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. 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 дома
Ещё 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. 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.
Источник
Каталог стандартных солнечных батарей и модулей
Сертификат соответствия РОСС RU.МЛ07.Н00316
ДОСТАВКА ПРОДУКЦИИ ТРАНСПОРТНЫМИ КОМПАНИЯМИ, КУРЬЕРСКИМИ СЛУЖБАМИ И ПОЧТОЙ РФ ВО ВСЕ РЕГИОНЫ РОССИИ
СНИЖЕНЫ ЦЕНЫ НА БОЛЬШИНСТВО МОДЕЛЕЙ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ
Каждая строчка каталога солнечных модулей активна-жмите название модели для просмотра
КАРКАСНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ серии МСК:
| Модель | Размер, мм | Uн, В | Uxx, В | Iкз, А | Up, В | Ip, А | Wp, Вт | Вес, кг | Фотоэлементы | Цена, (руб)* |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| МСК-15 | 285*425*28 | 12 | 22,1 | 0,92 | 18 | 0,83 | 15 | 1,9 | монокристалл | 2200 |
| МСК-20 | 425*425*28 | 12 | 22,1 | 1,30 | 18 | 1,22 | 20 | 2,7 | монокристалл | 2400 |
| МСК-30 | 425*555*28 | 12 | 22,1 | 1,80 | 18 | 1,67 | 30 | 3,4 | поликристалл | 2500 |
| МСК-50 | 545*668*28 | 12 | 22,1 | 2,75 | 18 | 2,50 | 45 | 4.0 | поликристалл | 3500 |
| МСК-60 | 550*810*28 | 12 | 22,1 | 3,55 | 18 | 3,33 | 60 | 5,5 | монокристалл | 4000 |
| МСК-100 | 540*1200*35 | 12 | 22,1 | 5,58 | 18 | 5,27 | 95 | 8,0 | монокристалл | 5300 |
| ФСМ-150 | 667*1467*35 | 12 | 22,1 | 8,58 | 18 | 8,33 | 150 | 12 | поликристалл | 7000 |
| МСК-150 | 674*1482*35 | 12 | 22,1 | 8,58 | 18 | 8,33 | 150 | 12 | монокристалл | 7500 |
| МСК-200 | 805*1575*40 | 24 | 44,2 | 5,98 | 36 | 5,56 | 200 | 17 | монокристалл | 10000 |
| МСК-250 | 991*1650*40 | 20 | 37,2 | 9,22 | 30 | 8,33 | 250 | 19.5 | монокристалл | 12000 |
*Возможно отклонение мощности, в этос случае стоимость рассчитывается пропорционально мощности;
*Оптовые цены согласовываются по запросу в результате переговоров;
*Возможно изготовление солнечных модулей по размерам заказчика;
*НДС отсутствует — цена окончательная.
БЕСКАРКАСНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ серии МСБ:
| Модель | Размер, мм | Uн, В | Uxx, В | Iкз, А | Up, В | Ip, А | Wp, Вт | Вес, кг | Подложка | Цена, (руб)* |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| МСБ-7(6) | 220*300*3.5 | 6 | 10,9 | 0,92 | 8,5 | 0,86-0,88 | 7 | 0,3 | стеклотекстолит | 1200 |
| МСБ-15(12) | 280*425*3.5 | 12 | 21,8 | 0,92 | 17 | 0,86-0,88 | 15 | 0,6 | стеклотекстолит | 2500 |
| МСБ-20(12) | 280*630*3.5 | 12 | 21,8 | 1,30 | 17 | 1,05-1,17 | 20 | 0,9 | стеклотекстолит | 2800 |
| — освещенность поверхности 1000Вт/м 2 |
| — рабочая температура 25ºС |
| — спектр излучения АМ1.5 |
| — Uн — номинальное напряжение, В; |
| — Uхх — напряжение холостого хода, В; |
| — Iкз — ток короткого замыкания, А; |
| — Uр — напряжение максимальной мощности, В; |
| — Wp — максимальная мощность, Вт; |
| — Iр — рабочий ток, А; |
ФОТОЭЛЕМЕНТЫ:
— Материал монокристаллический кремний солнечного качества. Элементы односторонние.Толщина элементов 180-200мкм. Форма псевдоквадрат или «чистый» квадрат. Тип проводимости «р», лицевая поверхность «-«, тыльная сторона «+». На заказ возможна лазерная резка из стандартных ФЭП.
СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ:
— Каркасный солнечный модуль(серия МСК) конструктивно это лист закаленного стекла, на котором заламинированы фотоэлементы. Этот ламинат окантован каркасом из аллюминиевого профиля. Профиль может быть анодирован либо покрашен порошковой краской. Фотоэлементы надежно загерметизированы между 2-мя слоями этилвинилацетатной герметизирующей пленки(ЭВА). Рабочая поверхность защищается закаленным стеклом. В большинстве модулей это высокопрозрачное стекло с текстурой. Модули, которые изготавливаются на заказ также с закаленным стеклом, но гладким. Тыловая сторона модуля заламинирована полиэтилентерефталатной пленкой(ПЭТ). С обратной стороны находится и контактная коробка с электрическими контактами. По желанию заказчика модуль снабжается кабелем необходимой длины с коннекторами типа МС4 или МС3. Рядом располагается этикетка с электрическими параметрами солнечного модуля при стандартных тестовых условиях(STC).
— Беcкаркасные модули(серия МСБ) также ламинируются при помощи этилвинилацетатной пленки (ЭВА) и могут иметь в качестве подложки стеклотекстолит или не иметь подложки вовсе. Лицевая поверхность покрыта прозрачной ПЭТ пленкой, а обратная сторона стеклотекстолит или такая же пленка ПЭТ. По желанию заказчика солнечный модуль МСБ может снабжаться кабелем необходимой длины.
При производстве модулей применяются только высококачественные материалы производства РФ и стран Европы. Мы производим модули в течении 16 лет и имеем огромный опыт. Класс защиты солнечных модулей не ниже IP65. Контактная коробка в зависимости от мощности солнечного модуля снабжена двумя или тремя диодами, минимизирующими потери при затенении. В разделе «Прочее» можно приобрести специальный «солнечный» кабель и прочие принадлежности для монтажа солнечных батарей. Там же Вы можете заказать систему крепления солнечных модулей на кровле. Если Вы планируете разместить солнечные батареи на крыше автомобиля или автодома, то у нас в продаже имеется удобный монтажный комплект для этого. Ищите его в разделе «Прочее».
Вся необходимая электроника, аккумуляторы и другие аксессуары находятся в разделах: «Контроллеры заряда» , «Инверторы» и «Аккумуляторы».
Кроме того на сайте много полезной информации по истории, теории и практике солнечных батарей и фотоэлектрических систем на их основе.
Пересылка солнечных модулей осуществляется в деревянных ящиках или паллетных бортах. Для оформления заявки на покупку солнечных батареи перейдите к пункту «Сделать заказ» или напишите e-mail. Связавшись с нами Вы гарантированно получите исчерпывающую и качествунную консультацию по интересующему Вас вопросу. Мы поможем Вам спроектировать солнечную станцию любой мощности.
Все солнечные модули имеют российский сертификат соответствия ГОСТ-P № РОСС RU.МЛ07.Н00316. Гарантия на солнечные модули 5 лет.
| — в температурном диапазоне –50ºС до +75ºС; |
| — в диапазоне атмосферного давления до 85-107 кПа; |
| — в диапазоне относительной влажности 0-100%; |
| — максимальной интенсивности дождя до 5 мм/мин; |
| — максимальная нагрузка снег+ветер до 2000 Па. |
Гарантируется снижение мощности за первые 10 лет эксплуатации не более чем на 10%. В течении 25 лет снижение мощности не более чем на 20%.
Источник