Calculul bateriei și bateriilor solare, setului de centrale solare

Creat: 19 decembrie 2019

Foarte des, atunci când solicită selectarea echipamentului sau când aleg o centrală solară, clienții își pun întrebarea: Cum să calculăm puterea și numărul de panouri solare și baterii și ce putere să alegem o centrală solară. În acest articol vom încerca să abordăm această problemă și voi încerca să explic într-un limbaj simplu, fără a intra în detalii, cum să facem acest lucru.

În primul rând, trebuie să aflați câtă energie electrică consumați pe zi., acest lucru se poate face luând valorile medii lunare ale contorului de energie electrică și împărțind la 30 de zile. Deci, obținem consumul mediu pe zi. De exemplu, norma socială în RO pentru două persoane este de 234kW, ceea ce înseamnă aproximativ 8kWh de electricitate pe zi. În consecință, avem nevoie de panouri solare pentru a genera aceeași cantitate de energie pe zi.

Calculul numărului de panouri solare și a capacității acestora

Din moment ce panourile solare generează energie electrică numai în timpul zilei, atunci acest lucru trebuie luat în considerare în primul rând, merită de asemenea înțeles că ieșirea în zilele înnorate și iarna este foarte redusă și poate reprezenta 10-30 la sută din puterea panoului. Pentru simplitate și comoditate, vom calcula din aprilie până în octombrie, până la ora zilei, producția principală se desfășoară între orele 9:00 și 17:00, adică 7-8 ore pe zi... Vara, intervalele vor fi desigur mai lungi, de la răsăritul soarelui până la apusul soarelui, dar în aceste ore producția va fi mult mai mică decât cea nominală, deci facem o medie.

Citește și: Alegerea unui încălzitor diesel bun pentru garajul și cabana dvs. de vară

Deci 4 panouri solare cu o capacitate de 250W. (1000W total). Se vor genera 8 kWh de energie pe zi, adică pe lună este de 240 kWh. Dar acesta este un calcul ideal, așa cum am spus mai sus, în zilele înnorate, ieșirea va fi mai mică, deci este mai bine să luați 70% din ieșire, 240 * 0,7 = 168 kWh. Acesta este un calcul mediu fără pierderi în invertor și baterii. De asemenea, această valoare poate fi utilizată pentru a calcula o centrală solară de rețea în care bateriile nu sunt utilizate.

Înainte de a calcula panourile solare pentru casa ta

Ce este important să știți în avans? De fapt, instalarea panourilor solare este o afacere responsabilă, iar calculele preliminare nu numai că vor economisi bani, dar vor crea și un sistem eficient din punct de vedere energetic, luând în considerare toate elementele.

Trebuie să începeți cu consumul de energie electrică în casa dvs. Pentru a înțelege cum să calculați numărul de panouri solare pentru casa dvs., trebuie să începeți cu acest lucru. De exemplu, aveți nevoie să creați o sursă de energie electrică autonomă pentru un cazan electric și patru becuri. Este foarte simplu să calculați consumul: este suficient să întocmiți un tabel al unui astfel de plan:

Element consumator din rețea	Putere în W	Câte dispozitive?	Cât timp de lucru este așteptat pe zi	Valoare primită pe zi (Wh)
Cazan electric	2000	1	4	4000
Lampa incandescentă	100	4	3	1200
Cantitate	2100	5200

Cum se folosește un astfel de semn? Aflați cât consumă un anumit dispozitiv în wați. Câte dispozitive de fiecare tip există? În exemplu, un cazan și patru lămpi cu incandescență. Următorul: la ce oră de lucru se așteaptă pe zi? de exemplu, cazanul va funcționa timp de patru ore, lămpile timp de trei. Înmulțim coloanele orizontal între ele. De exemplu, pentru un cazan va fi 2000x1x4 = 4000 Wh (consumat de un dispozitiv specific pe zi). Apoi rezumăm toate citirile obținute, aflăm consumul total de energie pe zi. În cazul exemplelor, acesta este de 5200 Wh

Calculul bateriilor pentru o centrală solară

În continuare, să trecem la calcularea capacității bateriei pentru panourile solare.Cantitatea și capacitatea lor ar trebui să fie astfel încât energia care este stocată în ele să fie suficientă pentru timpul întunecat al zilei, merită luat în considerare faptul că consumul de energie electrică pe timp de noapte este minim, comparativ cu activitatea din timpul zilei.

