Навіщо платити за електроенергію, якщо її можна отримувати шляхом перетворення сонячного світла. З цією метою вам потрібно буде придбати комплект сонячних батарей, додаткові технічні засоби, а також правильно їх підключити. Однак, щоб система працювала правильно і змогла забезпечити електрикою ваш будинок, спочатку потрібно правильно зробити попередні розрахунки. Отже, як розрахувати необхідну кількість сонячних батарей та як вибрати супутні елементи системи, без яких ви не зможете забезпечити струмом приватного будинку.
Що входить до комплекту систем сонячних батарей
Для отримання струму недостатньо придбати сонячні панелі та підключити їх. Сонячна система складається з множини не менш важливих технічних пристроїв, завдяки яким створюється потрібний ефект. Отже, щоб у вашій оселі з’явилася електрика екологічного походження, крім сонячних батарей потрібно буде придбати ще 6 базових елементів системи, а саме:
- генератор;
- інвертор;
- акумулятор;
- контролер сонячного заряду;
- споживач 230В;
- з’єднувальна коробка.
Тому, перед тим як почати проектувати монтаж і розміщення фотоелектричної системи, ви повинні розуміти, що це набагато більше витрат, ніж покупка одних сонячних панелей. Термін служби та ефективність обраних елементів буде залежати від кількості модулів, класу та фірми виробника. Правильно вибрані технічні характеристики, надійність пристрою та місце розташування сонячних батарей стане запорукою якісної роботи та довговічності.
Розрахунок кількості батарей для дому
Щоб розрахувати, скільки вам знадобиться батарей для дому, необхідно оцінити значення кількох основних параметрів. Розберемо все по порядку.
Розрахунок енергоспоживання
Щоб розрахувати необхідну кількість панелей, потрібно розпочати зі складання списку всіх електроприладів та часу їх експлуатації з урахуванням потужності. Тільки після того, як ви складете технічний опис системи, можна обчислити загальну потребу будинку, що є обов’язковим етапом для розрахунку кількості сонячних батарей. Нижче в таблиці наведено значення окремих електроприладів, що допоможе вам у розрахунках.
| Електроприлад | Потужність, Вт | Годин роботи на добу | Вт/година |
| Холодильник | 250 | 24 | 6000 |
| 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 |
Після того, як ви порахували, потрібно скоригувати значення, оскільки сонячна батарея приймає на собі 100% постійний струм, який за допомогою інвертора переробляється в змінний, внаслідок чого втрачається до 20% напруги. Також слід взяти до уваги той факт, що пускова потужність будь-якого електричного приладу в кілька разів вище за заявлену в паспорті, тому при розрахунку загальної споживаної електроенергії потрібно залишати похибку, яка буде використовуватися інвертором перші кілька секунд при запуску пристрою. Якщо таких потужних приладів багато в будинку і вони можуть одночасно вмикатися, краще передбачити окреме включення для запуску.
Визначення кількості енергії від сонця у конкретній місцевості
Кількість виробленої потужності сонячними батареями залежить від регіону та сонячної радіації. Подібні показники прорахувати або виміряти самостійно не можна, для цього потрібно звернутися за даними до гідрометеостанції або до довідника. Його можна знайти в інтернеті, достатньо вказати у пошуку ваше місто та визначення сонячної радіації. Після того як ви зберете необхідну інформацію, треба скористатися такою формулою для визначення кількості енергії:
Середньорічна сонячна радіація: кВт*ч/м.кв/день
Так як сонце світить у різну пору року з різним рівнем випромінювання, то доцільно розраховувати її значення виходячи з показників за весь рік, тобто використовувати середнє значення, звичайно, якщо ви хочете використовувати сонячні батареї цілий рік. Виходячи з розрахованих даних, можна визначитися з кількістю та потужністю сонячного модуля. Наприклад розглянемо значення Москви, Котельницька набережна, широта 55,7.
