Сколько необходимо солнечных батарей для дома

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:

  • принять что солнечные батареи летом работают всего 7 часов с почти максимальной мощностью
  • посчитать своё потребление электроэнергии в сутки
  • Разделить на 7 и получится нужная мощность массива солнечных батарей
  • прибавить 40% на потери в АКБ и инверторе
  • прибавить ещё 20% если у вас будет PWM контроллер, если MPPT то не нужно

    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.

    Как сделать расчёт солнечных батарей

    Когда вы точно определились с тем, что хотите оборудовать дом солнечными панелями, начинается этап обдумывания всех нюансов. Один из важнейших моментов — это расчёт солнечных батарей. Сам расчёт несложен, больше уйдет времени на определение всех переменных.

    Этапы расчёта

    1. Определите уровень потребления

    Самый важный вопрос — сколько электроэнергии потребляет ваше домохозяйство. Тут два варианта:

    • Свериться с квитанциями за электричество.
    • Рассчитать всё детально вручную.

    Для детального расчёта составьте список всех электроприборов в доме, включая лампочки. Выпишите мощность (Вт) и время работы каждого устройства на протяжение суток. Перемножьте два показателя и вы получите расход электроэнергии на каждый электроприбор (Вт/час). Сложив результаты, вы поймёте, сколько потребляет ваше домохозяйство в сутки, а перемножив на 30 (дней), сможете определить месячный показатель.

    Мощность устройства можно посмотреть в документах на него. Нередко там сразу указана потребляемость электроэнергии.

    Возьмём простой пример с несколькими потребителями.

    Потребитель Мощность (Ватт) Время работы (часы) Расход (Ватт/ч)
    Телевизор 150 4 600
    Компьютер 100 3 300
    Холодильник 250 13 3 250
    Стиральная машина 500 1 500
    Электрочайник 1000 0,3 300
    Люстра 20 6 120
    Лампа на кухне 15 4 60
    Лампа в прихожей 10 2 20
    Итого в сутки 5 150 (5.15 кВт/ч)
    Итого в месяц 154 500 (154.5 кВт/ч)

    Полученное значение неокончательно: нужно заложить расходы электроэнергии на инвертор и контроллер, а также неизбежные потери разряда-заряда аккумулятора и преобразования постоянного тока в переменный, плюс — нужно учесть пусковую мощность электроприборов. В среднем к показателю потребляемости нужно прибавить ещё 40-50% — это в основном зависит от типа оборудования, которое вы будете использовать в системе солнечной электростанции. Таким образом, в нашем примере окончательное потребление будет около 225 000 Ватт/ч (225 кВт/ч) в течение одного месяца.

    2. Узнайте уровень инсоляции в вашем регионе

    Инсоляция — количество солнечного излучения, которое попадет на конкретную область Земли. Для каждого региона этот показатель индивидуален. На нашем сайте можно узнать инсоляцию для вашего города, а также рекомендуемый угол наклона солнечных панелей в разные месяцы.

    3. Сколько энергии вырабатывает солнечная панель

    Расчёт солнечных батарей не обойдётся без значения мощности одной солнечной панели. Если вы ещё не определились с выбором панели, то возьмите значение, на которое ориентируетесь. Потом цифру можно корректировать.

    Учитывайте, что производители указывают номинальную мощность панелей. Если заявлено 300 Вт, значит столько энергии вы будете получать в период максимальной солнечной активности, когда погода безоблачная и лучи падают на панели под прямым углом. Максимальная (пиковая) солнечная активность зависит от региона и времени года, то есть она непостоянная. Из этого следует, что в разные времена года один и тот же набор солнечных панелей будет вырабатывать разное количество энергии. Тут нам и понадобится значение солнечной инсоляции.

    Чтобы определить, сколько энергии может дать 1 солнечная панель в вашем регионе, используем такую формулу:

    Мощность панели = солнечная инсоляция x пиковая мощность солнечной панели x 30 дней.

    Для примера посчитаем, сколько выработает солнечная панель на 300 Вт в Москве в месяц, если использовать её в июне.

    5,55 x 300 x 30 = 49 500 Вт (49,5 кВт)

    4. Рассчитываем, сколько нужно солнечных панелей

    Мы знаем, сколько энергии потребляет наш дом в месяц и знаем, сколько может выработать энергии одна панель в месяц. Формула будет простой:

    Количество солнечных панелей = количество потребляемой домохозяйством энергии в месяц / количество производимой энергии одной солнечной панелью в месяц.

