Содержание
Расчет солнечных батарей для дома
В наше современное время активно развиваются разные технологии, которые обеспечивают максимальный комфорт в человеческой деятельности. В частности, стоит отметить, что полным ходом идут разработки альтернативных источников энергии.
Яркий тому пример – солнечные батареи, которые теперь можно установить на крыше собственного жилища. Причем приобрести их может любой желающий. Это особенно актуально в тех случаях, когда дом располагается в отдалении от ЛЭП.
Но чтобы ощутить всю пользу и выгоду такого решения, необходим правильный расчет солнечных батарей.
Общие сведения
Фотоэлектрический эффект – это физическое явление, которое было открыто еще в 1887 году и стало основой разработки солнечных панелей для получения электроэнергии. Под воздействием света (фотонов) либо любого другого электромагнитного излучения энергия этих частичек передается электронам вещества. Иными словами, можно с помощью солнца получать электричество.
После открытия данного физического явления возникла необходимость в его контроле. С этой целью были созданы фотоэлементы – специальные электронные приспособления компактного размера. Они включают в себя полупроводниковые материалы.
Обратите внимание
В условиях промышленного производства стало возможным объединение микроскопических преобразователей в массивные и эффективные панели. Многие современные предприятия выпускают кремниевые модульные конструкции в большом объеме. Их КПД составляет порядка 18-22%.
Солнечная батарея включает несколько подобных модулей, через которые фотоны солнечного света поступают в электрическую цепь в виде постоянного тока. Далее они поступают в аккумулирующие устройства либо преобразуются в заряд переменного тока (220 Вольт). Полученная электрическая энергия позволяет функционировать домашним приборам.
Особенности расчета солнечных батарей для дома
Данная операция сводится, прежде всего, к определению их мощности. А для этого необходимо знать, какая энергетическая нагрузка будет ложиться на всю конструкцию. Иными словами, сколько киловатт энергии будет потребляться ежемесячно.
Показания эти можно определить, руководствуясь наблюдением за электрическим счетчиком. И если значение находится в пределах 100 кВт, то и панели следует приобретать именно те, которые способны генерировать такое количество энергии.
Также стоит учитывать, что работа солнечных батарей в полноценном режиме возможна лишь при дневном свете. Полноценная выдача будет только в том случае, когда небо чистое. При изменении угла падения солнечных лучей, а также появлении на горизонте тучек мощность снизится на 20%. То же самое будет происходить и в пасмурную погоду. Обо всем этом не стоит забывать.
То есть в процессе расчета солнечных батарей для частного дома следует брать тот период времени, когда они работают в полную силу. Как правило, это 7 часов – период с 9 утра до 16 часов дня. При этом в летний сезон панели могут работать от рассвета до заката. Но в ранее время процент работоспособности будет лишь в районе 20-30 %. В указанные выше часы можно получить остальные 70 %.
Мощность
Как мы уже поняли, основополагающий фактор, который следует учитывать при расчете солнечных панелей, это энергетическая нагрузка. Ведь производительность батарей во многом зависит от количества электроэнергии, требуемой для обеспечения дома:
- Создание полноценной станции требует использования мощных панелей – от 150 до 250 Вт.
- Для поддержания работоспособности лишь дачного освещения можно обойтись маломощными батареями – не более 50 Вт, чего вполне хватит.
Как же провести подобные расчеты?
Базовое энергопотребление
До того как проводить расчет солнечной батареи и аккумулятора, необходимо определить общую мощность всех используемых потребителей электрического тока. С этой целью энергопотребление каждой единицы (приборы, лампочки и т. д.) помножить на количество часов ее использования в течение дня.
После этого следует сложить все полученные данные. В итоге получится норма потребления электроэнергии за день (в киловатт-часах). Именно столько должны вырабатывать солнечные панели, причем это минимальное значение. От этих данных будут зависеть последующие расчеты касательно количество панелей, их стоимости и прочих параметров.
Однако вся система состоит не только из солнечных панелей, сюда включены и другие составляющие:
- инверторы;
- аккумуляторы;
- зарядные контроллеры.
При расчете мощности солнечных батарей для дома это также не стоит скидывать со счетов! В аккумуляторах наблюдается понижение энергии – до 20 %. В связи с этим при дальнейших расчетах полученное базовое значение необходимо увеличить на эту величину.
Потребители электроэнергии
В каждом доме можно встретить некоторое количество самых необходимых приборов. Всегда в определенные часы будет работать следующая техника:
- холодильник;
- телевизор;
- компьютер;
- стиральная машина;
- бойлер;
- утюг;
- микроволновая печь (однако она есть далеко не у всех).
Также есть и прочие приборы, в отсутствии которых жизнь теряет нужный уровень комфорта. Кроме того, на территории частной недвижимости каждый день загорается определенное количество лампочек, которое может доходить до сотни.
