Расчет мощности солнечных батарей
Мощность солнечных панелей для автономных систем выбирается исходя из необходимой вырабатываемой мощности, времени года и географического положения.
Необходимая вырабатываемая мощность определяется мощностью, требуемой потребителям электроэнергии, которые планируется использовать. При расчете стоит учитывать потери на преобразование постоянного напряжения в переменное, заряд-разряд аккумуляторов и потери в проводниках.
Солнечное излучение величина не постоянная и зависит от многих факторов – от времени года, времени суток, погодных условий и географического положения. Эти факторы также должны учитываться при расчете количества необходимой мощности солнечных панелей. Если планируется использование системы круглогодично, то расчет должен производиться с учетом самых неблагоприятных месяцев с точки зрения солнечного излучения.
При расчете для каждого конкретного региона необходимо проанализировать статистические данные о солнечной активности за несколько лет. На основании этих данных, определить усредненную действительную мощность солнечного потока на квадратный метр земной поверхности. Эти данные можно получить у местных или международных метеослужб. Статистические данные позволят с минимальной погрешностью спрогнозировать количество солнечной энергии для вашей системы, которая будет преобразована солнечными панелями в электроэнергию.
Для примера рассмотрим усредненную дневную инсоляцию по месяцам с одного из серверов метеослужб для г. Москвы. Данные указаны с учетом атмосферных явлений и являются усредненными за несколько лет.
Единица измерения инсоляции в таблице кВт*ч/м2/сутки.
Угол наклона плоскости, градусы по отношению к земле (0°- инсоляция на горизонтальную плоскость, 90 – инсоляция на вертикальную плоскость и т. п.), при этом плоскость ориентирована на Юг.
| Янв. | Февр. | Март | Апр. | Май | Июнь | Июль | Авг. | Сент. | Окт. | Нояб. | Дек. | Среднегодовая инсоляция кВт*ч/м2/сутки | |
| 0° | 0.75 | 1.56 | 2.81 | 3.87 | 5.13 | 5.27 | 5.14 | 4.30 | 2.63 | 1.49 | 0.81 | 0.50 | 2.86 |
| 40° | 1.51 | 2.55 | 3.78 | 4.34 | 5.12 | 4.97 | 5.00 | 4.57 | 3.22 | 2.20 | 1.46 | 1.08 | 3.32 |
| 55° | 1.66 | 2.70 | 3.82 | 4.16 | 4.70 | 4.51 | 4.53 | 4.31 | 3.17 | 2.27 | 1.58 | 1.20 | 3.22 |
| 70° | 1.72 | 2.71 | 3.67 | 3.79 | 4.18 | 3.95 | 4.00 | 3.85 | 2.97 | 2.24 | 1.62 | 1.26 | 3.00 |
| 90° | 1.65 | 2.50 | 3.19 | 3.07 | 3.21 | 2.99 | 3.05 | 3.08 | 2.51 | 2.02 | 1.53 | 1.22 | 2.50 |
| Оптимальный угол | 72.0 | 63.0 | 50.0 | 34.0 | 20.0 | 11.0 | 16.0 | 27.0 | 43.0 | 58.0 | 69.0 | 74.0 | 44.6 |
Как видно, самым неблагоприятным месяцем для данного региона является декабрь, дневная усредненная инсоляция на горизонтальную поверхность земли составляет 0,5 кВтч/м2/сутки, на вертикальную – 1,22 кВт*ч/м2/сутки. При угле наклона плоскости относительно земли 70 градусов инсоляция будет составлять 1,26 кВтч/м2/день, оптимальным углом для декабря является 74 градуса. Самым благоприятным месяцем является июнь и инсоляция на горизонтальную поверхность составит 5,27 кВтч/м2/сутки, оптимальный угол наклона для июня 11 градусов.