Baterie de 100 Ah stochează aproximativ 100A * 12V = 1200W. (un bec de 100W va funcționa dintr-o astfel de baterie timp de 12 ore). Deci, dacă consumați 2,4 kWh pe noapte. electricitate, atunci trebuie să instalați 2 baterii de câte 100Ah fiecare. (12V), dar aici trebuie avut în vedere faptul că nu este de dorit să descărcați bateriile cu 100% și mai bine nu mai mult de 70% -50%. Pe baza acestui lucru, obținem cele 2 baterii de 100Ah fiecare. va stoca 2400 * 0,7 = 1700Wh. Acest lucru este adevărat atunci când se descarcă cu curenți mici, atunci când se conectează consumatori puternici, se produce o cădere de tensiune și capacitatea scade de fapt.

Dacă doriți să calculați cantitatea de baterie necesară pentru o baterie solară, mai jos este un tabel de corespondență (pentru un sistem de 12 V.):

Baterie solara 50W. - baterie 20-40 A.h.
100W. - 50-70 A.h.
150W. - 70-100 A.h.
200W. - 100-130 A.h.
300W. - 150-250 A.h.

Ce să numeri în continuare?

Este necesar să determinați cât de multă radiație cade pe an în mod specific în zona dvs.unde locuiți și unde se află casa. Astfel de indicatori pot fi solicitați fie de la serviciul meteorologic, fie puteți găsi tabele pentru zona dvs. pe Internet. Apropo, Google are un serviciu excelent care vă permite să determinați nivelul radiației solare, dar nu este disponibil în toate țările. Prin urmare, cea mai ușoară opțiune este să găsiți tabele pe World Wide Web. Iată câteva dintre ele, radiația solară este indicată în „kWh / m² / zi”:

Nivelul mediu lunar al radiației solare în Rusia

Nivelul mediu lunar al radiației solare în Ucraina

Nivelul mediu lunar al radiației solare în Belarus

Mai departe: cum se calculează puterea unui panou solar? De exemplu, să vedem în tabel citirile pentru Kiev. Aici, cele mai eficiente luni în ceea ce privește insolația sunt mai și iulie, cu un indicator de 5,25. Un alt punct important este să țineți cont de pierderea încărcării bateriei. Acest indicator poate fi vizualizat în documentația pentru echipamente sau întrebați specialiștii, dar de multe ori această cifră este de aproximativ 20%. Adică, trebuie să facem în calcule „suprapunerea” asupra depășirii încărcării și descărcării bateriei. Astfel, această cifră va fi 1,2 - unde 1 (sau 100%) este calculat de 5200 Wh pe zi de consum, iar 0,2 (20%) este depășirea bateriei. Deci un exemplu:

L = 5200 × 1,2 = 6240 Wh sau 6,24 kWh

Acum mai departe. Următoarea formulă se bazează pe factori de corecție, pentru vară este 0,5 și pentru iarnă este 0,7. Acești factori vor ajuta la calcularea producției unui panou pe zi. În funcție de sezon și de nivelul de insolație. De exemplu, instalăm panouri cu o putere de 130 W:

L = 0,5 × 130 × 5,25 = 341,25 Wh L = 0,7 × 130 × 0,86 = 78,26 Wh

Unde, respectiv, prima formulă afișează rezultatul în vară, cea mai eficientă lună a anului (date preluate din tabel). A doua formulă este cea mai ineficientă lună de iarnă.

Citește și: Geysers Proton: recenzie, recenzii, defecțiuni

Acum trebuie să împărțiți 6240 Wh obținut în primul exemplu, împărțiți la rezultatele obținute în a doua și a treia formulă:

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

Deci, rezultatele obținute sunt numărul nostru de panouri necesare pentru a genera un indicator de energie dat. În consecință, vor fi necesare 18 panouri pentru perioada de vară și 80 pentru perioada de iarnă. Acesta este modul în care pot fi diferiți indicatori pentru diferite perioade ale anului. Desigur, astfel de calcule nu sunt pe deplin exacte și, de fapt, există mult mai mulți factori care afectează producția de energie. Puteți citi despre acestea în articolul despre instalarea panourilor solare.