В таблице ниже приведена мощность электрических приборов, которые используются чаще всего.
Бытовой прибор
Показатель мощности (Вт)
Примерная продолжительность работы в течение одного дня (часы)
Суточное потребление (кВт*ч)
Микроволновка
500
2
3
Телевизор
150
5
0,8
Стиральная машинка
500
6
3
Холодильник
500
3
1,5
Лампочки
200
Около 10
2
Утюг
1500
1
1,5
Ноутбук
100
5
0,5
Бойлер на 150 литров
1,2
5
6
Контроллер
5
24
0,1
Инвертор
20
24
0,5
С этой таблицей удобно провести несложный математический расчет солнечных батарей. На данном конкретном примере значение суточного потребления составляет 18,9 кВт⋅ч. Только это без учета того, чем мы обычно пользуемся не каждый день – электрический чайник, фен, насос, кухонный комбайн и т. д. Таким образом, в среднем может получиться до 25 кВт⋅ч (не менее).
Важный момент – инсоляция
Перед тем как начать подсчет количества солнечных панелей, следует учитывать и такое понятие, как инсоляция. Грубо говоря, под этим термином следует понимать количество энергии солнечного света, падающее на единицу площади. Это очень важный параметр, без которого невозможно определить, сколько именно панелей следует приобретать.
Ведь даже если солнечного света будет недостаточно, то какой бы производительной ни была бы батарея, она не сможет выдать необходимую мощность. Следовательно, нужно понимать всю важность этого параметра при расчете солнечных батарей. Ведь от этого будет зависеть требуемый уровень энергоснабжения.
Конечно, данный параметр сугубо индивидуален для каждого конкретно взятого региона территории страны. Получить эти необходимые сведения можно двумя путями:
- специализированные справочники;
- электронные ресурсы метеорологической направленности.
Как можно понять, максимальное значение инсоляции будет приходиться на летний период. Минимальные же значения – преимущественно в холодные месяцы.
Количество батарей
Теперь можно заняться подсчетом количества панелей. Для этого найденное значение базового потребления электрической энергии за сутки нужно поделить на данные инсоляции требуемого месяца.
При этом важно понимать, что подсчет необходимо проводить помесячно, поскольку данные могут варьироваться в разной и порой существенной степени.
Теперь остается полученное значение в результате расчета количества солнечных батарей еще раз поделить, только уже на параметр мощности выбранной панели. Данная характеристика указывается в паспорте.
Важно
Если в результате получается дробное число, оно округляется до целого значения и лишь в большую сторону. Это и будет окончательным результатом.
Разумеется, чем большая производительность у панели, тем меньшее их количество придется брать. А тут уже все главным образом зависит от размеров семейного бюджета и площади крыши. В то же время необходимо учитывать и период работы всей системы. Ведь при снижении инсоляции солнечных панелей потребуется больше, нежели при условиях нормы.
Рациональный расход
Задумываясь над расчетом солнечных батарей, стоит уделить внимание освещенности. А ведь как уже было ранее подмечено, количество ламп на территории частного дома может быть большим – 100 или более того. По этой причине стоит обратить внимание на энергосберегающие лампочки. В результате можно обеспечить значительную экономию в плане энергопотребления.
Ко всему прочему следует приобретать бытовую технику не ниже класса A и даже A+, A++, A+++. В конечном счете, такая мера позволит заметно сократить расходы, которые пойдут на покупку солнечных панелей. К тому же большинство современных приборов как раз рассчитано на потребление 12 В.
А именно столько и способны выдавать фотопанели, без использования дополнительных устройств для преобразования постоянного тока в переменное напряжение.
Математический пример
В расчете количества солнечных батарей для дома следует учитывать, в какой сезон года вся система будет работать в полном режиме. И опять-таки здесь все обусловлено инсоляцией. В зависимости от месяца может потребоваться разное количество фотопанелей.
Для более ясного понимания стоит привести конкретный пример:
- К примеру, суточное потребление электроэнергии в доме составит 15 кВт*час.
- Параметр инсоляции – 3 кВт*час/м2.
- Мощность одной панели составляет 300 Вт или 0,3 кВт.
Расчет необходимого количества батарей (обозначим буквой N): N=15/3/0,3=16,6. Округлив полученное значение до целого числа в большую сторону, получаем результат – 17 панелей.
Однако зимой инсоляция существенно понижается и может составить 1 кВт*час/м2. В этом случае батарей понадобится значительно больше – до 50.
Ряд нюансов
С одной стороны, отказ о зависимости центрального электроснабжения подразумевает определенные плюсы. Но есть и обратная сторона медали – такая мера таит в себе некоторые нюансы, которые не следует скидывать со счетов. И прежде всего необходимо понимать, что солнце не будет светить круглые месяцы, без «перерыва» – ведь светилу тоже нужен «отдых».