Угол наклона солнечной панели, при круглогодичном использовании в системе, которая потребляет в среднем одну и ту же мощность независимо от времени года, должен совпадать с оптимальным углом наклона самого неблагоприятного месяца по количеству солнечной радиации. Оптимальным углом наклона для декабря в г. Москва является 74 градус, таким образом и стоит устанавливать солнечную панель, так как в другие месяцы инсоляция заметно больше, и как следствие выработки электроэнергии будет более чем достаточно. Более того, в зимнее время при углах наклона 70-90 градусов, на солнечной панели не будут скапливаться осадки в виде снега. Если задачей является получение максимальной мощности от солнечных панелей, в течение всего года, то требуется постоянно ориентировать солнечную панель максимально перпендикулярно солнцу.
Формула расчета мощности солнечных панелей
Pсп=Eп*k* Pинс / Eинс, где:
Pсп — мощность солнечных панелей, Вт;
Еп — потребляемая энергия, Втч в сутки;
Eинс — среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч/м2/день;
Pинс – мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт/м2);
k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, преобразование постоянного напряжения в переменное, обычно принимают равным 1,2-1,4.
Формула расчета вырабатываемой энергии солнечными батареями
Eв=Eинс*Pсп/Pинс*k, где:
Pсп — мощность солнечных панелей, Вт;
Ев — вырабатываемая энергия солнечными панелями, Втч в сутки;
Eинс — среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч/м2/день;
Pинс – мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт/м2);
k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, преобразование постоянного напряжения в переменное, обычно принимают равным 1,2.
Подбор аккумуляторов, контроллера заряда и инвертора
После того как была выбрана солнечная батарея, осталось подобрать количество аккумуляторов, контроллер заряда и инвертор. Исходя из мощности солнечных панелей в 200 Вт, контроллер заряда должен быть рассчитан на ток 17 А.
Был выбран контроллер заряда EPsolar LS2024R с рабочим током в 20А, рассчитанный на напряжение 12/24 В. Данный прибор предназначается для защиты от чрезмерного разряда и перезаряда аккумуляторных батарей. Имеется функция автоматического выбора напряжения, функция выбора типа аккумулятора.
Есть защита от: неправильной полярности, КЗ, перегрева, перенапряжений, в том числе при ударе молнии, обрыва цепи в аккумуляторной батарее и разряда аккумуляторной батареи через солнечную батарею в ночное время.
Аккумуляторная батарея была выбрана емкостью на 100 А, типа DELTA GEL 12-100. Данная АКБ гелевого типа с напряжением 12 В. Обладает устойчивостью к глубокому разряду и низким саморазрядом. Основное предназначение – работа в буферном (постоянного подзаряда) или циклическом (разряд-заряд) режиме. Срок службы составляет до 12 лет.
Для преобразования постоянного тока от АКБ в переменный частотой 50 Гц и напряжением 220 В был выбран инвертор СИБКОНТАКТ ИСЗ-12-600 М3. Мощность инвертора составляет 600 Вт. Имеет встроенную защиту от перегрузки, АКБ от полного разряда, тепловую защиту и энергосберегающий режим. Позволяет подключать любое электрооборудование благодаря синусоидальной форме выходного тока.
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.
Мощность инвертора и потери в нем
Теперь что касается инвертора, он тоже имеет свой КПД а это порядка 75-90%, т.е. все полученные величины выработки энергии и запаса можно относить к этим процентам. В итоге лучше брать двойной запас емкости для аккумуляторов, Так при потреблении 2400Вт.ч за ночь, устанавливать 4 АКБ емкостью 100А.ч. 100А*12В*4 = 4800Вт.ч. Мощность инвертора показывает номинальную нагрузку которую можно подключить к нему, т.е количество и тип бытовых приборов.
В Итоге получаем солнечную электростанцию на 2,5кВт:
- Солнечные батареи 4шт. по 250Вт. Выработка в месяц 170 -240кВт.ч (36тыс.руб.)