Eficiența poate fi afectată semnificativ de unghiul de înclinare a panourilor, de prezența unităților care rotesc panourile spre soare sau de absența acestora. În cele din urmă, aș dori să spun că este puțin probabil ca bateriile să vă poată alimenta casa cu energia necesară, numai dacă nu aveți suprafețe mari pentru panouri solare.Dar, totuși, principalul avantaj al bateriilor este că puteți oricând crește puterea adăugând panouri noi. Sau prin înlocuirea unor celule solare cu altele, mai puternice.

Puterea și pierderile invertorului

Acum, în ceea ce privește invertorul, acesta are, de asemenea, propria eficiență, care este de aproximativ 75-90%, adică toate valorile obținute ale producției și rezervei de energie pot fi atribuite acestor procente. Ca rezultat, este mai bine să luați o rezervă dublă de capacitate pentru baterii, deci cu un consum de 2400Wh pe noapte, instalați 4 baterii cu o capacitate de 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Puterea invertorului arată sarcina nominală care poate fi conectată la acesta., adică numărul și tipul aparatelor de uz casnic.

Ca urmare, obținem o centrală solară de 2,5 kW:

Panouri solare 4buc. 250W fiecare. Generare pe lună 170-240 kWh (36 mii ruble)
Baterie de 100 Ah fiecare. 4 lucruri. stoc până la 4800 wați. (Baterii AGM 50 mii ruble)
Putere nominală a invertorului de 2,4 kW a echipamentului conectat (27 mii)

Total 113 mii de ruble. pentru un set de echipamente.

Soiuri de module solare pentru casă

Panourile solare modulare sunt formate din convertoare fotovoltaice. În producție, sunt produse două tipuri de astfel de dispozitive.

Diferența dintre convertoare este în tipul de semiconductori din siliciu:

Policristalin... Astfel de celule solare sunt obținute prin răcirea prelungită a topiturii de siliciu. Deși această tehnologie reduce semnificativ costul procesului de producție și face produsele mai accesibile pentru cumpărători, eficiența lor nu depășește 12%.
Monocristalin... În acest caz, vorbim despre creșterea artificială a cristalelor de siliciu, care sunt apoi tăiate în napolitane subțiri. Această metodă este considerată cea mai scumpă, dar oferă o eficiență mai mare. Valoarea sa medie fluctuează în limita a 17%, cu toate acestea, există fotocelule bazate pe cristale unice și cu rate mai mari.

Fotocelulele pe bază de policristale au o formă pătrată plană și o suprafață cu o structură neomogenă. În același timp, celulele solare monocristaline au o structură uniformă a suprafeței și o formă pătrată cu colțuri tăiate.

Cu o capacitate egală de panouri solare pentru o casă, prima versiune a panourilor este mai mare decât a doua, deoarece acestea sunt mai puțin eficiente. Deși costul panourilor policristaline este cu aproximativ 10% mai mic, pentru care sunt populare.

Putere electrocasnice, consum de energie electrică

Acum, în ceea ce privește consumatorii și capacitatea acestora, iată principalele:

Televizor LED - 50-150W.
Frigider clasa A - 100-300W. (numai când compresorul funcționează)
Caiet - 20-50W
Lampă cu economie de energie - 30W, LED 3-9W
Cazan montat pe perete (electronică + pompă încorporată) - 70-130W.
Router - 10-20W.
Aer condiționat 9 - 700-900W.
E-mail Ceainic - 1500W.
Cuptor cu microunde - 500-700W.
Mașină de spălat - 600 - 900W.
DVR + 4 camere - 30-50W.

Toate puterile sunt indicate pe oră de funcționare a dispozitivului, trebuie avut în vedere faptul că majoritatea dispozitivelor funcționează pentru o perioadă scurtă de timp, ceainicul este încălzit timp de 5 minute, frigiderul pornește la fiecare 2-3 ore timp de o oră pentru a menține ritmul. Pompa cazanului funcționează și pe măsură ce temperatura lichidului de răcire este menținută. De asemenea, puteți calcula alte dispozitive conform acestui principiu.