По этой причине в ходе расчетов солнечных батарей следует свериться с архивом погодных условий в регионе проживания с целью определения количества пасмурных суток. Можно заметить, что как минимум 7 дней в одном месяце – это период неблагоприятной погоды. В это время солнечные панели не смогу давать необходимое количество электрической энергии.
Ко всему прочему, необходимо не забывать о сокращении дня осеню и весной. Соответственно количество облачных дней увеличивается. В связи с этим для получения солнечной энергии с марта по октябрь, следует увеличить массив панелей до 50 % в зависимости от региона проживания.
Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее?
Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее? Очень просто!
Расчет небольших солнечных электростанций можно сделать достаточно просто вооружившись листом бумаги и ручкой. В этой статье мы расскажем основные принципы подбора оборудования для бытовых солнечных электростанций.
ВАЖНО: комплектация солнечной системы никак не связана с площадью дома. Она зависит только от мощности подключаемого оборудования и количества потребляемой энергии.
Основными элементами солнечной электростанции являются:
· Солнечные панели – они генерируют электроэнергию, и чем они мощнее и их больше, тем больше электроэнергии можно получить в течении дня.
· Аккумуляторные батареи – в них происходит накопление элеткроэнергии, которую можно использовать в отсутствии солнца (ночью), когда выработки электричества на солнечных панелях нет.
· Контроллер заряда аккумулятора – это устройство, которое позволяет обеспечить правильные режимы заряда аккумулятора. Выбор этого устройства, как правило, чисто технический момент за исключением выбора типа контроллера MPPT или ШИМ. Иногда контроллер заряда может быть встроен в инвертор.
· Инвертор преобразователь напряжения – это устройство преобразует постоянный ток на аккумуляторах в переменный 220В, который используется во всех бытовых электроприборах. Мощность инвертора ограничивает максимальную мощность электропотребителей, которые могут быть подключены к системе.
Теперь подробно остановимся на каждом из этих элементов системы, для того, чтобы понять, какое именно оборудование и в каком количестве, нам потребуется.
Как выбрать инвертор – преобразователь напряжения
Подбор оборудования для системы начинается с выбора инвертора. Все инверторы делятся на 2 группы по форме выходного сигнала – чистый синус (форма сигнала в виде синусоиды) и модифицированный синус (форма сигнала в виде ступенек или трапеций).
Если к системе будет подключаться любая индуктивная нагрузка: двигатели , компрессоры и т.д. то инвертор должен быть обязательно с чистым синусом на выходе. Т.е. если вы планируете подключать холодильник, насос, электроинструмент и т.д.
то инвертор должен на выходе выдавать чистую синусоиду.
Если же подключаемая нагрузка это телевизоры, зарядные устройства, освещение и т.д. то модифицированный синус вполне подойдет.
Таким образом чистый синус имеет более широкую область применения, но и цена у него существенно дороже чем у инверторов с модифицированным синусом.
Совет
Итак, мы определили тип инвертора, который нам нужен, далее нужно определить его номинальную мощность. Для того, чтобы это сделать, нужно просуммировать мощность всех электроприборов которые могут быть включены одновременно. Мощность каждого прибора можно найти в инструкции или на самом устройстве.
Например: холодильник (300Вт) + телевизор (70Вт) + насос (400Вт) + микроволновка (1000Вт) = 300Вт+70Вт+400Вт+1000Вт = 1770Вт. Соответственно в данном случае инвертор должен иметь номинальную мощность более 1770Вт. Кроме того важно понимать, что у некоторых приборов существуют пусковые токи, которые кратковременно появляются при запуске оборудования.
Эти пусковые токи могут быть в 5-7 раз больше чем номинальные. Это важно учитывать при выборе инвертора. Благо у каждого инвертора есть запас прочности – пиковая нагрузка и зачастую эта характеристика в 2 раза больше номинальной мощности.
Поэтому в данном примере инвертора номинальной мощностью 2000Вт хватит для обеспечения питанием указанных приборов, даже с учетом того, что у холодильника в момент пуска мощность может быть 300Вт*7=2100Вт.
Как рассчитать солнечные панели
Следующий вопрос – как рассчитать сколько солнечных батарей нужно установить, чтобы их было достаточно для обеспечения нужным количеством электроэнергии.
Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте выясним, сколько же электроэнергии мы потребляем. Это можно сделать умножив мощность электроприборов на время их работы, например: лампочка мощностью 50Вт работая в течении 3х часов, израсходует 50вт*3ч=150Вт*ч электроэнергии.
Таким образом, можно посчитать полное электропотребление за сутки, но есть и более простой способ – посмотреть показания электросчетчика за месяц и разделить на количество дней в месяце. К примеру: счетчик за месяц (30 дней) накрутил 150кВт*ч электроэнергии. В среднем за сутки получается 5кВт*ч электроэнергии.