- АКБ по 100А.ч. 4 шт. запас до 4800 Вт. (AGM аккумуляторы 50тыс.руб.)
- Инвертор 2,4кВт номинальная мощность подключаемого оборудования (27тыс.)
Итого 113 тыс. руб. за комплект оборудования.
Как рассчитать
Ее несложно создать, если под рукой иметь правильный расчет. Он создается по определенной методике, состоящий из следующего алгоритма:
- подсчет предполагаемой нагрузки токоприемников для определения суммарной мощности;
- установление параметров инверторного прибора и аккумуляторной батареи;
- подсчет количества необходимых солнечных накопителей (определение данного параметра проводится на основании данных о месте монтажа и уровня солнечного излучения, а так же на основании размера самой солнечной батареи);
- определение стоимости всей солнечной энергосистемы, подключенной к дому (здесь требуется рассматривать разные варианты от нескольких изготовителей).
Важный момент: в расчет накопителей необходимо закладывать примерно 15 – 30% запаса мощности. Это необходимо на аварийный случай, когда выйдет из строя хоть один модуль. Еще запас потребуется на основании увеличения бытовых устройств в доме. Здесь нужно помнить, что при подсчете среди приборов домашнего пользования не должно быть приборов с характеристикой низкого энергопотребления, а также ламп накаливания.
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.
Солнечные батареи и контроллеры заряда для дома. Общие сведения
Расчет мощности солнечных батарей
Мощность солнечных панелей для автономных систем выбирается исходя из необходимой вырабатываемой мощности, времени года и географического положения.
Необходимая вырабатываемая мощность определяется мощностью, требуемой потребителям электроэнергии, которые планируется использовать. При расчете стоит учитывать потери на преобразование постоянного напряжения в переменное, заряд-разряд аккумуляторов и потери в проводниках.
Солнечное излучение величина не постоянная и зависит от многих факторов – от времени года, времени суток, погодных условий и географического положения. Эти факторы также должны учитываться при расчете количества необходимой мощности солнечных панелей. Если планируется использование системы круглогодично, то расчет должен производиться с учетом самых неблагоприятных месяцев с точки зрения солнечного излучения.
При расчете для каждого конкретного региона необходимо проанализировать статистические данные о солнечной активности за несколько лет. На основании этих данных, определить усредненную действительную мощность солнечного потока на квадратный метр земной поверхности. Эти данные можно получить у местных или международных метеослужб. Статистические данные позволят с минимальной погрешностью спрогнозировать количество солнечной энергии для вашей системы, которая будет преобразована солнечными панелями в электроэнергию.
Для примера рассмотрим усредненную дневную инсоляцию по месяцам с одного из серверов метеослужб для г. Москвы. Данные указаны с учетом атмосферных явлений и являются усредненными за несколько лет.
Единица измерения инсоляции в таблице кВт*ч/м2/сутки.
Угол наклона плоскости, градусы по отношению к земле (0°- инсоляция на горизонтальную плоскость, 90 – инсоляция на вертикальную плоскость и т. п.), при этом плоскость ориентирована на Юг.
