На сьогоднішній день всі люди енергетично залежні, уявити комфортне життя без електрики просто неможливо. Однак таке задоволення обходиться недешево, особливо якщо за рахунок енергії опалюється приміщення, властиве для приватних будинків. Тому гарною альтернативою є отримання екологічної енергії від сонця за допомогою спеціальних сонячних батарей. Але для забезпечення потреб всього будинку потрібно правильно розрахувати кількість модулів.
Встановлення системи сонячних батарей
Сонячна панель може встановлюватись у будь-якому зручному місці, куди відкрито проникають сонячні промені. Це може бути:
- На даху.
- На стіні будинку з південного боку.
- На землі за участю системи кріплення.
- На балконі.
Найчастіше батарея встановлюється у приватному будинку саме на даху. Для правильної установки на нашому сайті представлені системи кріплення сонячних панелей. Тут відсутня заслінка тінню, і сонячне світло потрапляє з максимальною віддачею. Однак, щоб отримати високу ефективність і «вичавити» з роботи системи достатню кількість енергії, необхідно постійно змінювати кут нахилу панелей, оскільки в різні пори року сонце змінює свою траєкторію. Також простежте, щоб панелі не затуляли дерева, інші будинки або інші об’єкти.
Установка сонячної системи не має на увазі наявність лише одних панелей. Для повноцінної та правильної роботи потрібні такі технічні пристрої:
- Акумулятор
- Генератор
- Інвертор
- Контролер
- З’єднувальна коробка
- Споживач.
Якщо потужності, що виробляється панелями, недостатньо для забезпечення всього будинку, тоді можна з’єднати сонячні модулі із загальною мережею, але в цьому випадку схема ускладнюється і тут без фахівців не обійтись. Основний сенс полягає у розподілі струму між резервованим та нерезервованим навантаженням. Такий варіант ідеально підходить для зимового часу, коли сонячної енергії бракує забезпечення всіх потреб будинку в електриці.
Які розрахунки необхідні для системи
Щоб розрахувати необхідну кількість панелей для забезпечення електроенергією всього приватного будинку, потрібно зробити ряд нескладних розрахунків і насамперед оцінити рівень витрат струму і вироблення.
Розрахунок потужності
Потужність сонячних батарей підбирається залежно від електроспоживання. Щоб дізнатися скільки ви витрачаєте електроенергії, можна подивитися на лічильнику за місяць або за добу. Сонячні панелі повинні виробляти не аналогічну кількість енергії, а на 30% більше. Це пов’язано з низкою факторів:
- По-перше, сонячна енергія виробляється тільки у світлий час доби і то за умови, що сонце світить, тобто чисте небо і промені потрапляють на панель під прямим кутом.
- По-друге, коли сонце змінює свою траєкторію, тобто змінюється кут нахилу, то вироблення струму знижується.
- По-третє, для повного забезпечення електроенергією будинку на місяць враховуйте кількість похмурих днів, оскільки в ці дні потужність сонячної панелі зменшується до 20 разів. Те саме стосується і світлового дня в різні пори року і місцевості, адже ближче до зими потужність падатиме, відповідно, буде потрібно або додаткове джерело мережі, або збільшення кількості сонячних панелей.
- По-четверте, слід враховувати, що до роботи сонячних батарей підключається інвертор та акумулятор, які забирають на себе частину енергії, яка необхідна для їх роботи.
Розрахунок максимальної потужності ведеться, виходячи із сонячного часу, оскільки вночі енергія не виробляється, струм вночі надходить завдяки накопиченню енергії в генераторі вранці та вдень. Найчастіше, до цього відрізку належать годинник з 9 ранку до 17 години вечора. Панель потужністю 1000 Вт за цей час зможе виробити 8 кВт*год енергії, а на місяць відповідно 24 кВт*год. Якщо час до 9 ранку і після 17 години також працює на виробництво енергії за рахунок потрапляння сонячного світла, то її можна віднести якраз до тих 20-30%, які будуть запасом з метою забезпечення інших процесів та перекриття похмурих днів. Ну а якщо ви придбаєте сонячні батареї великою потужністю, наприклад, 2000 Вт, то відповідно отримуватимете на місяць вдвічі більше електроенергії.
Розрахунок ємності акумуляторної батареї
Головне правило при виборі акумулятора – запас ємності повинен відповідати споживанню енергії, яке вам потрібно в темний час доби, тобто, коли не виробляється сонячна енергія. А якщо врахувати похмурі дні або холодну пору року, коли сонця зовсім мало, то щоб перестрахувати себе, краще вибирати акумулятор із запасом, рівним добовій нормі споживання, наприклад, на 7кВт і вище. Також невеликий запас енергії – до 20% – йтиме і на роботу акумулятора.
Скільки потрібно акумуляторів для сонячних панелей
Найчастіше зустрічаються акумулятори потужністю 12, ємність їх може бути різною: як 100 А/год, так і 200 А/год. Чим вище Ампер/годину, тим відповідно він зможе зберігати більше енергії (1200 Вт, 2400 Вт, 3600 Вт і т.д.). Тут все залежить від потреби вашого будинку, а також від пори року, регіону та широти. Крім того, важливим моментом є умова роботи акумулятора: мало того, що він забирає на себе частину енергії, його ще не можна повністю розряджати. Тому розрахунок повинен проводитися з урахуванням усіх цих моментів та похибки.