Это значит, что массив солнечных панелей должен за солнечный день успеть сгенерировать такое же количество электроэнергии.
Обратите внимание
Солнечные панели бывают различного размера и мощности, и в каждом конкретном случае бывает удобнее использовать панели определенного размера, но, как правило, для средних и больших систем используются панели 250-300Вт, поскольку они наиболее оптимальны с точки зрения монтажа.
Мощность панели это как раз то количество электроэнергии, которая она вырабатывает при полной освещенности. Т.е. если на солнечную панель 250Вт в течении 3х часов под прямым углом будет светить солнце, то она выработает 250Вт*3ч=750Вт*ч электроэнергии.
Конечно в течении дня может быть достаточно облачно и мало света, поэтому та же самая панель при облачной погоде может вырабатывать в 3-4 раза меньше электроэнергии чем в солнечную погоду. Таким образом для грубой оценки такой подход в расчетах может подойти.
Например если нужна система, которая летом должна вырабатывать 5кВт*ч электроэнергии в день, при условии, что в среднем в течении 4х часов на панель будет светить солнце (4ч*250Вт=1000Вт), то нам понадобится не менее 5 таких панелей.
Для более точного расчета необходимо использовать так называемые таблицы солнечной инсоляции, в которых указаны средние значения солнечной освещенности на 1 кв.м. за сутки в разных регионах нашей страны. К примеру в Астрахани в июне на поверхность наклоненную на 35градусов к горизонту за месяц проникает 197.7 кВт*ч энергии.
За сутки в среднем получится около 6.6кВт*ч энергии. Конечно, не вся эта энергия будет преобразована в электрическую. У каждого модуля есть КПД (коэффициент полезного действия, не путать с КПД ФЭПа), в среднем это 16.5-17%. Это значит что нужно 6.6 кВт*ч умножить на 17%, в результате чего получим 1.
12кВт*ч в сутки с одного квадратного метра солнечных панелей. Зная нужное нам количество энергии в сутки, к примеру 5кВт*ч, мы можем определить нужную нам площадь солнечных панелей – 5кВт*ч/1.12кВт*ч=4.46м.кв. Солнечный модуль 250Вт имеет размеры 1650х990мм и площадь равную 1.64м.кв..
Таким образом 3х модулей по 250Вт будет достаточно для генерации 5кВт*ч электроэнергии в сутки на территории Астрахани в июне.
Важно
По такому принципу делаются профессиональные расчеты систем, поскольку нет более точных данных по работе солнечных панелей, чем статистические.
Сколько нужно аккумуляторов
Количество энергии которое может быть запасено в аккумуляторной батарее можно оценить по формуле «емкость умножить на номинальное напряжение». Например аккумулятор емкостью 100Ач и напряжением 12В, может запасти в себе 100Ач*12В=1200Вт*ч электроэнергии.
Зная, сколько энергии у нас расходуется в сутки, мы можем определить какая часть этой энергии расходуется из аккумуляторов в отсутствии солнца.
Но поскольку срок службы аккумуляторов на прямую зависит от глубины его разряда, и не рекомендуется разряжать аккумуляторы ниже 50%, мы рекомендуем делать расчет аккумуляторов исходя из суточного потребления, например в сутки потребляется 5кВт*ч, это 5000Вт*ч. Разделив потребление на 12В, получим требуемую емкость банка аккумуляторов 5000Вт*ч/12В=416Ач.
Т.е. 4 аккумулятора по 100Ач гарантированно не разрядятся полностью в течении дня, что позволит увеличить срок их службы, а также обеспечат необходимым количеством электроэнергии в отсутствии солнца – ночью.
Как выбрать контроллер заряда аккумулятора и что это такое можно прочитать по адресу: http://oporasolar.ru/articles/11066-kontrollery-zaryada . В этой статье мы не будем останавливаться на данном этапе.
Зима-Лето
Зимой солнца сильно меньше чем летом, поэтому если вы хотите полностью автономную систему, то все расчеты необходимо делать основываюсь на минимальных значениях солнечной инсоляции, которые, как правило наблюдаются в декабре-январе.
Так вы гарантированно обеспечите себе автономное питание в течении года.
К примеру в той же Астрахани, значение солнечной инсоляции в декабре в 4 раза меньше чем в июне, поэтому для автономной работы системы зимой, потребуется в 4 раза больше солнечных панелей.
Наличие внешней сети или генератора
Если у вас есть возможность подключиться к сети или генератору, то это позволит не покупать большое количество солнечных панелей, для обеспечения питанием в зимнее время. При длительном отсутствии солнца можно включить сеть или генератор для зарядки аккумуляторов не небольшой период времени до полной зарядки, и продолжать получать энергию от солнца.