    На нашем примере это будет выглядеть так: 225 000 / 49 500 = 4.54. Можно округлить или пересчитать с панелями другой мощности. Это результат без учёта пасмурных дней, поэтому в каждом индивидуальном случае нужно добавить некоторое количество панелей для уверенности.

    Однако расчёт был для июня, когда инсоляция была максимальной. Если мы пересчитаем по тем же формулам для, например, января месяца, то в итоге получим результат 15 панелей.

    Так сколько устанавливать панелей?

    Мы уже поняли, что в разное время года необходимо различное количество солнечных панелей для покрытия всех потребностей домохозяйства. Ориентируйтесь на такие факторы:

    • Как вы хотите использовать солнечную систему: необходима полное обеспечение дома или вы рассматриваете комбинированное использование с центральным электроснабжением.
    • В каком регионе вы проживаете. Для мест, где зимой очень низкая солнечная активность, иногда просто нецелесообразно добывать солнечную энергию в это время года.
    • Место под солнечные панели. Не всегда на крыше достаточно места для размещения нужного количества солнечных панелей, чтобы круглый год покрывать все потребности в электричестве.

    Чтобы самостоятельно сделать расчёт солнечных батарей, определите, сколько энергии потребляет ваше домохозяйство, соберите данные об инсоляции в вашем регионе, высчитайте производительность батарей и используйте формулу расчёта.

    Онлайн калькулятор солнечных батарей, калькулятор расчета солнечной электростанции.

    Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
    2.27 5.32 8.77 10.89 12.59 12.49 12.46 11.19 8.32 5.02 3.02 1.55

    Данный калькулятор предназначен для оценки выработки электрической энергии солнечными батареями.

    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.

    Расчет солнечной батареи и аккумуляторов, комплекта солнечной электростанции

    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.

    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.

    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.

    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.

    Мощность бытовых приборов, потребление электроэнергии

    • 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.

    Сколько солнечных панелей и аккумуляторов нужно для дома

    На сегодняшний день все люди энергетически зависимы, представить себе комфортную жизнь без электричества просто невозможно. Однако такое удовольствие обходится недешево, особенно если за счет энергии отапливается помещение, что свойственно для частных домов. Поэтому хорошей альтернативой выступает получение экологичной энергии от солнца при помощи специальных солнечных батарей. Но для обеспечения потребностей всего дома нужно правильно рассчитать количество модулей.

    Установка системы солнечных батарей

    Солнечная панель может устанавливаться в любом удобном месте, куда открыто проникают солнечные лучи. Это может быть:

    • На крыше.
    • На стене дома с южной стороны.
    • На земле при участии крепежной системы.
    • На балконе.

    Чаще всего, батарея устанавливается в частном доме именно на крыше. Для правильной установки на нашем сайте представлены системы креплений солнечных панелей. Здесь отсутствует заслонение тенью, и солнечный свет попадает с максимальной отдачей. Однако, чтобы получить высокую эффективность и «выжать» из работы системы достаточное количество энергии, необходимо постоянно менять угол наклона панелей, так как в разное время года солнце меняет свою траекторию. Также проследите, чтобы панели не заслоняли деревья, другие здания или прочие объекты.

    Установка солнечной системы не подразумевает наличие только одних панелей. Для полноценной и правильной работы требуются следующие технические устройства:

    • Аккумулятор
    • Генератор
    • Инвертор
    • Контроллер
    • Соединительная коробка
    • Потребитель.

    Какие расчеты необходимы для системы

    Чтобы рассчитать необходимое количество панелей для обеспечения электроэнергией всего частного дома, нужно произвести ряд несложных расчетов и в первую очередь оценить степень затрат тока и выработки.

