- Расчёт солнечных батарей
- Расчёт мощности солнечных батарей
- Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей
- Расчёт солнечных батарей для частного дома или дачи
- Стоимость солнечных батарей и аккумуляторов
- Альтернативный источник энергии — солнечные батареи на дачу 10 кВт
- Солнечная электростанция для дома и дачи — комплект 10 квт
- Состав комплекта и цены
- Сколько надо солнечных батарей на 10 квт?
- Советы — как выбрать?
- Окупаемость
- Обзор лучших моделей СЭС
- Отзывы владельцев
Расчёт солнечных батарей
Приветствую вас на сайте е-ветерок.ру, сегодня я хочу вам рассказывать о том сколько нужно солнечных батарей для дома или дачи, частного дома и пр. В этой статье не будет формул и сложных вычислений, я попробую донести всё простыми словами, понятными для любого человека. Статья обещает быть не маленькой, но я думаю вы не зря потратите своё время, оставляйте комментарии под статьёй.
Самое главное чтобы определится с количеством солнечных батарей надо понимать на что они способны, сколько энергии может дать одна солнечная панель, чтобы определить нужное количество. А также нужно понимать что кроме самих панелей понадобятся аккумуляторы, контроллер заряда, и преобразователь напряжения (инвертор).
Расчёт мощности солнечных батарей
Чтобы рассчитать необходимую мощность солнечных батарей нужно знать сколько энергии вы потребляете. Например если ваше потребление энергии составляет 100кВт*ч в месяц (показания можно посмотреть по счётчику электроэнергии), то соответственно вам нужно чтобы солнечные панели вырабатывали такое количество энергии.
Сами солнечные батареи вырабатывают солнечную энергию только в светлое время суток. И выдают свою паспортную мощность только при наличие чистого неба и падении солнечных лучей под прямым углом. При падении солнца под углами мощность и выработка электроэнергии заметно падает, и чем острее угол падения солнечных лучей тем падение мощности больше. В пасмурную погоду мощность солнечных батарей падает в 15-20 раз, даже при лёгких облачках и дымке мощность солнечных батарей падает в 2-3 раза, и это всё надо учитывать.
При расчёте лучше брать рабочее время, при котором солнечные батареи работают почти на всю мощность, равным 7 часов, это с 9 утра до 4 часов вечера. Панели конечно летом будут работать от рассвета до заката, но утром и вечером выработка будет совсем небольшая, по объёму всего 20-30% от общей дневной выработки, а 70% энергии будет вырабатываться в интервале с 9 до 16 часов.
Таким образом массив панелей мощностью 1кВт (1000ватт) за летний солнечный день выдаст за период с 9-ти до 16-ти часов 7 кВт*ч электроэнергии, и 210кВт*ч в месяц. Плюс ещё 3кВт (30%) за утро и вечер, но пускай это будет запасом так-как возможна переменная облачность. И панели у нас установлены стационарно, и угол падения солнечных лучей изменяется, от этого естественно панели не будут выдавать свою мощность на 100%. Я думаю понятно что если массив панелей будет на 2кВт, то выработка энергии будет 420кВт*ч в месяц. А если будет одна панелька на 100 ватт, то в день она будет давать всего 700 ватт*ч энергии, а в месяц 21кВт.
Неплохо иметь 210кВт*ч в месяц с массива мощностью всего 1кВт, но здесь не всё так просто
Во-первых не бывает такого что все 30 дней в месяце солнечные, поэтому надо посмотреть архив погоды по региону и узнать сколько примерно пасмурных дней по месяцам. В итоге наверно 5-6 дней точно будут пасмурные, когда солнечные панели и половины электроэнергии не будут вырабатывать. Значит можно смело вычеркнуть 4 дня, и получится уже не 210кВт*ч, а 186кВт*ч
Так-же нужно понимать что весной и осенью световой день короче и облачных дней значительно больше, поэтому если вы хотите пользоваться солнечной энергией с марта по октябрь, то нужно увеличить массив солнечных батарей на 30-50% в зависимости от конкретного региона.
Но это ещё не всё, также есть серьёзные потери в аккумуляторах, и в преобразователей (инверторе), которые тоже надо учитывать, об этом далее.
Про зиму я пока говорить не буду так-как это время совсем плачевное по выработке электроэнергии, и тут когда неделями нет солнца, уже никакой массив солнечных батарей не поможет, и нужно будет или питаться от сети в такие периоды, или ставить бензогенератор. Хорошо помогает также установка ветрогенератора, зимой он становится основным источником выработки электроэнергии, но если конечно в вашем регионе ветренные зимы, и ветрогенератор достаточной мощности.
Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей
Примерно так выглядит солнечная электростанция внутри дома
Ещё один пример установленных аккумуляторов и универсального контроллера для солнечных батарей
Самый минимальный запас ёмкости аккумуляторов, который просто необходим должен быть такой чтобы пережить тёмное время суток. Например если у вас с вечера и до утра потребляется 3кВт*ч энергии, то в аккумуляторах должен быть такой запас энергии.
Если аккумулятор 12 вольт 200 Ач, то энергии в нём поместиться 12*200=2400 ватт (2,4кВт). Но аккумуляторы нельзя разряжать на 100%. Специализированные АКБ можно разряжать максимум до 70%, если больше то они быстро деградируют. Если вы устанавливаете обычные автомобильные АКБ, то их можно разряжать максимум на 50%. По-этому, нужно ставить аккумуляторов в два раза больше чем требуется, иначе их придётся менять каждый год или даже раньше.
Оптимальный запас еъёмкости АКБ это суточный запас энергии в аккумуляторах. Например если у вас суточное потребление 10кВт*ч, то рабочая ёмкость АКБ должна быть именно такой. Тогда вы без проблем сможете переживать 1-2 пасмурных дня, без перебоев. При этом в обычные дни в течение суток аккумуляторы будут разряжаться всего на 20-30%, и это продлит их недолгую жизнь.
Ещё одна немаловажная делать это КПД свинцово-кислотных аккумуляторов, который равен примерно 80%. То-есть аккумулятор при полном заряде берёт на 20% больше энергии чем потом сможет отдать. КПД зависит от тока заряда и разряда, и чем больше токи заряда и разряда тем ниже КПД. Например если у вас аккумулятор на 200Ач, и вы через инвертор подключаете электрический чайник на 2кВт, то напряжение на АКБ резко упадёт, так-как ток разряда АКБ будет около 250Ампер, и КПД отдачи энергии упадёт до 40-50%. Также если заряжать АКБ большим током, то КПД будет резко снижаться.
Также инвертор (преобразователь энергии 12/24/48 в 220в) имеет КПД 70-80%.
Учитывая потери полученной от солнечных батарей энергии в аккумуляторах, и на преобразовании постоянного напряжения в переменное 220в, общие потери составят порядка 40%. Это значит что запас ёмкости аккумуляторов нужно увеличивать на 40%, и так-же увеличивать массив солнечных батарей на 40%, чтобы компенсировать эти потери.
Но и это ещё не все потери. Существует два типа контроллеров заряда аккумуляторов от солнечных батарей, и без них не обойтись. PWM(ШИМ) контроллеры более простые и дешёвые, они не могут трансформировать энергию, и потому солнечные панели не могут отдать а АКБ всю свою мощность, максимум 80% от паспортной мощности. А вот MPPT контроллеры отслеживают точку максимальной мощности и преобразуют энергию снижая напряжение и увеличивая ток зарядки, в итоге увеличивают отдачу солнечных батарей до 99%. Поэтому если вы ставите более дешёвый PWM контроллер, то увеличивайте массив солнечных батарей ещё на 20%.
Расчёт солнечных батарей для частного дома или дачи
Если вы не знаете ваше потребление и только планируете скажем запитать дачу от солнечных батарей, то потребление считается достаточно просто. Например у вас на даче будет работать холодильник, который по паспорту потребляет 370кВт*ч в год, значит в месяц он будет потреблять всего 30.8кВт *ч энергии, а в день 1.02кВт*ч. Также свет, например лампочки у вас энергосберегающие скажем по 12 ватт каждая, их 5 штук и светят они в среднем по 5 часов в сутки. Это значит что в сутки ваш свет будет потреблять 12*5*5=300 ватт*ч энергии, а за месяц «нагорит» 9кВт*ч. Также можно почитать потребление насоса, телевизора и всего другого что у вас есть, сложить всё и получится ваше суточное потребление энергии, а там умножить на месяц и получится некая примерная цифра.
Например у вас получилось в месяц 70кВт*ч энергии, прибавляем 40% энергии, которая будет теряться в АКБ, инверторе и пр. Значит нам нужно чтобы солнечные панели вырабатывали примерно 100кВт*ч. Это значит 100:30:7=0,476кВт. Получается нужен массив батарей мощностью 0,5кВт. Но такого массива батарей будет хватать только летом, даже весной и осенью при пасмурных днях будут перебои с электричеством, поэтому надо увеличивать массив батарей в два раза.
В итоге вышеизложенного в вкратце расчёт количества солнечных батарей выглядит так:
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
Альтернативный источник энергии — солнечные батареи на дачу 10 кВт
Обновлено: 13 января 2021
Солнечная электростанция для дома и дачи — комплект 10 квт
Альтернативные виды энергетики становятся все более популярным и востребованным видом энергообеспечения жилья. Участки, расположенные вдали от магистральных линий электроснабжения, не всегда имею перспективу быть когда-либо подключенными к единой системе. Их владельцы вынуждены решать вопрос самостоятельно. Выбор у них не самый широкий — либо установка дизельной электростанции и постоянные расходы на топливо, либо использование ветрогенераторов и солнечных электростанций.
Солнечная электростанция 10 кВт — оптимальный вариант автономного источника питания для дома площадью около 100 м 2 . Она способна полностью обеспечить потребности такого жилища при минимальном потреблении (или полном отсутствии) дополнительной сетевой энергии. Конструкция позволяет получать до 50 кВт/ч электроэнергии ежедневно, что способно удовлетворить не только потребности бытовых технических устройств, но и обеспечить отопление и горячее водоснабжение дома.
Существуют как полностью автономные системы, так и сетевые солнечные станции, действующие параллельно с потреблением сетевой энергии и способные излишки отдавать в сеть. В условиях России необходимости в поставках энергии пока не имеется, но реализованные примеры уже есть: Сергей Рыжиков (генеральный директор «1С-Битрикс») настроил такую систему у себя дома в Калининграде.
И в качестве дополнительного источника сетевые ресурсы используются довольно часто. Обычно необходимость приобретать солнечные батареи на дачу 10 кВт при имеющемся подключении бывает вызвана изношенностью и ветхим состоянием электрических сетей, частые и долгие перебои с подачей электроэнергии.
Возможность автономного электропитания выглядит очень заманчиво, но на деле все не так радужно. Проблема солнечной энергетики состоит в длительности светового дня и в зависимости от погодных условий. Зимой, когда длительность светлого времени составляет порядка 7-8 часов, вырабатывать достаточное количество электротока удается не всегда, и требуется дополнительный источник.
Состав комплекта и цены
В состав комплекта солнечной электростанции входят:
- набор солнечных панелей;
- инвертор, преобразующий постоянный ток от панелей или аккумуляторов в стандартный переменный ток 240 В;
- контроллер заряда. Обеспечивает контроль уровня заряда, не допускает перезаряд или слишком сильный разряд батарей;
- аккумуляторы (в конструкции сетевых СЭС не используются);
- соединительные кабели, провода и прочие комплектующие элементы.
Для более эффективной работы рекомендуется использовать трекинг-системы, поворачивающие панели в соответствии с перемещением солнца и обеспечивающие оптимальный угол наклона для приема энергии.
Сколько надо солнечных батарей на 10 квт?
Часто у пользователей возникает вопрос — сколько надо солнечных батарей на 10 квт? Количество панелей определяется их размерами, типом фотоэлементов и прочими параметрами. Обычно комплект включает 40 отдельных модулей по 250 Вт каждый, но возможны и другие варианты.
Цены на комплект солнечной электростанции на 10 квт зависят от производителя и уровня приборов. В среднем, продукция из стран Европы примерно вдвое дороже, чем комплекты из стран Юго-Восточной Азии или Китая. В целом, комплект оборудования обходится в сумму порядка 500 тыс. руб., но и эта цена далеко не самая высокая. Если учитывать расходы на доставку, монтаж и пусконаладочные процедуры, стоимость заметно увеличится.
Кроме того, цены на солнечные батареи для дома сильно отличаются в зависимости от страны-изготовителя или фирмы. Даже в пределах Европы можно найти комплекты, стоимость которых отличается на 30-40 %, или еще больше. Поэтому, выбирая подходящий вариант, надо выяснить, какие предложения имеются на рынке и определиться со своими возможностями.
Советы — как выбрать?
Выбирая подходящую СЭС, необходимо определиться в своих предпочтениях и возможностях. Например, автономная электростанция будет полезна только в местности, где не имеется электросетей. Если они есть, но находятся в изношенном или аварийном состоянии, лучше присмотреться к гибридной (сетевой) электростанции, позволяющей периодически получать дополнительное питание от сети.