На сегодняшний день есть большое количество инверторов со встроенным зарядным устройством аккумуляторов, вплоть до автоматического переключения на питание от сети в случае сильного разряда аккумуляторных батарей. Такие инверторы наиболее удобны в использовании и достаточно просты в подключении.
Таким образом, мы разобрались как можно сделать расчет солнечной электростанции, а если у вас остались вопросы вы можете позвонить нам и мы поможем вам разобраться!
OporaSolar, Сапожников Д.А.
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.
Совет
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 домаЕщё 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.
Обратите внимание
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.
Гибридная солнечная электростанция 3 кВт, модель: SA-3000
Модель: SA-3000
Код товара: 0800140
474 475 рублейНаличие: на удаленном складе в МосквеКупитьДоставка:
- по Москве — от 500 руб.
- по России — от 500 руб.
- самовывоз — по предзаказу
Гибридная солнечная электростанция SA-3000 предназначена для использования в частном доме в качестве системы автономного электроснабжения в период весна — осень или в качестве дополнительного источника электроэнергии с целью уменьшения счетов за электричество.
Главные особенности гибридной СЭС Victron SA-3000:
- возможность подмешивания солнечной энергии к сетевой, не используя ресурс аккумуляторов, что увеличит их срок службы до 10-15 лет (аккумуляторы не будут разряжаться и всегда будут заряжены на 100%, чтобы обеспечить электроснабжение дома при отключении сетевого напряжения, например, в момент аварии в сети);
- возможность ограничения потребления энергии от сети 220 Вольт на любом уровне (можно установить нулевое потребление от сети и пока достаточно энергии от солнечных панелей и/или от аккумуляторов, счетчик электроэнергии будет остановлен);
- отключаемая возможность продажи излишков электроэнергии в общую сеть (будет актуальна в будущем, когда в России разрешат продажу электроэнергии частным лицам);
- возможность временно увеличивать мощность подключения к сети, используя энергию солнца и энергию в аккумуляторах. При работе этой функции включается инвертор и его выходной ток подмешивается к току сети, увеличивая тем самым суммарную выходную мощность (при этом аккумуляторные батареи разряжаются, если недостаточно солнечной энергии);
- возможность локального наблюдения за работой системы с любого смартфона, планшета, ноутбука через WiFi;
- возможность удаленного наблюдения за работой системы из любой точки мира через интернет;
- возможность подключения 2 групп электропотребителей — одна группа с резервированием от АКБ (свет, холодильник, водяной насос, аудио и видеотехника, компьютерная техника и т.п.) и одна группа без резервирования (мощные электроприборы, например, бойлер, чайник, электроплитка и т.п.). При этом солнечная энергия будет равномерно распределяться между двумя группами при наличии сети, а при отключении сети — вся энергия пойдет на первую группу;
- все компоненты СЭС, кроме АКБ, имеют срок службы более 20-25 лет.
Мощности инвертора в системе достаточно для длительной работы любых электроприборов суммарной мощностью до 3 кВт с пиковой пусковой мощностью до 6 кВт. Например, для любого холодильника, освещения, телевизора, ноутбука, насоса, котла отопления (кроме электрического), любых электроинструментов, любых зарядных устройств, пылесосов, микроволновок и прочей бытовой техники. При необходимости увеличить мощность, можно добавить еще один инвертор или можно заменить инвертор на более мощный (вплоть до 15 кВт).
Шесть солнечных батарей суммарной мощностью 1,5 кВт будут выдавать в солнечную погоду в средней полосе России около 9 кВт*час электроэнергии в сутки. Т.к. весной и летом в средней полосе России в среднем около 20 солнечных дней в месяц, то в течение месяца среднесуточное поступление энергии от батарей составит около 5 кВт*час в сутки.
Годовая выработка электроэнергии в средней полосе России составит около 1500 кВт*час, а в регионах с высокой инсоляцией, например, в Крыму, до 2000 кВт*час. При этом нужно понимать, что распределение выработки электроэнергии по месяцам будет неравномерное и максимальная выработка будет в летние месяцы.
Получаемую от Солнца электроэнергию можно использовать, например, для питания следующих электроприборов:
Итого: 5 кВт*ч в сутки.
Используемый мощный контроллер заряда позволяет добавить в систему еще 500 Вт солнечных панелей. Кроме того, можно установить дополнительный контроллер и добавить в систему нужное количество панелей, что увеличит среднесуточную выработку электроэнергии.
- Правило добавления солнечных панелей:на каждый 1 кВт панелей необходимо добавить не менее 2 АКБ по 200 Ач.
Используемые в составе этого готового решения 4 гелевых аккумулятора емкостью 200 Ач и напряжением 12 Вольт, способны запасти около 10 кВт*час электрической энергии, которой хватит на 2 суток автономной работы при пасмурной погоде. При необходимости увеличения времени автономной работы до 4 суток, можно добавить в систему еще 4 АКБ.
