Количеств аккумуляторов для солнечных батарей

Пример: Потребление частного дом 300кВт*ч в месяц, разделим на 30 дней = 7кВт, разделим 10кВт на 7 часов, получится 1,42кВт. Прибавим к этой цифре 40% потерь на АКБ и в инверторе, 1,42+0,568=1988ватт. В итоге для питания частного дома в летнее время нужен массив в 2кВт. Но чтобы даже весной и осенью получать достаточно энергии лучше увеличить массив на 50%, то-есть ещё плюс 1кВт. А зимой в продолжительные пасмурные периоды использовать или бензогенератор, или установить ветрогенератор мощностью не менее 2кВт. Более конкретно можно рассчитать основываясь на данных архива погоды по региону.

Стоимость солнечных батарей и аккумуляторов

Цены на солнечные батареи и оборудование сейчас достаточно разнятся, одна и также продукция может по цене в разы отличаться у разных продавцов, поэтому ищите дешевле, и у проверенных временем продавцов. Цены на солнечные батареи сейчас в среднем 70 рублей за ватт, то-есть массив батарей в 1кВт обойдётся примерно в 70т.руб, но чем больше партия тем больше скидки и дешевле доставка.

Качественные специализированные аккумуляторы стоят дорого, аккумулятор 12в 200Ач обойдётся в среднем в 15-20т.рублей. Я использую вот такие акб, про них написано в этой статье Аккумуляторы для солнечных батарей Автомобильные в два раза дешевле, но их надо ставить в два раза больше чтобы они прослужили хотябы лет пять. А так-же автомобильные АКБ нельзя ставить в жилых помещениях так-как они не герметичны. Специализированные при разряде не блолее 50% прослужат 6-10 лет, и они герметичные, ничего не выделяют. Можно купить и дешевле если брать крупную партию, обычно продавцы дают приличные скидки.

Остальное оборудование наверно индивидуально, инверторы бывают разные, и по мощности, и по форме синусоиды, и по цене. Так-же и контроллеры заряда могут быть как дорогие со всеми функциями, в том числе с о связью с ПК и удалённым доступом через интернет.

Источник

Достоинства солнечных батарей и как рассчитать мощность: примеры расчетов для дома и дачи, основные положения

Создано: 19 декабря 2019

Очень часто при обращении за подбором оборудования или при выборе солнечной электростанции клиенты задают вопрос: Как рассчитать мощность и количество солнечных батарей и аккумуляторов и какой мощности выбрать солнечную электростанцию. В этой статье мы попробуем разобраться с этим вопросом, и я постараюсь простым языком, без углубления в детали объяснить как это сделать.

В первую очередь нужно узнать сколько электроэнергии вы потребляете в сутки, это можно сделать взяв средние ежемесячные показания счетчика электроэнергии и разделить на 30 дней. Так мы получим среднее потребление в сутки. Например соц норма в РО на двух чел составляет 234кВт, что около 8кВт.ч электроэнергии в сутки. Соответственно нам необходимо чтобы солнечные батареи вырабатывали такое же количество энергии в день.

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.

Прежде чем рассчитать солнечные батареи для дома

• Что важно предварительно знать? На самом деле установка солнечных панелей — ответственное дело и предварительные расчёты позволят не только сэкономить деньги, но и создать энергоэффективную систему с учётом всех элементов.

• Начать нужно с расхода электроэнергии в вашем доме. Чтобы понять как рассчитать количество солнечных панелей для дома, нужно начинать именно с этого. Например, у Вас есть необходимость создать автономное обеспечение электричеством для электрического котла и четырёх лампочек. Рассчитать расход очень просто: достаточно составить таблицу подобного плана:

Как пользоваться такой табличкой? Узнаём сколько потребляет конкретный прибор в Ваттах. Сколько приборов каждого типа предполагается? В примере один котёл и четыре лампы накаливания. Дальше: какое времени работы в сутки предполагается? например, котёл будет работать четыре часа, лампы — три. Умножаем столбики по горизонтали между собой. Например для котла это будет 2000х1х4=4000 Вт·ч(потребление конкретным прибором в сутки). Дальше суммируем все полученные показания, узнаём общее энергопотребление в сутки. В случае с примеров — это 5200 Вт·ч

Расчет аккумуляторов для солнечной электростанции

Далее перейдем к расчёту ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей. Их количестов и емкость должна быть такой, чтобы энергии которая в них запасается хватило на темное время суток, стоит учесть что ночью потребление электроэнергии минимально, по сравнению с дневной активностью.