    Расчет мощности

    Мощность солнечных батарей подбирается в зависимости от требуемого электропотребления. Чтобы узнать, сколько вы тратите электроэнергии, можно посмотреть на счетчике за месяц или за сутки. Солнечные панели должны вырабатывать не аналогичное количество энергии, а на 30% больше. Это связано с рядом факторов:

    • Во-первых, солнечная энергия вырабатывается только в светлое время суток и то при условии, что солнце светит, то есть небо чистое и лучи попадают на панель под прямым углом.
    • Во-вторых, когда солнце меняет свою траекторию, то есть меняется угол наклона, то и выработка тока снижается.
    • В-третьих, для полного обеспечения электроэнергией дома на месяц учитывайте количество пасмурных дней, так как в эти дни мощность солнечной панели падает до 20 раз. То же самое касается и светового дня в разное время года и местности, ведь ближе к зиме мощность будет падать, соответственно, потребуется либо дополнительный источник сети, либо увеличение количества солнечных панелей.
    • В-четвертых, следует учитывать, что к работе солнечных батарей подключается инвертор и аккумулятор, которые также забирают на себя часть энергии, которая необходима для их работы.

    Расчет максимальной мощности ведется, исходя из солнечного времени, так как ночью энергия не вырабатывается, ток ночью поступает благодаря накапливанию энергии в генераторе утром и днем. Чаще всего, к этому отрезку относятся часы с 9 утра до 17 часов вечера. Панель мощностью в 1000 Вт за это время сможет произвести 8 кВт*ч энергии, а в месяц соответственно 24 кВт*ч. Если время до 9 утра и после 17 часов также работает на производство энергии за счет попадания солнечного света, то ее можно отнести как раз к тем 20-30%, которые будут запасом с целью обеспечения других процессов и перекрытия пасмурных дней. Ну а если вы приобретете солнечные батареи большой мощностью, например, 2000 Вт, то соответственно будете получать в месяц в два раза больше электроэнергии.

    Расчет емкости аккумуляторной батареи

    Главное правило при выборе аккумулятора – запас емкости должен соответствовать тому потреблению энергии, которое вам нужно в темное время суток, то есть, когда не вырабатывается солнечная энергия. А если учесть пасмурные дни или холодное время года, когда солнца совсем мало, то, чтобы перестраховать себя, лучше выбирать аккумулятор с запасом, равным суточной норме потребления, например, на 7кВт и выше. Также небольшой запас энергии – до 20% – будет уходить и на саму работу аккумулятора.

    Сколько нужно аккумуляторов для солнечных панелей

    Чаще всего встречаются аккумуляторы мощностью 12 В, емкость их может быть разной: как 100 А/ч, так и 200 А/ч. Чем выше Ампер/час, тем соответственно он сможет сохранять большее количество энергии (1200 Вт, 2400 Вт, 3600 Вт и т.д.). Здесь все зависит от потребности вашего дома, а также от времени года, региона и широты. Кроме того, немаловажным моментом является условие работы аккумулятора: мало того, что он забирает на себя часть энергии, так его еще нельзя полностью разряжать. Поэтому расчет должен производиться с учетом всех этих моментов и погрешности.

    Перед выбором аккумулятора и его покупкой учитывайте и такие особенности:

    • Батарея из свинца требует на 20% больше мощности от потребляемой энергии в частном доме.
    • Железо-никелевая батарея и кадмиево-никелевая требуют на 30% больше накапливания энергии от расходуемой.
    • Щелочная батарея единственная из всех видов аккумулятора, которая не требует дополнительной зарядки, ее можно использовать на полную и разряд не вредит ее будущей работе.

    Сейчас нет проблем с выбором аккумуляторов. Они представлены в разной ценовой категории, разные фирмы и емкость запаса. В первую очередь нужно исходить из мощности солнечных батарей, необходимого количества энергии для обеспечения дома и погодных условий. Все разработанные аккумуляторы для систем резервного питания идеально подходят для солнечных модулей. Но для качественной и бесперебойной работы лучше обзавестись еще и контроллером, который будет устранять такие риски, как глубокая разрядка или перенапряжение.

    Расчет количества солнечных батарей

    Как мы уже сказали, при расчете солнечных батарей необходимо отталкиваться от потребностей системы. То есть нужно оценить затраты электроэнергии в сутки или за месяц. Как это правильнее сделать? Возьмите все приборы в доме, которые на постоянной основе потребляют электричество – холодильник, телевизор, микроволновая печь, электрочайники и электролампы. Ознакомьтесь с паспортом прибора и его суточным потреблением электроэнергии либо посмотрите эту информацию в интернете. После умножьте на количество дней в месяце, сложите все показания по приборам, и вы получите приблизительное значение, которое вам нужно получить от работы солнечной батареи с учетом ее мощности и количества элементов.