Приведенный выше расчет сделан с учетом эксплуатации электростанции в период весна-лето. Поэтому нужно понимать, что при эксплуатации системы осенью-зимой или при расходе электроэнергии больше 5 кВт*час в сутки, будет периодически использоваться электроэнергия из сети, либо от установленного генератора (при отсутствии возможности подключения к сети).
Для справки: 5 кВт*час в сутки или 5*30=150 кВт*час в месяц — это типичное потребление электроэнергии в доме, где проживают 2-3 человека, при условии использования газовой плиты. Потребление в своем доме Вы можете проверить по счетчику электроэнергии или по квитанции на оплату за месяц.
При сборке электростанции в техническом отделе нашей компании, инвертор, контроллер и контрольная панель по желанию заказчика программируются на один из многих вариантов работы, например:
- Автономная работа без подключения к сети (вход инвертора настраивается на подключение генератора, автозапуск генератора “по сухому контакту реле” возможен после разряда АКБ до заданного уровня, при превышении заданной мощности нагрузки, по расписанию).
- Работа с постоянным подключением к сети 220 Вольт. В этом случае, при наличии энергии от солнечных батарей будет использоваться в первую очередь энергия Солнца, а при недостатке солнечной энергии — будет использоваться электроэнергия из сети. В случае отключения сети, ночью будет использоваться энергия из аккумуляторов, а днем — из аккумуляторов и солнечная энергия. Отдача излишков солнечной энергии в общую сеть запрещена.
- Работа с постоянным подключением к сети 220 Вольт и с резервным генератором. В отличие от предыдущего варианта, кроме использования сети происходит автоматическое использование дизельгенератора при отсутствии сети (автозапуск генератора возможен по различным настраиваемым параметрам).
На основе приведенного выше расчета потребления электроэнергии Вы можете сделать свой расчет и понять, достаточно ли для Вашего дома такой гибридной системы. Если её мощности недостаточно для Вашего случая, то мы поможем выбрать необходимые компоненты для Вас — звоните по телефону 8 (495) 619-39-43 или напишите нам.
Состав и параметры солнечной электростанции для дома
- Постоянное рабочее напряжение: 24 Вольта
- Переменное напряжение на выходе: 220 В, 50 Гц, чистый синус
- Тип входных контактов 220 В: винтовые клеммы для кабеля до 13 кв.мм. и кабель с вилкой
- Тип выходных контактов 220 В: винтовые клеммы для кабеля до 13 кв.мм. и кабель с колодкой с 3 розетками
- Максимальная выходная мощность: 3 кВт
- Продолжительность работы при отсутствии солнца на нагрузку 5 кВт*ч/сутки (при 100% разряде): 2 суток
- Температура эксплуатации оборудования: от -20°C до +50°C
- Температура эксплуатации солнечных панелей: от -40°C до +85°C
- Общий вес всех компонентов солнечной электростанции, кг: 440
Дополнительно возможна комплектация монтажным комплектом для солнечных панелей, стеллажом для АКБ и инвертора, программаторами для инвертора и контроллера и пр.
Опции:
- замена солнечных батарей на батареи другой мощности (150, 200, 260, 300, 320 Вт)
- замена аккумуляторов на аккумуляторы другой емкости и/или иного типа (OPzV)
- замена инвертора на инвертор другой мощности (2 кВт, 5 кВт, 10 кВт, 15 кВт)
- трёхфазная модификация гибридной СЭС на 380 Вольт
Монтаж электростанции:
При покупке солнечной электростанции Вы получаете подробную инструкцию по установке и эксплуатации этой модели со схемой соединений. Максимальное количество электрических соединений и настройка контроллера и инвертора уже сделаны при сборке и тестировании в техническом отделе компании Солнечные.РУ.
Покупателю остается только подключить аккумуляторы (прикрутить клеммы) и закрепить солнечные батареи, ориентировав их на юг.
Любой человек, даже не разбирающийся в электрике, сможет произвести монтаж в течение дня.
При необходимости, Вы можете заказать монтаж в нашей компании.
Возможно, Вам также понадобятся:
Используя эту форму, Вы можете отправить Ваше мнение об этом товаре, сообщить о неточности в описании или задать нам вопрос. Перед тем, как задать вопрос, посмотрите наш форум. Возможно, там уже есть ответ.
Установив на своём доме солнечные батареи, Вы забудете о проблемах с электричеством!
Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта, установка и характеристики
Альтернативная электроэнергетика достигает с каждым годом все больших масштабов.
Повышенный интерес к этому направлению вызван двумя извлекаемыми преимуществами: снижение затрат в перспективе и сохранение первозданности окружающей среды.
Сегодня прогрессивные методики добычи электричества добрались до построек, находящихся в частных владениях, этот вопрос мы сегодня и рассмотрим на Beton-area.com
Для снабжения частных владений постоянным электрическим током, на зданиях устанавливают солнечные батареи.