Перед вибором акумулятора та його покупкою враховуйте такі особливості:
Батарея зі свинцю вимагає на 20% більше потужності від споживаної енергії у приватному будинку.
Залізо-нікелева батарея і кадмієво-нікелева вимагають на 30% більше накопичення енергії від витрачається.
Лужна батарея єдина з усіх видів акумулятора, яка не потребує додаткового заряджання, її можна використовувати на повну та розряд не шкодить її майбутній роботі.
Наразі немає проблем із вибором акумуляторів. Вони представлені в різній ціновій категорії, різні фірми та ємність запасу. Насамперед потрібно виходити з потужності сонячних батарей, необхідної кількості енергії для забезпечення будинку та погодних умов. Усі розроблені акумулятори для резервного живлення ідеально підходять для сонячних модулів. Але для якісної та безперебійної роботи краще придбати ще й контролера, який усуватиме такі ризики, як глибока розрядка або перенапруга.
Розрахунок кількості сонячних батарей
Як ми вже сказали, при розрахунку сонячних батарей потрібно відштовхуватися від потреб системи. Тобто потрібно оцінити витрати електроенергії на добу чи за місяць. Як це правильніше зробити? Візьміть усі прилади в будинку, які на постійній основі споживають електрику – холодильник, телевізор, мікрохвильова піч, електрочайники та електролампи. Ознайомтеся з паспортом приладу та його добовим споживанням електроенергії або перегляньте цю інформацію в інтернеті. Після помножте на кількість днів на місяці, складіть усі показання по приладах, і ви отримаєте приблизне значення, яке вам потрібно отримати від роботи сонячної батареї з урахуванням її потужності та кількості елементів.
Щоб нічого не забути, для визначення необхідної кількості батарей врахуйте наведені нижче рекомендації:
Розраховуючи потужність панелі та її вироблення, пам’ятайте, що найактивніше сонце світить не більше 7 годин на день, у нічний час доби енергія не виробляється, а використовується з акумулятора.
Обов’язково додайте додатково близько 30% витрати електроенергії на роботу та заряд АКБ, а також інвертора. Якщо ви придбаєте і PWM контролер, тоді до 50%.
Складіть усі показники споживання електроенергії приладами в будинку в залежності від часу їх роботи та розділіть на 7 годин (кількість годин роботи сонячної панелі, які дають максимальний виробіток), результатом стане потужність однієї батареї. Якщо показник вийшов занадто великим, тоді потрібно збільшити кількість панелей, щоб отримати електроенергію, що бракує, у тому числі з похибкою до 50% на витрату іншого обладнання – контролер, акумулятор, інвертор.
Для більшого розуміння розглянемо приклад. Отже, ви зробили всі розрахунки, і ви вийшло, що у місяць забезпечення роботи всіх електроприладів йде 60кВт*ч. Плюс враховуємо енергію, що додатково витрачається, яка втрачається при роботі АКБ та інвертора – 30% і отримуємо загальну цифру 78кВт*год. Якщо оцінити кількість похмурих днів у місяці, це десь 5-6 днів залежно від регіону, то в результаті оптимальним значенням, що покриває всі ризики, буде приблизно 100 кВт*год. Тепер розраховуємо, яка потрібна батарея та потужність: 100кВт*год/30 днів/7 годин роботи = 0,47 кВт. Тобто вам достатньо придбати панель з потужністю 0,5 кВт. Для покриття зимових електропотреб потрібно або додати батарею, або відразу купити з більшим виробленням.
Визначення вартості системи
Назвати точно, скільки вам обійдуться сонячні батареї разом з необхідним технічним обладнанням і установкою, неможливо. Так як сьогодні на ринку представлена величезна кількість фірм, які пропонують різні панелі як за якістю, так і потужністю, термінами гарантії, додатковими характеристиками. Є навіть схожі варіанти за своїми параметрами, але ціна буде різною. Тому оцінюйте всі чинники в сукупності та вибирайте перевірених постачальників. У середньому вартість батареї потужністю 1кВт десь у межах 70 000 рублів. Але якщо вам потрібно купити не одну панель, а кілька, то ви можете сміливо розраховувати на знижку або безкоштовну доставку.
Крім витрат, пов’язаних із покупкою сонячних батарей, вам обов’язково потрібно буде придбати й інші елементи системи, а саме: спеціалізований акумулятор, інвертор та якісний контролер. Наприклад, потужний акумулятор 12В і 200А/год обійдеться близько 20 000 рублів. Є й дорожче, які відрізняються тривалим терміном служби понад 10 років. В якості альтернативи ви можете купити автомобільний акумулятор, його ціна буде на порядок нижча, проте його не можна буде використовувати в житлових будинках, до того ж вони не відрізняються довгою роботою не більше 5 років зазвичай.
Ну і, звичайно, не обійтися без інвертора. За допомогою інвертора постійний струм від сонячної батареї переробляється на змінний з напругою 220В, який ми використовуємо для своїх побутових потреб. Інвертори також відрізняються пристроєм, технічними характеристиками, виробниками та терміном гарантії. Найкращими вважаються синусоїдні. Ціна їх знаходиться в межах від 13 000 до 20 000 рублів. Тому розрахувати загальну суму витрат на встановлення сонячної системи можна лише виходячи зі своїх потреб, фінансових можливостей та якості обладнання.