Аккумулятор на 100А.ч. запасает примерно 100А * 12В = 1200Вт. (лампочка на 100Вт. проработает от такого акб 12 часов). Так если за ночь вы потребляете 2,4кВт.ч. электричества, то вам необходимо установить 2 АКБ по 100А.ч. (12В), но тут стоит учитывать что аккумуляторы нежелательно разряжать на 100%, а лучше не более 70%-50%. Исходя из этого получаем, что 2 АКБ по 100А.ч. будут запасать 2400 * 0,7 = 1700Вт.ч. Это верно при разряде не большими токами, при подключении мощных потребителей происходит просадка напряжения и емкость по факту уменьшается.

Если вы хотите рассчитать, какая емкость аккумулятора нужна к солнечной батари, ниже приводим таблицу соответствия (для системы 12В.):

• Солнечная батарея 50Вт. — АКБ 20-40А.ч.
• 100Вт. — 50-70А.ч.
• 150Вт. — 70-100А.ч.
• 200Вт. — 100-130А.ч.
• 300Вт. — 150-250А.ч.

Что считать дальше?

Необходимо определить сколько радиации в год выпадает конкретно в вашей местности, где Вы живёте и где расположен дом. Такие показатели можно либо запросить у метеорологической службы, либо найти таблицы по вашей местности в интернете. Кстати у Google есть отличный сервис, позволяющий определять уровень солнечной радиации, однако он доступен далеко не во всех странах. Поэтому всё же самый простой вариант — найти таблицы во всемирной паутине. Вот некоторые из них, солнечная радиации указана в “кВт·ч/м²/день”:

Средний месячный уровень солнечной радиации в России

Средний месячный уровень солнечной радиации в Украине

Средний месячный уровень солнечной радиации в Беларуси

• Идём дальше: как рассчитать мощность солнечной батареи? К примеру посмотрим в таблице показания по Киеву. Здесь самые эффективные месяца в плане инсоляции — это май и июль, с показателем 5,25. Ещё один важный момент — это учёт потерь зарядки аккумулятора. Этот показатель можно посмотреть в документации к оборудованию или узнать у специалистов, но зачастую этот показатель около 20%. То есть нам нужно сделать в расчётах “нахлёст” на перерасход зарядки и разрядки аккумулятора. Таким образом, этот показатель будет 1,2 — где 1(или 100%) — это наших посчитаных 5200 Вт·ч в сутки потребления, а 0,2(20%) — это перерасход на аккумулятора. Итак пример:

W=5200×1,2=6240 Вт·ч или 6,24 кВтч

• Теперь дальше. Следующая формула основана на поправочных коэффициентах, для лета — это 0,5, а для зимы — 0,7. Эти коэффициенты помогут вычислить выработку одной панели в сутки. В зависимости от времени года и уровня инсоляции. Итак, к примеру, мы устанавливаем панели с мощностью в 130 Вт:

W= 0,5× 130×5,25=341,25 Втч W=0,7× 130×0,86=78,26 Втч

Где соответственно первая формула отображает выработку в летний, самый эффективный месяц в году(данные взяты из таблицы). Вторая формула — для самого не эффективного зимнего месяца.