| Янв. | Февр. | Март | Апр. | Май | Июнь | Июль | Авг. | Сент. | Окт. | Нояб. | Дек. | Среднегодовая инсоляция кВт*ч/м2/сутки | |
| 0° | 0.75 | 1.56 | 2.81 | 3.87 | 5.13 | 5.27 | 5.14 | 4.30 | 2.63 | 1.49 | 0.81 | 0.50 | 2.86 |
| 40° | 1.51 | 2.55 | 3.78 | 4.34 | 5.12 | 4.97 | 5.00 | 4.57 | 3.22 | 2.20 | 1.46 | 1.08 | 3.32 |
| 55° | 1.66 | 2.70 | 3.82 | 4.16 | 4.70 | 4.51 | 4.53 | 4.31 | 3.17 | 2.27 | 1.58 | 1.20 | 3.22 |
| 70° | 1.72 | 2.71 | 3.67 | 3.79 | 4.18 | 3.95 | 4.00 | 3.85 | 2.97 | 2.24 | 1.62 | 1.26 | 3.00 |
| 90° | 1.65 | 2.50 | 3.19 | 3.07 | 3.21 | 2.99 | 3.05 | 3.08 | 2.51 | 2.02 | 1.53 | 1.22 | 2.50 |
| Оптимальный угол | 72.0 | 63.0 | 50.0 | 34.0 | 20.0 | 11.0 | 16.0 | 27.0 | 43.0 | 58.0 | 69.0 | 74.0 | 44.6 |
Как видно, самым неблагоприятным месяцем для данного региона является декабрь, дневная усредненная инсоляция на горизонтальную поверхность земли составляет 0,5 кВтч/м2/сутки, на вертикальную – 1,22 кВт*ч/м2/сутки. При угле наклона плоскости относительно земли 70 градусов инсоляция будет составлять 1,26 кВтч/м2/день, оптимальным углом для декабря является 74 градуса. Самым благоприятным месяцем является июнь и инсоляция на горизонтальную поверхность составит 5,27 кВтч/м2/сутки, оптимальный угол наклона для июня 11 градусов.
Угол наклона солнечной панели, при круглогодичном использовании в системе, которая потребляет в среднем одну и ту же мощность независимо от времени года, должен совпадать с оптимальным углом наклона самого неблагоприятного месяца по количеству солнечной радиации. Оптимальным углом наклона для декабря в г. Москва является 74 градус, таким образом и стоит устанавливать солнечную панель, так как в другие месяцы инсоляция заметно больше, и как следствие выработки электроэнергии будет более чем достаточно. Более того, в зимнее время при углах наклона 70-90 градусов, на солнечной панели не будут скапливаться осадки в виде снега. Если задачей является получение максимальной мощности от солнечных панелей, в течение всего года, то требуется постоянно ориентировать солнечную панель максимально перпендикулярно солнцу.
Формула расчета мощности солнечных панелей
Pсп=Eп*k* Pинс / Eинс, где:
Pсп — мощность солнечных панелей, Вт;
Еп — потребляемая энергия, Втч в сутки;
Eинс — среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч/м2/день;
Pинс – мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт/м2);
k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, преобразование постоянного напряжения в переменное, обычно принимают равным 1,2-1,4.
Формула расчета вырабатываемой энергии солнечными батареями
Eв=Eинс*Pсп/Pинс*k, где:
Pсп — мощность солнечных панелей, Вт;
Ев — вырабатываемая энергия солнечными панелями, Втч в сутки;
Eинс — среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч/м2/день;
Pинс – мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт/м2);
k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, преобразование постоянного напряжения в переменное, обычно принимают равным 1,2.
Мощность бытовых приборов, потребление электроэнергии
Теперь что касается потребителей и их мощности, приведем основные из них:
- Телевизор Led – 50-150Вт.
- Холодильник класса А – 100-300Вт. (только во время работы компрессора)
- Ноутбук – 20-50Вт
- Лампа энергосберегающая – 30Вт, Светодиодная 3-9Вт
- Котел настенный (электроника + встроенный насос) – 70-130Вт.
- Роутер – 10-20Вт.
- Кондиционер 9 – 700-900Вт.
- Эл. Чайник – 1500Вт.
- Микроволновка – 500-700Вт.
- Стиральная машина – 600 – 900Вт.
- Видеорегистратор + 4 камеры – 30-50Вт.
Все мощности указаны в час работы прибора, стоит учитывать, что большинство приборов работают непродолжительное время, чайник подогрев – 5мин, холодильник включается раз в 2-3 часа на час для поддержания темп. Насос котла тоже работает по мере поддержания температуры теплоносителя. Так же можно рассчитать и другие приборы по этому принципу.