Calculul indicatorilor de bază - câte baterii sunt necesare și ce putere

Înainte de a începe calculele, trebuie pregătit un tabel special în care vor fi introduse datele obținute. Ar trebui să existe 30 de coloane verticale și orizontale - în funcție de numărul de aparate de uz casnic utilizate de proprietari.

Etapa preliminară

Prima coloană va indica numărul de comandă al aparatului de uz casnic. I-am dat numele în a doua coloană. A treia coloană este puterea fiecăruia dintre dispozitive. În următoarele 24 de coloane, trebuie să introduceți orele de la 01 la 24.

Citește și: Ce încălzitor alege - infraroșu, ulei sau convecție?

În aceste celule, sub formă de fracții zecimale, vom introduce următoarele date:

numeratorul reprezintă perioada fiecărui dispozitiv pentru o anumită oră (în zecimal);
numitorul este puterea individuală a aparatului electric (o astfel de repetare facilitează procesul de calcule ulterioare).

Coloana 28 este destinată să rezume timpul total de funcționare al aparatului electric într-o zi. Următoarea coloană conține date despre consumul de energie al unui dispozitiv individual pentru ultima zi - această cifră se obține prin înmulțirea perioadei de funcționare cu consumul de energie. În ultima coloană verticală, notele sunt înregistrate, de exemplu, rezultatele calculelor intermediare.

Cum se calculează corect puterea?

Ce indică puterea panoului? Dacă, de exemplu, este egal cu 240 W, atunci va da atât de mult la 1000 W / mp. expunere la soare.

Este clar că grinzile nu cad pe panou cu aceeași intensitate pe tot parcursul anului și în timpul zilei, prin urmare, lucrând de la 4 la 6 ore în sezonul rece, este capabil să livreze 1440 W / h.

În perioada de vară, durata muncii crește, ajungând la 8-10 ore.

Indicatorul maxim crește și el, apropiindu-se de marca 2400 W / h. Acest lucru este ideal. De fapt, este corectat pentru insolare.

Un exemplu de calcul al consumului de energie al dispozitivelor

În casă există întotdeauna frigider, televizor, computer, mașină de spălat, cazan, fier de călcat, cuptor cu microunde și alte aparate de uz casnic, fără de care viața devine incomodă. În plus, cel puțin 100 de becuri sunt utilizate pentru iluminat (să fie eficiente din punct de vedere energetic). Toate acestea ar trebui luate în considerare atunci când se calculează puterea panourilor solare instalate în casă.

Tabelul conține date despre puterea lor, timpul de funcționare, consumul de energie etc. Toți lucrează pe tot parcursul anului:

Aparat	Putere	Durata de utilizare pe zi	Consum zilnic
Becuri	200 wați	aproximativ 10 ore	2 kWh
Frigider	500 wați	3 ore	1,5 kWh
Caiet	100 wați	până la 5 ore	0,5 kWh
Mașină de spălat	500 wați	ora 6	3 kWh
Fier	1500 wați	1 oră	1,5 kWh
Televiziune	150 wați	ora 5	0,8 kWh
Cazan 150 litri	1,2 kW	ora 5	6 kWh
Invertor	20 wați	24 de ore	0,5 kWh
Controlor	5W	24 de ore	0,1 kWh
Cuptor cu microunde	500 wați	2 ore	3 kWh

După ce am făcut un calcul simplu, ajungem la consumul total zilnic de energie - 18,9 kW / h. La aceasta trebuie să adăugăm puterea echipamentelor suplimentare, care nu sunt folosite în fiecare zi - un ceainic electric, un robot de bucătărie, o pompă, un uscător de păr etc. În medie, se va obține cel puțin 25 kW / h pe zi.

Iti recomandam:

Invertor pentru panouri solare: tipuri, prezentare generală a modelelor, caracteristici de conectare, criterii de selecție și preț
Cele mai bune invertoare solare hibride: asemănări și diferențe, preț, de unde să cumpărați - TOP-6
Lanternă de camping pe baterii solare: caracteristici, funcții, caracteristici, preț - TOP-7

În consecință, consumul lunar de energie este de 750 kWh. Pentru ca costurile actuale să fie acoperite, bateria solară trebuie să producă cel puțin cifra finală, adică 750 kW.