• Теперь необходимо разделить 6240 Вт·ч, полученные в первом примере, разделить на полученные результаты во второй и третьей формуле:

N=6240/341,25=18,3 N=6240/78,26=79,73

• Итак полученные результаты — это наше количество необходимых панелей для выработки заданного показателя энергии. Соответственно для летнего периода понадобится 18 панелей, а для зимнего периода 80. Вот настолько могут быть разные показатели для разных периодов года. Конечно, такие расчёты не совсем точны и по факту есть ещё очень много факторов, которые влияют на выработку энергии. О них Вы можете почитать в статье про установку солнечных батарей.

На эффективность могут существенно повлиять угол наклона панелей, наличие приводов, которые разворачивают панели к солнцу или их отсутствие. Напоследок хочется сказать, что вряд ли батареи будут способны снабдить Ваш дом необходимой энергией, только если у Вас не предусмотрены большие площади под солнечные батареи. Но всё же главный плюс батарей состоит в том, что Вы всегда можете нарастить мощность, добавляя новые панели. Или же заменив одни солнечные элементы на другие, более мощные.

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:

1. Солнечные батареи 4шт. по 250Вт. Выработка в месяц 170 -240кВт.ч (36тыс.руб.)
2. АКБ по 100А.ч. 4 шт. запас до 4800 Вт. (AGM аккумуляторы 50тыс.руб.)
3. Инвертор 2,4кВт номинальная мощность подключаемого оборудования (27тыс.)

Итого 113 тыс. руб. за комплект оборудования.

Разновидности солнечных модулей для дома

Модульные гелиопанели состоят из фотоэлектрических преобразователей. На производстве выпускают два вида таких устройств.

Различие между преобразователями состоит в разновидности кремниевых полупроводников:

• Поликристаллические. Получают такие фотоэлементы путем длительного охлаждения кремниевого расплава. Хотя данная технология существенно удешевляет процесс производства и делает изделия более доступными для покупателей, их эффективность не превышает 12 %.
• Монокристаллические. В данном случае речь идет об искусственном выращивании кристаллов кремния, которые затем нарезают на тонкие пластины. Этот способ считается наиболее затратным, однако он обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия. Среднее значение его колеблется в пределах 17 %, однако встречаются фотоэлементы на монокристаллах и с более высокими показателями.

Фотоэлементы на поликристаллах имеют плоскую квадратную форму и поверхность с неоднородной структурой. В то же время, монокристаллические солнечные элементы обладают однородной структурой поверхности и формой в виде квадрата со срезанными углами.

При равной мощности солнечных батарей для дома первый вариант панелей имеет большие размеры, чем второй, поскольку они менее эффективны. Хотя стоимость поликристаллических панелей примерно на 10 % ниже, за что они и пользуются популярностью.

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.

Расчет основных показателей — сколько нужно батарей и какой мощности

Прежде чем начинать выполнение расчетов, следует подготовить специальную таблицу, в которую будут заноситься полученные данные. Вертикальных граф должно быть 30 штук, а горизонтальных – по количеству бытовых приборов, используемых хозяевами.

Предварительный этап

В первом столбце будет указываться номер по порядку бытового прибора. Его название проставляем во второй колонке. Третьей графой проставляем мощность каждого из приспособлений. В следующих 24 столбиках необходимо проставить часы от 01 до 24.

В этих клеточках в виде десятичных дробей будем вносить такие данные:

• числитель представляет собой период каждого прибора в течение конкретного часа (в десятичном выражении);
• знаменателем проставляют индивидуальную мощность электроприбора (такой повтор облегчает процесс дальнейших расчетов).

Графа 28 предназначена для суммирования общего времени работы электроприбора в пределах суток. Следующая колонка содержит данные об энергопотреблении отдельного прибора за прошедшие сутки – эту цифру получают умножением периода работы на потребляемую мощность. В последней вертикальной графе записывают примечания, например результаты промежуточных расчетов.

Как мощность рассчитать грамотно?

О чем свидетельствует мощность панели? Если она, к примеру, равняется 240 Вт, значит, столько она выдаст при 1000 Вт/м.кв. инсоляции.