Разновидности солнечных батарей. На что обращать внимание, вычисляя рабочие параметры солнечной электростанции опыт пользователей .
Солнечные батареи редко рассматриваются в качестве единственного источника электроэнергии, тем не менее, целесообразность в их установке есть. Так, в безоблачную погоду правильно рассчитанная автономная система сможет обеспечивать электроэнергией подключенные к ней электроприборы практически круглые сутки. Впрочем, грамотно скомплектованные солнечные панели, аккумуляторы и вспомогательные устройства даже в пасмурный зимний день позволят значительно снизить затраты на оплату электроэнергии по счетчику.
Правильная организация автономных систем электроснабжения на основе солнечных батарей – это целая наука, но, опираясь на опыт пользователей нашего портала, мы можем рассмотреть общие принципы их создания.
Правила установки
Эффективность работы кремниевых солнечных батарей зависит от количества попадающей на них энергии солнца (всего спектра излучения). Факторы, на которые мы можем каким-то образом повлиять, это:
- Затененность. Желательно, чтобы на протяжении светового дня на панель не падала тень. Потому выбирайте место, где не растут высокие деревья, нет тени от зданий или линий электропередач. Даже небольшой участок тени, попавший на поверхность, значительно снизит выработку электроэнергии. КПД установки будет равно самой низкой производительности среди всех фотоэлементов в панели. Потому даже один листок или след от птичьего помета сильно снижает выработку электроэнергии всей панели целиком.
- Ориентация. Если есть возможность изменять положение, летом выставляйте из «лицом» на юг, зимой — на юго-восток. Это возможно, если панель поставлена на плоской крыше или на земле.
Угол наклона. Если местом установки солнечной батареи выбрана скатная крыша, а ее угол наклона далек от идеального, требуется изготовить специальные рамы, с помощью которых можно корректировать положение батарей. В идеале рамы должны иметь возможность изменять этот угол наклона. Изменять каждый день или час никто положение не будет, но раз в сезон поправить его можно.
На работоспособность многих типов преобразователей влияют температурные показатели: диапазон использования кремниевых элементов от -40 oC до +50 oC. Негативно на работоспособности сказываются как более низкие, так и более высокие температуры
Если летом у вас солнце активное, важно не допустить перегрева. Для этого под панель можно положить белую ткань или фольгу (более эффективно)
Если это не помогает и панель перегревается, поверните ее, или перевесьте. Нужно будет выбрать такое положение, при котором будет соблюдаться тепловой режим, а производительность останется довольно высокой.
Максимальную свою продуктивность эти устройства показывают, если солнечные лучи падают под углом 90o. К сожалению, такое возможно далеко не весь день, а лишь короткий промежуток времени. Есть специальные системы слежения, изменяющие угол наклона панели так, чтобы свет падал постоянно под желаемым углом, но это дорогие установки.
И все же, можно найти оптимальный угол установки солнечных батарей. Просто при незначительном отклонении от идеала (менее 50o) производительность падает мало, примерно на 5 %. Фактическое подтверждение этому можете увидеть в видео.
Для каждого региона угол установки солнечных батарей свой. Его можно определить экспериментально (как — вы видели), а можно выставить исходя из географической широты — этот наклон принято считать самым лучшим. Многое зависит от ориентации панели: если вы развернули ее на север или восток, оптимальный угол будет меньше.
Каждый кулик хвалит своё болото
Хотя 52% опрошенных указывают на кризис воспроизводимости в науке, менее 31% считают опубликованные данные в корне неверными и большинство указало, что по-прежнему доверяют опубликованным работам.
Вопрос: Существует ли кризис воспроизводимости результатов?
