Якщо ви вирішили заощадити на витратах електроенергії та встановити власну сонячну електростанцію в будинку або на дачі, тоді необхідно почати з розрахунків показників споживання енергії, так і потужності сонячних панелей. Це найважливіший та трудомісткий процес, який стане запорукою правильної роботи сонячної системи та вироблення потрібної кількості струму для забезпечення всіх потреб. Крім того, розраховані показники зможуть послужити основою збільшення ефективності або економії енергії.
Показник потужності сонячної батареї
Якщо подивитися опис різних моделей сонячних батарей, можна звернути увагу, що показником виміру виступає номінальна потужність (Вт). Цей показник і служитиме головним критерієм для оцінки потужності сонячної батареї. Номінальна потужність вказується з розрахунку, що у 1 кв. метр панелі надходитиме 1 кВт сонячної енергії. Тобто ви зможете розраховувати на такий показник потужності батареї, якщо у місці, де розташована сонячна система, температура не менше 25 градусів, орієнтація модулів на південь з урахуванням кута нахилу та відсутня затемнення.
Навіщо потрібен розрахунок потужності сонячних батарей
Сьогодні на ринку представлена величезна кількість сонячних батарей, вони відрізняються не лише виробником та ціною, а й своїми технічними характеристиками. Потужність – це головний показник, від якого необхідно відштовхуватись, якщо ви хочете отримати вигоду від встановлення сонячної системи. Важливо розуміти, що неправильно проведений розрахунок або взагалі відсутність будь-яких аналізів за планованою потужністю можуть призвести до незадоволення ваших електричних потреб у будинку, тоді доведеться використовувати додаткове харчування від мережі або обмежувати себе в електроприладах. У результаті складна задумка із сонячними батареями втрачає весь сенс.
Порядок розрахунку
Щоб розрахувати необхідну потужність батареї, яка покриє ваші витрати електроенергії, потрібно провести низку дій, заснованих на точних розрахунках.
Визначення споживаної енергії
Починати треба насамперед із розрахунку необхідної енергії для забезпечення вашого будинку. Зробити це можна двома способами: перший – подивитися на лічильнику, скільки електроенергії ви витрачаєте за місяць чи на добу, а другий – зробити детальніший розрахунок. Щоб зробити другий варіант розрахунку, потрібно взяти папір з ручкою та скласти список усіх електроприладів, які є у вашому домі. Кількість споживаної енергії кожним пристроєм потрібно помножити на кількість годин роботи, а потім усі отримані показники скласти та отримати загальну витрату, яку мають покривати сонячні батареї.
Нижче наведено приблизні значення електроприладів, що найчастіше використовуються в будь-якому будинку.
| Електроприлад | Ватт | Скільки годин роботи на добу | Вт/година |
| Холодильник | 250 | 24 | 6000 |
| Компьютер | 100 | 4 | 400 |
| Пральна машина | 500 | 1 | 500 |
| Електрочайник | 1000 | 0.3 | 300 |
| Телевізор | 150 | 6 | 900 |
| Радіоприймач | 4 | 2 | 8 |
| Економлампа 1 | 20 | 6 | 120 |
| Економлампа 2 | 15 | 4 | 60 |
| Економлампа 3 | 10 | 2 | 20 |
Підсумувавши останню колонку в таблиці, ви зможете порахувати добову витрату електроенергії. Однак тут не все так просто. Це не буде кінцевою цифрою для вибору потужності сонячної батареї та їх кількості. Додатково потрібно буде додати близько 30% енергії, що споживається, на обслуговування обов’язкових пристроїв для роботи сонячної системи – акумулятора та інвертора. Крім того, сонячними батареями генерується постійний струм, який згодом за допомогою інвертора переробляється на змінний з підвищенням напруги для обслуговування будинку (220В), де ще губиться близько 20%. І ще потрібно додати близько 10%, які підуть на пускову потужність електроприладів. Так як при запуску техніка перші кілька хвилин споживає в 3, а то й у 5 разів більше, ніж заявлена енергія.
Рівень інсоляції
Суть сонячних батарей полягає у виробленні енергії за рахунок впливу променів сонця на фотоелементи із спеціальним складом. Чим більша сонячна радіація, тим вища продуктивність панелей. Максимальна ефективність зафіксована при попаданні променів поверхню пластин під кутом 90 градусів, тобто перпендикулярно. Відповідно вночі енергія не виробляється, а використовується та, що накопичилася в акумуляторі за денний час. Тому дуже важливо правильно встановити сонячну панель та розрахувати її працездатність залежно від клімату того чи іншого регіону.