Важно
Ученые добились больших успехов, более 200 лет трудясь над усовершенствованием систем по превращению световых волн в электрический ток.
Рассмотрим преимущества и характеристики различных типов солнечных батарей, среднерыночную стоимость комплекта, особенности монтажа и эксплуатации автономных электростанций в частном доме.
Принцип работы солнечных батарей
В основе работы устройства лежит закон фотоэффекта. Под действием испускаемого солнцем электромагнитного излучения — видимого света — преобразователь из кремния или альтернативного материала испускает электроны. Таким образом фотоэлектрическая система, установленная на крыше частного дома, становится источником бесперебойного электроснабжения для его жителей.
Рассмотрение вопроса о стоимости солнечных батарей для дома правильно начинать со знакомства с существующими разновидностей фотоэлектрических установок. Сегодня этот рынок достаточно хорошо сформирован, так что потребитель имеет возможность выбрать систему, удовлетворяющую индивидуальные потребности семьи.
Комплект солнечных батарей обеспечит бесперебойную подачу электричества в доме
Какой комплект фотоэлектрической установки купить для частного дома
Развитие инженерной мысли привело к созданию трех основных категорий фотоэлектрических систем. Каждая из них имеет конструктивные и технологические особенности, отличается некоторыми нюансами функционирования.
Солнечные батареи I категории — автономные
Главное отличие систем этой группы — отсутствие подключения к централизованной сети электроснабжения. Оборудование, подключенное к установке, получает прямое питание. Автономные системы снабжены аккумуляторными батареями, что позволяет иметь бесперебойное электроснабжение в период недостатка солнечного света.
Солнечные батареи II категории — открытые
Данное оборудование подключаются к системе централизованного электроснабжения через инвертор. Аккумулятор не входит в комплект.
Когда уровень потребляемой мощности становится выше вырабатываемой, фотоэлектрическая система отключается, переводя приборы на питание от основной электросети. В противоположной ситуации блокируется центральная электросеть.
Это наиболее экономный и надежный вариант. Однако при полном отсутствии централизованного электропитания работа системы невозможна.
Солнечные батареи III категории — комбинированные
Особенностью установки является поступление излишне выработанной электроэнергии в основную сеть. Солнечные батареи с такой комплектацией наиболее дорогостоящие.
Стоимость солнечной электростанции для частных владений
Решившись переходить на экономный режим снабжения дома электричеством, важно учитывать цены не только на комплект, но также на его установку и обслуживание. Конкретную стоимость солнечных батарей назвать довольно трудно, так как на ее формирование оказывает влияние больше, чем один фактор.
На цену комплекта влияет:
- категория системы;
- мощность;
- качество;
- производитель.
Узнать приблизительную стоимость комплекта автономной электростанции для дома, поможет расчет на основании доступных данных. Известно, что для выработки 1 Вт мощности требуется затратить порядка 60 рублей.
Нетрудно подсчитать затраты на приобретение комплекта, вырабатывающего 100-200 Вт мощности (достаточной для небольшого дома) — 6000-12000 руб.
Стоит учесть, что этот расчет охватывает вниманием фотоэлектрическое оборудование самого низкого качества.
Совет
За комплект I категории, характеризующемся номинальной мощностью 2 кВт придется заплатить по меньшей мере 120 000 руб.
При выборе комплекта солнечных батарей для частного дома важно также учитывать гарантию бесперебойного обеспечения электроэнергией. Это особенно важно для поддержания стабильной работы установленных в доме систем отопления, наружного и внутреннего слежения, пожарной сигнализации и компьютерного обеспечения.
Цена неполного комплекта фотоэлектрической системы
Чтобы понять, насколько целесообразно в конкретном случае приобретение комплекта солнечных батарей для дома, нужно сделать следующее: соотнести стоимость единицы мощности, производимой централизованной электросетью с ценой на такой же объем мощности, преобразуемой из солнечного света. Проведение сравнения ныне действующих цен, показывает, что такое соотношение составляет 8-9 раз в пользу фотоэлектрического оборудования.
Выходящее напряжение солнечных батарей —12 В, 24 В и более. Характеристики элементов комплекта позволяют применять их отдельно, без подключения всего комплекта. Напомним, для получения 1 Вт необходимо затратить около 60 рублей на фотоэлектрическое оборудование.
Для получения 1 Вт из солнечной энергии необходимо потратить около 60 рублей
Перейдем к конкретике локального использования.
Например, если для освещения маленькой площади вам необходима лампочка на 25 Вт, рассчитанная на напряжение 12 В, для этой цели можно приобрести солнечную батарею с подходящими параметрами, которая обойдется приблизительно в 2000 рублей.