Dacă calculul se efectuează pentru un panou solar planificat pentru instalare într-o casă de țară, unde există mai puține dispozitive și utilizare sezonieră, este clar că această cifră va fi mult mai mică.

Cum se calculează consumul de energie electrică într-o casă?

Scopul principal al calculelor este de a afla câte panouri solare sunt necesare pentru casa dvs. particulară. În același timp, dacă puterea panoului solar este indicată de producător, atunci nevoile gospodăriei dvs. și cantitatea reală de energie electrică pe care un astfel de panou o poate oferi pe zi trebuie calculate independent.

Începând cu dreptul de proprietate asupra locuinței, apare imediat întrebarea: cum să numărăm? Există două opțiuni aici, în funcție de dacă aveți un contor electric:

Dacă aveți un contor și luați citiri din acesta în fiecare lună, atunci este ușor să calculați consumul zilnic de energie electrică. Este necesar să împărțiți indicatorul lunar la numărul de zile. Energia consumată este calculată în kWh. De exemplu, cheltuiți 90 kWh pe lună. Această cifră trebuie împărțită la 30 și veți obține un consum zilnic de 3 kW • h.
A doua opțiune este mai complicată. Dacă dintr-un anumit motiv nu plătiți electricitatea (de exemplu, nu ați adus-o încă la noua dvs. casă), atunci pentru a calcula va trebui să faceți o listă completă a tuturor aparatelor electrice pe care le aveți, aflați energia consumată de toată lumea pe zi și, adăugând totul împreună, obțineți rezultatul dorit. Adică, trebuie să luați puterea dispozitivului care consumă energie electrică (este, de regulă, indicat de producător) și să vă înmulțiți cu numărul de ore în care va funcționa acest dispozitiv. De exemplu, o lampă incandescentă standard are o putere de 100W și va funcționa pentru dvs. presupus 6 ore pe zi. Aceasta înseamnă că, pentru a calcula consumul de energie electrică, 100 trebuie înmulțit cu 6. Se dovedește 600W • h. Aveți trei astfel de lămpi și toate funcționează în același mod. Aceasta înseamnă că consumul zilnic al unei lămpi trebuie înmulțit cu 3. Obțineți 1800W • h. În mod similar, se calculează consumul de energie electrică al tuturor unităților consumatoare din casă.

Setarea nivelului de tensiune pentru panourile solare

Pentru a înțelege câtă energie oferă panourile solare, trebuie să determinați nivelul tensiunii de funcționare a acestora. Această valoare este întotdeauna un multiplu de 12 volți, deoarece această tensiune este tipică pentru majoritatea bateriilor. Cele mai frecvent utilizate invertoare, regulatoare și panouri solare cu tensiuni de 12, 24 sau 48 de volți.

Pentru sistemele cu un nivel de tensiune mai ridicat, pot fi utilizate cabluri de alimentare cu o secțiune transversală mai mică, ceea ce asigură o fiabilitate ridicată a conexiunilor.

În același timp, bateriile de 12 volți, dacă se rup, pot fi înlocuite una câte una. O caracteristică a funcționării bateriilor cu o tensiune de 24 volți va fi necesitatea de a înlocui nodurile doar în perechi. În cazul utilizării unui sistem cu o tensiune de 48 de volți, va fi necesar să schimbați 4 baterii simultan amplasate pe aceeași ramură. În plus, manipularea neglijentă a bateriilor de 48 de volți poate duce la electrocutare.

Tensiunea de funcționare a sistemului electric afectează în mod direct cât oferă panoul solar. Acest factor este luat în considerare la selectarea echipamentului necesar.

Relația dintre puterea invertorului și sarcinile de vârf arată astfel:

3-6 kW - 48 volți;
1,5-3 kW - 24 sau 48 volți;
până la 1,5 kW - 12, 24 sau 48 de volți.

În exemplul luat în considerare, alegerea dintre dificultățile de înlocuire a bateriilor și fiabilitatea cablării va fi făcută în favoarea acestora din urmă. Nivelul de tensiune de funcționare va fi de 24 de volți.