Рівень сонячної інсоляції – це ще один важливий показник, який необхідно враховувати щодо потужності сонячної батареї. У кожному регіоні він різний і дає чітке поняття, скільки сонячного тепла припадає на одиницю площі панелі. Якщо ви мешкаєте в регіоні з невеликим рівнем інсоляції, тоді вам потрібно буде купувати або більш потужний пристрій, або більшу кількість для повного забезпечення будинку електроенергією. Розраховувати самостійно показник інсоляції не потрібно. Його значення представлено у спеціальних довідниках, які можна знайти без проблем в Інтернеті. Подібна інформація також наведена на метеорологічних сайтах. Зазначена інформація може бути подана як за рік, так і окремо за місяцями (для великих міст).
Вибір потужності панелей
Залежно від розрахованої кількості споживаної енергії, кількість сонячних батарей може бути різною. Також слід враховувати, які завдання покладено на батарею – повна продуктивність або використання її як додаткове джерело живлення, якщо у вашому будинку часто бувають перебої. Якщо ви хочете покрити всі електровитрати в будинку, тоді доведеться добре витратитися та купувати пристрої з високою потужністю та продуктивністю.
Потужність панелі безпосередньо залежатиме від кількості енергії, що споживається як електроприладами в будинку, так і технічними пристроями, які є обов’язковими для роботи сонячної станції. Тут не можна не врахувати і кількість сонячних днів на місяці, рівень інсоляції, частоту зміни кута нахилу. Максимальна продуктивність панелі спостерігається не більше 7 годин на добу і то за умови, що небо чисте, а вночі взагалі не буде ніякого вироблення, відповідно при співвіднесенні енергії з потужністю батареї не можна прирівнювати ці два показники. Потужність має бути на 30-40% більше.
Для прикладу можна взяти батарею із зазначеною потужністю 1кВт. Це значення потрібно помножити на кількість годин роботи панелі з максимальною продуктивністю, приплюсувати додаткові витрати на постачання інвертора та акумулятора, а також той час, коли сонячне світло відсутнє. В результаті ви зможете отримати вироблення однієї батареї. Якщо показник занадто маленький, тоді потрібно придивитися до батарей з вищою потужністю, однак і ціна їх буде вищою.
Розрахунок потужності сонячних батарей
Розрахунок кількості панелей
Отже, ми визначилися, що потужність панелей вимірюється у Вт. Щоб зробити розрахунок, нам знадобляться всі раніше отримані значення, а саме:
- Кількість споживаної електроенергії.
- Рівень інсоляції у вашому регіоні.
- Потужність однієї батареї.
Формула для розрахунку виглядає так:
W = k*Pw*E/1000, де
до – фіксоване значення/коефіцієнт 0,5 у літній період та 0,7 у зимовий.
Рw – потужність.
Е – значення інсоляції за вибраний період.
Отже, припустимо, що ви прорахували добове споживання енергії, яке дорівнює 5600 Вт. Скоригуємо це значення на 30% з урахуванням потреб інвертора, акумулятора та перетворення енергії. В результаті виходить 5600 * 1,3 = 7280Вт, можна округлити до 7300 Вт. Тепер подивимося показник сонячної радіації для конкретного міста, наприклад, він дорівнює 0,79 для зими та 4,5 для літа. Стандартна потужність складає 260Вт.
W взимку = 0,7 * 260 * 0,79 = 143Втч.
W влітку = 0,5 * 260 * 4,5 = 585Втч.
Тепер ділимо загальну потребу в електроенергії на вироблення сонячної батареї. Взимку, щоб забезпечити весь будинок електрикою, знадобиться приблизно 51 панель, а влітку 13 штук потужністю 260Вт і напругою 24В. Так як отримане значення досить велике і для розміщення 50 панелей знадобиться велика площа, доцільніше купити панелі з вищою напругою та потужністю.
Як збільшити ефективність роботи сонячних батарей
Перший крок, який намагається зробити будь-який власник сонячних батарей з метою збільшити ефективність вироблення електроенергії – замінити звичайні електроприлади на економні. Але перед тим, як це зробити, ознайомтеся з основними рекомендаціями фахівців, які допоможуть підвищити ККД батареї.
- Слідкуйте, щоб не було затемнення сонячного обладнання.
- Дотримуйтесь правил монтажу, від яких залежить продуктивність сонячних батарей.
- Очищайте панелі від бруду, пилу та криги.
- Намагайтеся регулярно змінювати кут нахилу панелей, щоб сонячні промені потрапляли перпендикулярно, залежно від місяця та пори року.
- Використовуйте електроприлади класів А, А++, А+++.
- Вибирайте правильні кріплення для сонячних батарей.
Виконувати всі запропоновані рекомендації необхідно у комплексі. Якщо, наприклад, ви регулярно змінюватимете кут нахилу панелей, але при цьому забуваєте їх очищати від бруду, то результат від ваших дій не з’явиться. Сонячні батареї прослужать вам довго і безперебійно за дотримання правил експлуатації, які рекомендовані виробником. Якщо у вас виникли складнощі при розрахунку, то ви завжди можете звернутися за допомогою до фахівця з цих питань.