| Січ | Лют | Бер | Квіт | Трав | Черв | Лип | Серп | Вер | Жовт | Лист | Груд | Середнє значення (рік) | |
| Горизонтальна панель | 0.53 | 1.24 | 2.56 | 3.71 | 5.21 | 5.56 | 5.36 | 4.2 | 2.76 | 1.34 | 0.62 | 0.38 | 2.79 |
| Вертикальна панель | 0.69 | 2.07 | 3.38 | 3.12 | 3.49 | 3.36 | 3.51 | 3.34 | 2.88 | 1.87 | 1.29 | 0.83 | 2.49 |
| Нахил панелі, 40 градусів | 0.66 | 1.89 | 3.5 | 4.25 | 5.36 | 5.43 | 5.41 | 4.68 | 3.49 | 1.96 | 1.16 | 0.71 | 3.21 |
| Обертання навколо полярної осі | 0.7 | 2.23 | 4.29 | 5.38 | 7.35 | 7.59 | 7.25 | 6.1 | 4.22 | 2.31 | 1.41 | 0.84 | 4.14 |
Обчислення кількості батарей
На основі раніше наведених значень щодо витрати енергії електроприладами, а також рівня сонячної радіації можна визначити потрібну кількість сонячних батарей для забезпечення електрикою вашого будинку. Отже, беремо значення радіації з таблиці за місяць або період, що цікавить вас, а після ділимо його на 1000. Отримане значення називається пікогодини, в 1000 Вт/м2. А сонячний модуль у свою чергу виробляє таку кількість енергії, де Рw – це потужність, Е – значення інсоляції за вибраний період, k – коефіцієнт, що дорівнює 0,5 у літній період та 0,7 – у зимовий:
W = k Pw E/1000
Показник W робить поправку з урахуванням втрати потужності, що не тільки споживається інвертором або зазором пуску при вимиканні електроприладів, але й похиле падіння променів, яке змінюється протягом дня. Наведена формула і необхідна кількість споживаної енергії в будинку (раніше розрахована) дозволяють визначити сумарну потужність модуля і тим самим зрозуміти скільки сонячних батарей вам знадобиться для повноцінного забезпечення. Сьогодні представлені батареї потужністю від 50 Вт та вище. За допомогою генератора можна регулювати потрібне значення.
Дуже важливо не підбирати сонячні батареї впритул за розрахованою потужністю, наприклад, якщо середня витрата енергії будинку становить 68Вт, не варто купувати один модуль з потужністю 70Вт, краще придбати дві панелі по 50 Вт або використовувати сонячну електрику частково, а не для постійного користування. Але фахівці радять, що якщо ви вже зайнялися таким питанням, як забезпечення вдома екологічним струмом, краще розраховувати показник з надлишком.
Як вибрати інші складові системи
Обов’язковими компонентами для роботи сонячної батареї є інвертор та акумулятор, а також кріплення для сонячних панелей. Для забезпечення будинку енергією та правильної роботи системи при їх виборі необхідно враховувати певні технічні характеристики.
Вибір ємності акумуляторів
Навіщо вибирати ємність акумулятора? У сонячній батареї виробляється енергія, що накопичується в акумуляторі, з метою виконання трьох важливих функцій:
- компенсувати періоди поганої погоди та продовжувати електропостачання будинку;
- покривати пікове навантаження;
- забезпечити електроенергією приватний будинок на ніч.
На сьогоднішній день немає проблем із вибором акумулятора, промисловість випускає різноманітні моделі для систем резервного живлення, які чудово підходять для сонячної батареї. Але проблема може виникнути в тому випадку, якщо для великої кількості модулів буде недостатньо ємності одного акумулятора, тому дуже важливо правильно вибрати сонячний акумулятор з урахуванням споживаної енергії та технічних характеристик пристрою. Наприклад, акумулятор потужністю 12В та ємністю 100А/год (ампер/год) може зберігати 1200 Вт*год. Але постійно акумулятор не може зберігати стільки енергії, оскільки його робота залежить від зарядки та інтенсивності використання. Фахівці радять робити розрахунки так, щоб розмір акумуляторної батареї дозволяв зберегти енергії мінімум на 4 дні. Якщо більш зрозумілою мовою: уявімо потребу будинку в 3600 Вт * год на день, тепер ділимо цю цифру на напругу 12 Вт, після чого отримуємо денну норму 300 А * год. Тобто на 4 дні безперебійної роботи нам потрібний заряд 1200 А*год.
Акумулятори для сонячних панелей
Перед покупкою та вибором типу акумулятора враховуйте, що батарея зі свинцю вимагає на 20% більше від розрахованого значення, оскільки їй небажано повністю розряджатися. А ось, наприклад, для батареї кадмієво-нікелевої додатково вже знадобиться понад 20%. Те саме правило застосовується і до залізо-нікелевих. Щодо лужних можете бути спокійні, оскільки повна розрядка акумулятора не шкодить їхньому терміну службу та спільній роботі.
Вибір інвертора
За допомогою інвертора стала енергія, одержувана панелями від сонця, перетворюється на змінну з підвищенням напруги до 220В, необхідного для забезпечення побутових потреб. Потужність інвертора починається від 250 Вт та може досягати 8000 Вт. Оптимальним варіантом є інвертор із потужністю 3000 Вт, який здатний обслуговувати відразу кілька модулів паралельного підключення. Фахівці радять вибирати для будинку трифазні синусоїдальні інвертори. Вони відрізняються надійністю, високою якістю та тривалим терміном служби. Крім того, вони також можуть бути «буфером» для виведення зайвої сонячної електроенергії в загальну мережу.