К необъемной фотоэлектрической системе можно подключить маленький колодезный насос с параметрами — 200 Вт и 24 В. Основанная на нем система полива будет служить более 10 лет и обойдется около 12 000 руб.
Комплект солнечных батарей на дачу
Планируя использование фотоэлектрической системы на даче, важно учесть несколько нюансов:
- стабильность централизованной подачи электричества в районе;
- риск возникновения кражи в период отсутствия на даче;
- необходимая мощность электрификации.
Чаще всего на даче устанавливают комплект солнечных батарей I категории, то есть автономного типа. Автономное электроснабжение для здания с малым энергопотреблением финансово выгодно. В некоторых случаях используют мобильный комплект.
Интересно! По данным, полученным путем анализа, выявлено, что выгодным является использование фотоэлектрических установок для дачного дома с площадью до 300 м².
Cистема солнечного автономного отопления для дома
На солнечной энергии построена работа не только фотоэлектрических систем, но и коллекторов для отопления и подогрева воды. При использовании качественной установки можно сэкономить свыше 30 % средств, уходящих на эти нужды.
Солнечный коллектор представляет собой панель толщиной 10 см с площадью 1 × 2 м. Разновидности в пределах указанных габаритов разнятся между собой коэффициентом потери тепла, который отражает количество тепловой энергии, передаваемой жидкому теплоносителю. Для одной современной панели солнечного коллектора эта величина составляет 1,2-5 Вт/м² × °К.
Стоимость отопительной системы на солнечной энергии
Важно понимать, что когда речь идет о цене солнечной теплостанции для дома, обычно подразумевается приобретение полного комплекта. В него входит насос, бак, аккумулятор и другие составляющие. За такой набор в среднем нужно отдать от 100 до 170 тыс. рублей. Стоит отметить, что при покупке системы отечественных производителей можно сэкономить порядка 50-60 тыс. рублей.
Если рассмотреть стоимость отдельно взятой панели солнечного коллектора, то за 1 м² при коэффициенте потери тепла 2,7 придется отдать 18-20 000 рублей. Отечественный аналог обойдется в среднем на 15 % дешевле, китайский — на 40 %.
Важно! Стоимость горячей воды можно сократить более чем в половину, если совместить системы коллекторов и батарей, работающих на излучении дневного светила.
Цена одной панели солнечной батареи и целого комплекта от разных производителей
Альтернативная энергетика, направленная на преображение солнечного излучения в постоянный ток, стремительными шагами движется вперед. Количество компаний, производящих подобные системы, увеличивается с каждым годом. Лидирующее место в производстве солнечных устройств для получения электричества и тепла занимает Китай.
Средняя стоимость панели (200 Вт) / комплекта (2 000 Вт) солнечных батарей от разных производителей (в рублях):
- Китай — Helios Haus, Suntech и др. — 12 000 / 140 000
- Россия — ТСМ и Hevel Solar — 16 000 / 170 000
- Европа — Viessmann Group, Solarworld и др. — 16 000 / 220 000
- Азия — Motech, Kyocera, Sanyo и др. — 13 000 / 16 000
- США — First Solar — 27 000 /38 000
Если взять для примера более мощный комплект — 5 000 Вт — от китайского производителя, то он обойдется примерно в три раза дороже.
Зависимость стоимости комплектов солнечных батарей от качества обслуживания
Прежде чем решится на покупку, необходимо поинтересоваться не только стоимостью комплекта солнечных батарей и надежностью фирмы-производителя, но и качеством оказываемых услуг фирмы-поставщика.
Привлекательно низкая стоимость комплекта для энергоснабжения дома может объясняться следующими ограничениями услуги:
- не проводится предварительный расчет;
- не производится проектирование;
- предоставляются не все комплектующие;
- комплект доставляется, но не монтируется;
- не производится логистика;
- не производится сервисное обслуживание.
Очень важно найти продавца, который оказывает помощь в установке солнечных систем, начиная с проектирования, предоставляет все комплектующие и включает гарантийное обслуживание в период эксплуатации. Сотрудничество с надежной фирмой-продавцом, работающей с качественной продукцией и с настроем на удовлетворение нужд покупателя — залог хорошего настроения и спокойствия.
Перспективы в развитии солнечной энергетики
Батареи и коллекторы, работающие на природном освещении становятся доступными все большей части населения способом добычи электричества и тепла.
Возрастает эффективность подобных устройств и удобство в эксплуатации. В будущем, с развитием этой отрасли электроэнергетики, на автономное обеспечение перейдет огромное количество семей.
Это принесет с собой безопасность с экологической точки зрения.
Современное оборудование, преображающее солнечный свет в энергию и тепло, надежно и в перспективе прослужит много лет. Фотоэлектрические системы и солнечные коллекторы для частных домов — уверенный шаг в будущее. Это качество, надежность и безопасность.
Смотрите видео: Солнечные батареи для дома
