymi niuansami, których nie należy lekceważyć. A przede wszystkim należy zrozumieć, że słońce nie będzie świecić przez wszystkie miesiące, bez „przerwy” - w końcu oprawarównież potrzebuję „odpoczynku”.
Z tego powodu przy obliczaniu paneli słonecznych należy sprawdzić archiwum warunków pogodowych w rejonie zamieszkania w celu określenia liczby dni pochmurnych. Widać, że co najmniej 7 dni w jednym miesiącu to okres niesprzyjającej pogody. W tej chwili panele słoneczne nie będą w stanie dostarczyć wymaganej ilości energii elektrycznej.
Dodatkowo nie można zapomnieć o skróceniu dnia jesienią i wiosną. W związku z tym wzrasta liczba pochmurnych dni. W związku z tym, aby otrzymać energię słoneczną od marca do października, konieczne jest zwiększenie zasięgu paneli do 50%, w zależności od regionu zamieszkania.