    Чтобы ничего не забыть, для определения необходимого количества батарей учтите нижеприведенные рекомендации:

    • Рассчитывая мощность панели и ее выработку, помните, что активнее всего солнце светит не более 7 часов в день, в ночное время суток энергия не производится, а используется из аккумулятора.
    • Обязательно прибавьте дополнительно около 30% расхода электроэнергии на работу и заряд АКБ, а также инвертора. Если вы приобретете и PWM контроллер, тогда до 50%.
    • Сложите все показатели потребления электроэнергии приборами в доме в зависимости от времени их работы и разделите на 7 часов (количество часов работы солнечной панели, которые дают максимальную выработку), результатом станет мощность одной батареи. Если показатель получился слишком большим, тогда нужно увеличить количество панелей, чтобы получить недостающую электроэнергию, в том числе с погрешностью до 50% на расход другого оборудования – контроллер, аккумулятор, инвертор.

    Для большего понимания рассмотрим пример. Итак, вы произвели все расчеты, и у вас получилось, что в месяц на обеспечение работы всех электроприборов уходит 60кВт*ч. Плюс учитываем дополнительно расходуемую энергию, которая теряется при работе АКБ и инвертора – 30% и получаем общую цифру 78кВт*ч. Если оценить количество пасмурных дней в месяце, это где-то 5-6 дней в зависимости от региона, то в итоге оптимальным значением, покрывающим все риски, будет где-то 100 кВт*ч. Теперь рассчитываем, какая нужна батарея и мощность: 100кВт*ч/30 дней/7 часов работы = 0,47 кВт. То есть вам достаточно приобрести панель с мощностью в 0,5кВт. Для покрытия зимних электронужд потребуется либо добавить батарею, либо сразу купить с большей выработкой.

    Определение стоимости системы

    Назвать точно, во сколько вам обойдутся солнечные батареи вместе с необходимым техническим оборудованием и установкой, невозможно. Так как сегодня на рынке представлено огромное количество фирм, которые предлагают различные панели как по качеству, так и по мощности, срокам гарантии, дополнительным характеристикам. Есть даже схожие варианты по своим параметрам, но цена будет разной. Поэтому оценивайте все факторы в совокупности и выбирайте проверенных поставщиков. В среднем стоимость батареи мощностью 1кВт где-то в пределах 70 000 рублей. Но если вам нужно купить не одну панель, а несколько, то вы можете смело рассчитывать на скидку либо на бесплатную доставку.

    Помимо расходов, связных с покупкой солнечных батарей, вам в обязательном порядке нужно будет приобрести и другие элементы системы, а именно: специализированный аккумулятор, инвертор и качественный контроллер. Например, мощный аккумулятор 12В и 200А/ч обойдется около 20 000 рублей. Есть и дороже, которые отличаются длительным сроком службы более 10 лет. В качестве альтернативы вы можете купить автомобильный аккумулятор, его цена будет на порядок ниже, однако его нельзя будет использовать в жилых домах, к тому же они не отличаются долгой работой, не более 5 лет обычно.

    Ну и, конечно же, не обойтись без инвертора. С помощью инвертора постоянный ток от солнечной батареи перерабатывается в переменный с напряжением 220В, который мы используем для своих бытовых нужд. Инверторы также отличаются устройством, техническими характеристиками, производителями и сроком гарантии. Лучшими считаются синусоидные. Цена их находится в пределах от 13 000 до 20 000 рублей. Поэтому рассчитать общую сумму расходов на установку солнечной системы можно только исходя из своих потребностей, финансовых возможностей и качества оборудования.

    Солнечные панели для частного дома: поставь светло себе на службу

    Использовать в частных домах и даже дачных домиках альтернативные источники энергии сегодня стало модной тенденцией. Впрочем, это достаточно практично и, как правило, выгодно. Первенство среди таких устройств получили солнечные панели для частного ома (солнечные батареи, солнечные электростанции). Связано это с ежегодным ростом (весьма солидным) производства, снижением цен, многочисленными наработками, упрощающими подбор оборудования и построение систем.

    Что это?

    Основу любой системы составляют солнечные панели. Они выполняют роль основного источника энергии и, зачастую, становятся наиболее дорогой составляющей.

    От их взвешенного выбора зависит:

    • производительность домашней электростанции;
    • объемы и стоимость работ по монтажу и обслуживанию;
    • цена покупки;
    • характеристики остальных звеньев.