Конечно же, не стоит рубить с плеча и линчевать всю науку как таковую лишь на основании данного опроса: половину опрошенных всё же составили учёные, связанные, так или иначе, с биологическими дисциплинами. Как отмечают авторы, в физике и химии уровень воспроизводимости и доверия к полученным результатам намного выше (см. график ниже), но всё же не 100%. А вот в медицине дела обстоят совсем плохо на фоне остальных.
На ум приходит анекдот:
Маркус Мунафо (Marcus Munafo) биологический психолог из университета Бристоля (Англия) имеет давний интерес к проблеме воспроизводимости научных данных. Вспоминая времена студенческой молодости, он говорит:
Вопрос: Сколько уже опубликованных работ в Вашей отрасли воспроизводимы?
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.
Таблица №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).
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 используемых в формуле показателей
Величина солнечной энергии, падающей на крышу и стены дома в определенном регионе, может измеряться для разных промежутков времени. Метеорологи (именно они занимаются измерением этого показателя) рассчитывают годовую, месячную и дневную солнечную радиацию, приходящуюся на 1 кв. м.
Если этот показатель годовой, то его единицей измерения является кВт*ч/(м²*год). Вместо слова «год» могут быть слова «месяц» и «день». Например, показатель 5 кВт*ч/(м²*день) означает, что за 1 день на 1 квадратный метр падает 5 кВт солнечной энергии.
В вышеуказанную формулу можно подставлять любой показатель. При этом следует помнить, что если подставляется годовая солнечная энергия, то результатом расчета будет такое количество электроэнергии, сколько панель производит за 1 год. Аналогично с показателями других промежутков времени. Наиболее целесообразно высчитывать месячную выработку электрической энергии. Это потому, что интенсивность освещения в каждом месяце различна, и для выработки, например, 10 кВт электричества, надо использовать , а также подключать соответствующее число аккумуляторов.
Хотя выражение включает в себя 2 показателя, его следует рассматривать, как один. Это потому, что он показывает производительность панели
. Более правильно было бы использовать выражение, где S является площадью светочувствительных пластин в кв. м. Оно позволяет определить КПД солнечных батарей, а точнее, какую часть света может превратить 1 кв. метр панели в электрическую энергию.
Например, есть немецкая монокристаллическая панель SolarWorld 2015. Она имеет площадь 1,995 кв. метр и мощность 320 Вт. Ее КПД составляет 320 / (1 000 * 1,995) * 100 = 16,04%. Конечно, для применения в формуле выражение на 100 умножать не надо. В ней следует использовать число 0,1604.
Однако второе выражение не используют потому, что результатом будет мощность 1 кв. метра панели
. Как известно, батарея редко имеет такую площадь. Этот ее показатель значительно больше. Например, вышеупомянутое изделие имеет площадь 1,995 м². В итоге, конечный рассчитанный по формуле результат нужно было бы умножать на площадь. Получилось бы так, что в числителе и знаменателе выражения будет S. А если S делить на S выйдет 1.
Ко берут из специальной таблицы, в которой разной величине угла наклона и угла отклонения от южного направления соответствует определенный коэффициент. Такую таблицу могут предоставить производители. Также они всегда могут дать полезные консультации, часть которых может касаться выбора аккумуляторов.
Делаем выводы
При условии аккумулирования и рационального использования энергии, уже сегодня нетрадиционные виды электроэнергетики начинают создавать солидную прибавку в общем объёме её выработки. Можно даже утверждать, что они постепенно становятся традиционными.
Учитывая значительно снизившийся в последнее время уровень энергопотребления современной бытовой техники, применение энергосберегающих осветительных приборов и значительно увеличившийся КПД солнечных батарей новых технологий, можно сказать, что уже сейчас они способны обеспечивать электроэнергией небольшой частный дом в южных странах с большим количество солнечных дней в году.
В России же они вполне могут применяться, как резервные или дополнительные источники энергии в комбинированных системах электроснабжения, а если эффективность их удастся повысить хотя бы до 70%, то вполне реально будет и их использование в качестве основных поставщиков электроэнергии.