Солнечная электростанция хороша, если имеется дополнительный источник энергии. Обычно применяют ветрогенератор, не зависящий от времени суток или продолжительности светового дня. Тем более, что солнечные панели и ветряк могут сбрасывать энергию в единую систему, что позволяет использовать один комплект оборудования для обоих источников.
Имеется информация, что в России готовится пакет законов о «зеленой энергетике», в котором будут установлены правила передачи энергии в сеть. Если это произойдет, владельцы солнечных станций смогут получать вполне реальные деньги. В связи с этим, следует подбирать такое оборудование, которое позволяет по мере необходимости наращивать мощности путем подключения дополнительных панелей.
Окупаемость
Окупаемость солнечной электростанции — сложный вопрос. Традиционно термин обозначает срок, за который прибыль превышает затраты на приобретение какого-либо имущества. В данном случае говорить о прибыли незачем, поскольку комплект оборудования используется для обеспечения потребностей жилья и финансовой доходности не создает. В странах Европы отработана схема выдачи энергии в сеть, за которую владелец станции получает оплату. В России такой механизм тоже есть, но пока широко не применяется из-за небольшого количества таких домохозяйств, поэтому об окупаемости можно говорить только в сравнении.
Если посчитать расходы на электроэнергию и сравнить их с затратами на приобретение, монтаж и обслуживание СЭС, оказывается, что цена солнечной батареи для дома 10 кВт примерно равна стоимости электроэнергии средней ценовой категории за 5-6 лет. Считается, что солнечная электростанция для дома 10 кВт способна служить 25 лет. Не останавливаясь на спорности этого утверждения, можно сказать, что в течение 19-20 лет СЭС будет приносить доход.
Подобный расчет выглядит несколько натянуто, поскольку с возрастанием срока эксплуатации увеличиваются расходы на обслуживание. Кроме того, отдельные элементы могут выйти из строя гораздо раньше и потребовать замены, что также снизит доходную часть.
Любая солнечная электростанция для дома, цена покупки которой, возможно, никогда не вернётся из-за ряда объективных причин, окажется полезной и будет вполне успешно выполнять свою функцию. Необходимо учитывать, что прибыль, доход и прочие экономические моменты в данном случае — чистая условность.
Возможность иметь полноценное электроснабжение и пользоваться всеми благами цивилизации, находясь в стороне от ресурсных источников, сама по себе является огромным плюсом, не имеющим цены и срока окупаемости.
Обзор лучших моделей СЭС
Говорить о лучших моделях довольно сложно, поскольку СЭС — весьма специфический товар, и составить определенный рейтинг непросто. Тем не менее, рассмотрим наиболее популярные и пользующиеся спросом образцы солнечных электростанций для дома на 10 кВт:
Tier 1. Сетевая электростанция, использующая 38 солнечных панелей JA Solar.
- Общая площадь панелей составляет 65 м 2 .
- Среднегодовая выработка — 11 МВт энергии.
Цена электростанции составляет примерно 450 000 руб., но в эту сумму не входят аккумуляторные батареи, так как гибридные станции не рассчитаны на них.
Hevel SOLAR . Компания, занимающаяся разработкой, изготовлением и обслуживанием солнечных электростанций мощностью до 20 кВт. В ассортименте компании имеется несколько видов электростанций разной комплектации. Кроме того, пользователь имеет возможность приобрести набор оборудования по собственной схеме, руководствуясь своими потребностями и соображениями.
На рынке имеется также масса китайских солнечных систем, обладающих достаточно устойчивым качеством и возможностями.
Отзывы владельцев
Наиболее ценную информацию по эффективности и пользе солнечных электростанций можно получить от их владельцев. Рассмотрим некоторые из них:
- Комплект используется в средней полосе России. Замечен некоторый перекос в производительности системы — зимой приходится использовать дополнительный источник, а летом имеется переизбыток энергии.
- Установили солнечную электростанцию уже 3 года назад. С тех пор за электричество практически не платим.
- Используем солнечную установку, но ее на все не хватает. Дополняем недостаток сетевым электричеством, хоть и немного. Платим гораздо меньше, иногда вовсе не приходится платить.
Судя по отзывам, от работы СЭС имеется несомненная польза. С введением в России «зеленого тарифа» пользование СЭС станет выгодным экономически, тогда можно будет говорить о солнечной энергетике более предметно, на основании широкой практики.
Источник