    Критерии выбора

    Единственным критерием при проектировании домашней электростанции и выборе оборудования для нее должна стать целесообразность.

    Однако понятие это широкое, для его понимания потребуется учет многих факторов:

    • Средней и максимальной потребляемой мощности.
    • Производительности солнечных модулей.
    • Наличия стационарной электросети и режима совместной с ней работы.
    • Географического положения местности и климатических условий.
    • Финансовых возможностей владельца дома.

    Структура домашней солнечной электростанции

    Определяется двумя основными положениями:

    1. Целью создания и использования.
    2. Работой совместно со стационарными электросетями.

    Соответственно, рассматривать можно 3 варианта организации солнечного электроснабжения дома:

    1. Зависимый от электросети.
    2. Полуавтономный с резервированием.
    3. Полностью автономный.

    Зависимый от сети вариант (электростанция, ведомая сетью)

    Такая электростанция строится по простейшей схеме. В ее состав входят:

    • Солнечные панели в качестве альтернативного источника энергии.
    • Инвертор, преобразующий постоянное напряжение на выходе фотоэлементов в переменное напряжение для потребителей.

    Гелиобатареи подключаются на вход инвертора. Его выход соединен с сетью (после счетчика). Основная особенность схемы – отсутствие промежуточных накопителей энергии (аккумуляторов) и устройства для их заряда.

    При такой структуре приборы в доме потребляют электроэнергию от солнечных элементов через инвертор. Недостаток мощности восполняется сетью, и, наоборот, ее избыток (например, когда батареи работают в номинальном режиме, а потребители выключены), сбрасывается в сеть.

    Достоинства такой схемы:

    • Минимальная стоимость по сравнению с другими вариантами.
    • Простота настройки и регулировки.

    Есть у нее и серьезный недостаток – при отсутствии сетевого напряжения (во время отключения электроэнергии) система не работает.

    Автономная схема

    В этой системе отсутствует сеть, а электроснабжение дом полностью производится от солнечных батарей.

    Такой функционал диктует схему построения:

    • Источник энергии – солнечные панели.
    • Накопитель (аккумулятор) – берет на себя питание потребителей, когда батареи не вырабатывают электроэнергию (например, в ночное время).
    • Контроллер заряда аккумуляторов – устройств, управляющее зарядом накопителей и потребление энергии от фотопанелей.
    • Инвертор, как и в предыдущем варианте, преобразующий постоянное напряжение в переменное.

    Система работает следующим образом:

    • При наличии освещения солнечные батареи вырабатывают энергию.
    • Она поступает на вход контроллера, преобразующий ее параметры в нужные для заряда батарей. Аккумуляторы подключены к его выходу.
    • К выходу контроллера и зажимам АКБ подключаются входные цепи инвертора. Он преобразует напряжение и подает питание в сеть дома (не путать с централизованной).

    Таким образом, при включенных электроприборах они получают энергию непосредственно с солнечных панелей (через контроллер и инвертор), когда светит Солнце. Одновременно, если есть избыток мощности, заряжаются аккумуляторы. Когда солнечный источник не работает, АКБ отдают накопленную энергию (через инвертор) потребителям.

    Однако за красивой картинкой обязательно скрываются «подводные камни»:

    • Стоимость электростанции выходит весьма значительной.
    • Если по каким-либо причинам наблюдается длительный перерыв в работе панелей (поверхность покрыта снегом в зимнее время, дождевые тучи на неделю закрыли Солнце и т.д.), запасенной в аккумуляторах энергии не хватит для работы потребителей.

    Решить проблему поможет резервный источник электроэнергии. В вариантах полностью автономных систем его роль может выполнять ветро- или гидро-, дизельный или бензиновый генератор. При наличии сетевого ввода резервным источником выступит стационарная электросеть, а система превратиться в полуавтономную.

    Полуавтономная (гибридная) система

    Схема такой электростанции практически полностью повторяет предыдущую за единственным исключением – для заряда накопителей используется энергия не только от солнечных панелей, но и от сети. В этом случае контроллер, кроме управления зарядными процессами, получает дополнительную функцию.

    В настройках контроллера можно задать приоритет источников:

    • При выборе солнечных батарей работающие электроприборы будут, по возможности, запитаны от них, а от сети будут потребляться недостающая мощность и подзаряжаться аккумуляторы.
    • При выборе сети до пороговой мощности будет работать стационарный источник, а дополнительную энергию обеспечат гелиопанели.