Понятно, что круглый год и в течение суток лучи на панель с одинаковой интенсивностью не падают, поэтому, работая от 4 до 6 часов в холодное время года, она способна выдавать 1440 Вт/ч.

В летний период продолжительность работы увеличивается, достигая 8-10 часов.

Максимальный показатель также растет, приближаясь к отметке 2400 Вт/ч. Это в идеальном варианте. В действительности он корректируется с поправкой на уровень инсоляции.

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:

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.

Если расчет проводится для солнечной панели, планируемой к установке на даче, где и приборов меньше, и использование посезонное, понятно, что цифра эта будет меньше намного.

Как рассчитывается потребление электроэнергии в доме?

Главная цель расчётов – выяснить, какое количество солнечных панелей необходимо конкретно вашему дому. При этом, если мощность солнечной панели указана производителем, то потребности вашего домохозяйства и реальное количество электроэнергии, которое способна дать одна такая панель в сутки необходимо рассчитывать самостоятельно.

Если начать с домовладения, сразу возникает вопрос: как считать? Тут есть два варианта, зависящие от наличия у вас электрического счётчика:

• Если у вас есть счётчик, и вы ежемесячно снимаете с него показания, то высчитать ежедневное потребление электроэнергии просто. Надо разделить месячный показатель на количество дней. Потребляемая энергия исчисляется в кВт•час. Например, в месяц вы расходуете 90кВт•ч. Эту цифру надо разделить на 30, и получится дневной расход – 3кВт•ч.
• Второй вариант более сложный. Если вы по какой-либо причине не платите за электричество (например, в новый дом его ещё не подвели), то для подсчёта вам понадобится составить полный список всех имеющихся у вас электрических приборов, выяснить потребляемую каждым за день энергию и, сложив всё вместе, получить необходимый результат. То есть нужно взять мощность потребляющего электроэнергию прибора (она, как правило, указана производителем), и умножить на количество часов, в течение которых этот прибор будет работать. Например, стандартная лампа накаливания имеет мощность 100Вт., а работать она у вас будет предположительно 6 часов в сутки. Значит, для вычисления расхода электричества следует 100 умножить на 6. Получается 600Вт•ч. Таких ламп у вас три, и все работают в одинаковом режиме. Значит, дневной расход одной лампы надо умножить на 3. Получится 1800Вт•ч. Подобным образом рассчитывается расход электроэнергии всеми потребляющими единицами в доме.

Устанавливаем уровень напряжения для солнечных батарей

Чтобы понять, сколько дают энергии солнечные батареи, нужно определиться с уровнем их рабочего напряжения. Это значение всегда кратно 12 вольтам, поскольку такое напряжение характерно большинству аккумуляторов. Чаще всего используются инверторы, контроллеры и солнечные панели с напряжением в 12, 24 или 48 вольт.

Для систем с более высоким уровнем напряжения можно применять питающие кабели с меньшим сечением, что обеспечивает высокую надежность соединений.

В тоже время, аккумуляторы по 12 вольт, если они сломаются, можно заменять поочередно. Особенностью эксплуатации батарей с напряжением в 24 вольта будет необходимость замены узлов только попарно. В случае использования системы с напряжением в 48 вольт необходимо будет менять сразу 4 батареи, расположенных на одной ветке. Кроме того, при неосторожном обращении с батареями в 48 вольт можно получить удар электрическим током.

Рабочее напряжение электросистемы напрямую влияет на то, сколько дает солнечная батарея. Этот фактор учитывается при подборе необходимого оборудования.

Зависимость между мощностью инвертора и пиковыми нагрузками выглядит так:

• 3-6 кВт – 48 вольт;
• 1,5-3 кВт – 24 или 48 вольт;
• до 1,5 кВт – 12, 24 или 48 вольт.

В рассматриваемом примере выбор между сложностями при замене аккумуляторов и надежностью электропроводки сделаем в пользу последнего. Уровень рабочего напряжения составит 24 вольта.

Источник