    Монокристаллические

    Такие батареи визуально выглядят как панели с сегментами глубокого черного цвета. Получили название за счет конструкции на основе монокристаллов кремния.

    Самый существенный недостаток — строгая ориентировка оптических осей кристаллов, что требует точного позиционирования панелей для получения максимальной отдачи. По этой же причине монокристаллы не терпят затенения – генерация энергии значительно снижается.

    В настоящий момент обладают самым высоким КПД преобразования – около 22%. При этом стоимость тоже наиболее высокая – порядка 0.9-1.1 доллара за 1 Вт генерируемой мощности.

    Поликристаллические модули

    Название такие батареи получили за счет размещения на подложке множества кремниевых кристаллов с хаотически ориентированными оптическими осями. Визуально такие модули отличаются синим цветом с «морозным» рисунком.

    Естественно, такое расположение кристаллов вызвало потерю КПД преобразования – он находится на уроне 11-16%. Однако это же позволило увеличить эффективность работы при рассеянном свете, что в результате привело к созданию панелей, которые успешно конкурируют с монокристаллическими (при прочих равных, например, размерах) по мощности генерации. Более того, по цене они значительно выигрывают и обходятся в 0.7-0.9 доллара за 1 Вт.

    Аморфные

    Технология изготовления рабочего тела сходна с поликристаллическими, но в качестве основы выступает аморфный кремний (aSi). При КПД в пределах 8-11% отличаются высокой эффективностью работы в рассеянном свете, могут захватывать и инфракрасный диапазон. В результате обладают лучшей стоимостью – порядка 0.5-0.7 доллара за 1 Вт.

    Кроме того, имеют солидное преимущество – гибкую основу. Это означает, что для монтажа не требуется жестких конструкций, материал легко клеится на поверхности любой формы.

    Остальные

    Модули, предлагаемые производителями, могут быть изготовлены и по другим технологиям:

    • Микроморфные, отличаются высокой отдачей при рассеянном и инфракрасном излучении.
    • Гибридные, использует несколько полупроводниковых материалов и обеспечивают высокий КПД преобразования (до 44%).
    • Полимерные, гибкие с подложкой из полимерных материалов, абсолютные лидеры по стоимости.

    Такие предложения следует тщательно изучать, некоторые из них могут оказаться намного выгоднее, чем лидирующие на рынке панели, выполненные по стандартным технологиям.

    Вообще, монокристаллические панели можно рекомендовать для установки только жителям южных регионов. Остальным следует выбирать поликристаллы или панели по другим технологиям.

    Мощность и количество

    Определить, какое количество солнечных панелей необходимо, следует по средней и максимальной мощности потребления. Среднюю легко найти в счетах за электроэнергию – месячное потребление делится на количество дней в месяце. Максимальное находится суммированием мощностей всех имеющихся в доме электроприборов.

    Кроме мощности потребителей необходимо учесть:

    • Время работы солнечных батарей. Как правило, принимается равным 6 часам, соответственно, мощность генерации нужно кратно увеличить.
    • Потери на преобразование при зарядке аккумуляторов и получении переменного напряжения на инверторе. С их учетом необходим запас по мощности не менее 30%.
    • Пиковые токи. Например, при средней мощности стиральной машины 500 Вт при работе нагревателя может потребляться до 2 кВт. При пуске насосов или других двигателей, пусковые токи могут превосходить номинальные значения в 5-6 раз. Конечно, львиную долю примут на себя аккумуляторы, но запас модулей по току в 20-30% не помешает.
    • Географию и погодные условия местности – коэффициент инсоляции. Найти его для зимнего и летнего времени можно в справочниках.

    После расчета необходимой мощности генерации рассчитывается мощность, отдаваемая одной батареей:

    Где:

    • Кс – стандартный сезонный коэффициент, 0.5 для лета и 0.7 для зимы.
    • Wn – мощность панели, заявленная производителем.
    • Ki – коэффициент инсоляции, также берется для лета и зимы.

    Рассчитанную необходимую мощность генерации делят на оба (летнее и зимнее) значения. Наибольшее из двух чисел будет минимальным количеством панелей, которые потребуются для электроснабжения дома.

  • Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий