Солнечные батареи для частных домов – сколько стоит, расчет, установка и отопление

Формула расчета электрической мощности солнечной батареи

В Интернете много информации о солнечных батареях, поэтому я предпочитаю сосредоточиться на конкретных цифрах, чтобы рассчитать среднее количество энергии, вырабатываемой солнечными панелями. Конечно, немаловажным фактором, который необходимо учитывать при установке таких панелей, является количество падающей на них солнечной радиации. Например, вы приобрели солнечные батареи номинальной мощностью 250 Вт. Это означает, что он даст вам 250 Вт солнечной энергии с излучением 1000 Вт / м². Конечно, таких идеальных характеристик можно достичь только при чистом небе и ярком солнечном свете. Для расчета электрической мощности нужно воспользоваться следующей формулой:

площадь батареи * эффективность преобразования * солнечное излучение.

Например,

1,6 м² * 15% * 1000 Вт / м² = 240 Вт.

Каждый кулик хвалит своё болото

Хотя 52% респондентов указывают на кризис воспроизводимости в науке, менее 31% считают опубликованные данные в корне неверными, а большинство указали, что они по-прежнему доверяют опубликованным работам.

Вопрос: Есть ли кризис воспроизводимости результатов?

Конечно, не стоит рубить себе плечо и линчевать всю науку как таковую только на основании этого опроса: половина респондентов по-прежнему были учеными, так или иначе связанными с биологическими дисциплинами. Как отмечают авторы, в физике и химии уровень воспроизводимости и уверенности в полученных результатах намного выше (см. График ниже), но все же не 100%. Но в медицине дела обстоят очень плохо по сравнению с остальным.

На ум приходит шутка:

Маркус Мунафо, биолог-психолог из Бристольского университета, Англия, давно проявляет интерес к воспроизводимости научных данных. Вспоминая студенческие годы, он говорит:

Вопрос: Сколько произведений, опубликованных в вашем секторе, можно воспроизводить?

Исходные данные для расчетов

А теперь давайте посмотрим, как рассчитать солнечные батареи? Основная цифра, необходимая для расчетов, – это общий расход энергии за определенный период. Если панели устанавливаются в электрифицированном загородном доме, потребление электроэнергии можно определить по счетчику. Однако, если блок питания подключается впервые, необходимо сформировать список всех доступных потребителей с указанием мощности каждого из них.

Например, холодильник потребляет 350 Вт / ч. Он будет потреблять около 1 кВт / ч в день и около 30 кВт / ч в течение месяца. Аналогичным образом необходимо рассчитать энергопотребление осветительных и других устройств.

Полученные цифры складываются, и сначала определяется общее дневное потребление энергии. Затем результат умножается на количество дней в месяце, что дает предварительное значение. Например, потребление электроэнергии составляет 100 кВтч. Эта цифра будет относительной, так как к ней нужно прибавить еще 40% на потери в АКБ и при работе инвертора.

Таким образом, общее потребление электроэнергии в месяц составит 140 кВт / час. Получается 140: 30: 7 = 0,67 кВт / ч в сутки. Поэтому требуются панели с минимальной мощностью 0,7 кВт. Однако их хватит только в хорошую погоду летом и частично весной и осенью. Также необходимо учитывать пасмурные дни, которые часто наблюдаются в летние месяцы. В связи с этим необходимо как минимум вдвое увеличить количество панелей, иначе электричество будет подаваться с перебоями.

Максимальный эффект от солнечной системы достигается только при совместной работе всех составных частей и компонентов. В первую очередь необходимо правильно рассчитать батареи исходя из исходных данных, так как от этих расчетов будет зависеть КПД всей силовой установки.

Что делать

Из 1500 респондентов более 1000 специалистов высказались за улучшение статистики при сборе и обработке данных, повышение качества надзора со стороны начальства и еще более тщательное планирование экспериментов.

В: Какие факторы помогут улучшить воспроизводимость?

Ответы (сверху вниз): – Лучшее понимание статистики – Более жесткий контроль – Лучшая экспериментальная структура – Обучение – Внутренний лабораторный анализ – Улучшение практических навыков – Поощрение перекрестной проверки формальных данных – Межлабораторный анализ – Выделять больше времени на управление проектом – Улучшение стандартный научный журнал – выделите больше времени для работы с лабораторными записями

Заключение и немного личного опыта

Во-вторых, в статье игнорируется (а точнее, не рассматривается) роль научных метрик и рецензируемых научных журналов в возникновении и развитии проблемы невоспроизводимости результатов исследований. В поисках скорости и частоты публикаций (чтения, повышения показателей цитируемости) качество резко падает и нет времени на дальнейшую проверку результатов.

Как говорится, все персонажи вымышленные, но основанные на реальных событиях. Каким-то образом студент получил возможность рецензировать статью, потому что не у всех профессоров есть время и силы внимательно читать статьи, поэтому собираются мнения 2-3-4 студентов и врачей, на основании которых формируется рецензия. Был написан обзор, в котором подчеркивалась невоспроизводимость результатов по методике, описанной в статье. Это было ясно продемонстрировано профессору. Но чтобы не портить отношения с «коллегами» – ведь у них все получается – отзыв был «правильным». И уже опубликовано 2 или 3 таких статьи.

Получается замкнутый круг. Ученый отправляет статью редактору журнала, где указывает «желаемых» и, прежде всего, «нежелательных» рецензентов, т.е оставляет только тех, кто положительно настроен по отношению к коллективу авторов. Они рецензируют работу, но не могут «гадить в комментариях» и пытаться выбрать меньшее из двух зол – вот список вопросов, на которые нужно ответить, поэтому мы опубликуем статью.

PS: Статья была наскоро переведена и написана, по всем обнаруженным ошибкам и неточностям просьба писать в LAN.

Расчет количества солнечных батарей

делается это очень просто: общая потребность в энергии делится на мощность панели. Общую потребность можно определить двумя способами:

1. Перечислить все электрические устройства

   , определите примерную продолжительность эксплуатации на месяц, посчитайте количество электроэнергии, потребляемой каждым из них за месяц (мощность умножается на количество часов) и просуммируйте все полученные цифры.

2. Увеличьте свои счета за электричество

   и найдите наибольшее количество кВтч, потребленных за месяц. На всякий случай получившуюся цифру можно умножить на 1,5.

Допустим, 3-4 жильца дома потребляют 300 кВтч в месяц. Чтобы полностью обеспечить электроэнергию, у вас должно быть 300 * 12 / 284,16 = 12,66 панелей SolarWorld 2015. Окончательная цифра, конечно, округляется в большую сторону. Следовательно, необходимо приобрести 13 панелей.

В 1991 году выставка INTERSOLAR EUROPE открылась в Германии, в столице Баварии Мюнхене. На этой выставке ведущие производители солнечных энергетических систем представили свои последние разработки.

По замыслу организаторов выставки, Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH & Co. KG, эта международная выставка была полностью посвящена использованию в различных областях фотоэлектрических солнечных элементов и компонентов солнечного отопления

Выставка сразу привлекла внимание специалистов из многих стран мира. Это был большой успех, поэтому организаторы решили сделать его традиционным и сохранить его каждый год

Выставка, которая проходит в мае-июне, привлекает руководителей крупнейших производственных компаний, а также компаний, использующих различные виды продукции солнечной энергетики, разработчиков, инженеров, ученых, работающих в этой сфере.

Всем хочется знать новые идеи, новейшие технологии в области использования солнечной энергии. Специалисты обмениваются опытом, презентуют свои последние разработки. В выставочных залах можно увидеть миниатюрные зарядные устройства и мощнейшие солнечные батареи, прозрачный солнечный телевизор и солнечный домик, различные устройства, устройства, машины, работающие исключительно на солнечной энергии.

Эта выставка не предназначена для широкой публики, а предназначена исключительно для профессионалов. В его помещениях проводятся семинары и конференции для специалистов, работающих в области фотоэлектрических систем, систем хранения энергии и технологий возобновляемого отопления. Для презентации наиболее интересных разработок отведены отдельные павильоны.

На двух последних выставках китайские и южнокорейские производители солнечных модулей представили свою новейшую продукцию: панели мощностью более 300 Вт.

Вторая формула расчета мощности солнечной панели

Есть еще одна формула, которая позволяет рассчитать количество энергии, вырабатываемой солнечными батареями. Для этого вам необходимо знать размер аккумулятора, количество вырабатываемой энергии и среднее время воздействия солнечного излучения. Допустим, у вас есть солнечная панель размером 2 м² и мощностью 185 Вт. Зимой получает солнечный свет до 1-1,5 часа, летом – 3-3,5 часа. Теперь мы можем рассчитать среднее количество электроэнергии, вырабатываемой этой батареей.

Зимой: 185 * 1,5 = 278 л * ч. Летом: 185 * 3,5 = 648 л * ч.

Плюсы и минусы солнечных панелей

Да, использование солнечных батарей может показаться довольно рациональным решением, когда вам нужно получить электричество и тепло:

1. Сейчас на рынке много компаний, готовых предоставить вам качественные аккумуляторы.
2. Несмотря на цену, фотоэлектрические панели окупаются за 2-3 года.
3. Гарантия на поставленную мощность: 12 (более 90%) и 25 лет (более 80 %).
4. Минимальное обслуживание.

Но не забываем о минусах, которым тоже есть где остановиться:

1. Низкая эффективность в пасмурные дни.
2. Необходимость в достаточно большой площади, чтобы панели могли вырабатывать достаточно энергии.
3. Для хранения энергии требуются специальные батареи.

Вывод

Я сам всегда хотел перейти на альтернативные методы получения энергии, и с появлением солнечных панелей в Украине я понял, что пора претворить свои планы в жизнь. Единственная проблема, с которой я сейчас сталкиваюсь, – это небольшое количество солнечной радиации зимой. Но это меня не останавливает! Думаю, в конце концов, это можно решить. Я искренне верю, что солнечные панели могут обеспечить количество электроэнергии, необходимое для поддержания нормальной жизни, а это означает, что в ближайшем будущем они могут стать отличным способом выработки энергии для обычного человека.

13.02.2017

3880

Пример расчета

Исходные данные (необязательно):

• Телевизор мощностью Па = 100 Вт работает t = 5 часов в сутки 7 дней в неделю.
• Светильники общей мощностью Па = 1000 Вт, t = 6 часов в сутки и 7 дней в неделю.
• Освещение солнечными батареями: Т – 5,5 часов в сутки (широта Москвы, лето).
• КПД инвертора 0,9.
• Характеристики аккумулятора: Ca – 225 А / ч, Uа – 12 В.
• Уровень разряда АКБ 0,7.

При суммарной мощности устройств 1100 Вт среднесуточное потребление энергии составит Wн = 45 500 кВтч в неделю или Wñ = 6 500 кВтч в день. Для точного расчета необходимо учитывать вероятность одновременного использования устройств, пиковые и реактивные нагрузки или распределение нагрузки в течение дня.

Исходя из общей потребляемой мощности 1,1 кВт, выбираем инвертор мощностью 2 кВт (с перспективой роста и компенсации неучтенных нагрузок). Входное напряжение инвертора Uinv составляет 24В.

Полная суточная текущая нагрузка на инвертор в А * ч с учетом КПД инвертора: Wc / КПД * Uinv = 6500 / 0,9 * 24 = 297,91 А * ч.

Это значение важно для определения количества аккумуляторов, зарядного тока и, наконец, надежности системы.

В нашем случае:

• Текущая нагрузка увеличена вдвое, чтобы обеспечить двухдневное энергоснабжение.
• Учитываем допустимую глубину разряда АКБ 0,7.
• Получаем полную текущую нагрузку – 297,91 * 2 * 0,7 = 851,19 А * ч.

Учитывая характеристики аккумулятора Ca = 225 А * ч, получаем количество аккумуляторных блоков на напряжение 24 В (напряжение инвертора) 851,19 / 225 = 3,78. Округляем до 4. Чтобы получить Ua (12 В) на одну батарею, соединяем последовательно две батареи в один блок. Таким образом получается 4 блока, соединенных параллельно, каждый из которых состоит из двух батарей. Всего 8 аккумуляторов.

Помимо нагрузки пользователей необходимо добавить нагрузку, учитывающую перезарядку аккумуляторов. Это 10% от общей мощности аккумуляторного модуля (8 * 225 * 12) = 21600 Втч * 10% = 216 Втч. Суммарное среднесуточное потребление составит – 6500 + 216 = 6716 Втч.

Для подачи энергии в систему солнечная батарея должна генерировать среднесуточную потребность в энергии (6716 Втч) во время освещения (T = 5,5 часов). Следовательно, блок солнечных модулей (с выходным напряжением 24 В и мощностью по 200 Вт каждый) должен состоять из 6 модулей (6716 / 5,5 * 200 = 6,10).

Широта и долгота глубина проблемы

Представьте, что вы ученый. Вам попалась интересная статья, но результаты / эксперименты невозможно воспроизвести в лаборатории. Имеет смысл написать это авторам оригинальной статьи, попросить совета и задать вопросы для уточнения. Согласно опросу, менее 20% делали это на любом этапе своей научной карьеры!

Авторы исследования отмечают, что, возможно, такие контакты и разговоры слишком сложны для самих ученых, потому что они раскрывают их некомпетентность и непоследовательность в определенных вопросах или раскрывают слишком много деталей текущего проекта.

Кроме того, подавляющее меньшинство ученых попытались опубликовать опровержение невоспроизводимых результатов, столкнувшись с противодействием редакторов и рецензентов, преуменьшающих значение сравнений с исходным исследованием. Удивительно, что вероятность сообщения о невоспроизводимости научных результатов составляет около 50%.

Первый вопрос: пробовали ли вы воспроизвести результаты эксперимента?

Второй вопрос: пробовали ли вы опубликовать свою попытку воспроизвести результаты?

Может быть, тогда стоит сделать хотя бы один тест воспроизводимости в лаборатории? Самое печальное, что треть респондентов НИКОГДА не задумывались о создании методов проверки воспроизводимости данных. Только 40% указали, что они регулярно используют эти методы.

В: Разрабатывали ли вы когда-нибудь специальные технические приемы / процессы для улучшения воспроизводимости результатов?

Другой пример: биохимик из Великобритании, отказавшийся назвать свое имя, говорит, что попытки повторить, воспроизвести работу для ее лабораторного проекта просто удваивают временные и материальные затраты, не добавляя и не добавляя ничего нового для работы. Дополнительные проверки производятся только для инновационных проектов и необычных результатов.

И, конечно же, извечные русские вопросы, которые начали мучить зарубежных коллег: кто виноват и что делать?

Определение потерь электроэнергии в домашней системе

Сумма этих потерь учитывается Kpot. Эти потери могут быть в:

1. Провода. Значение 1%.
2. .. составляют от 3 до 7%.
3. Шунтирующие диоды (0,5%).
4. Сам аккумулятор с очень низким уровнем солнечного излучения (1-3%).

Кроме того, возможны потери энергии из-за сильного нагрева модуля

(4-8%) и наличие загрязнений на солнечных батареях или их потемнение (1-3%).

Автономная электросистема для дома считается оптимальной, если общие потери не превышают 15%. Таким образом, срок окупаемости сокращается, а аккумуляторные батареи сохраняют больше тока. Kpot

Составляет 0,85. Однако некачественное оборудование или неграмотный выбор комплектующих могут привести к потерям до 30%. Kpot

уже будет 0,7.

Солнечная батарея LG 315 N1C-G4 NeON2

Из самого названия этого солнечного модуля от южнокорейской компании LG можно сделать вывод, что заявленная мощность этого модуля составляет 315 Вт

для LG очень важно выйти на рынок альтернативной энергии не только как один из производителей, но и как один из ведущих производителей фотоэлектрических систем

Поэтому обеспечение качества продукции – один из главных приоритетов компании. Солнечные панели проектируются и производятся с использованием самых современных технологических процессов.

И фотопреобразователи, входящие в состав этой солнечной батареи, сделаны с высочайшим качеством и эффективностью.

Ячейки изготовлены на основе монокристаллического кремния по специальной двусторонней технологии. Благодаря своим качествам эти элементы способны пропускать солнечные лучи, которые, отражаясь от специального покрытия на задней стороне элемента, способствуют увеличению генерации электрического тока. То есть каждая ячейка может генерировать электрический ток с обеих сторон, тем самым увеличивая мощность модуля.

Модуль LG 315 N1C-G4 NeON2. Передний

Перед сборкой модуля каждая пластина подвергается тщательной проверке на строгое соответствие размерам (точность до микрометра) и обнаружение механических повреждений. После проверки выбранные клетки проходят следующий этап подготовки. Чтобы свести к минимуму отражение солнечного света, клетки подвергаются фазе атаки щелочной жидкостью. Ячейки ламинированы спереди с трехслойным покрытием EVA (этиленвинилацетат) и специальной светоотражающей пленкой сзади.

Модуль LG 315 N1C-G4 NeON2. Назад

Собранный модуль затем герметизируется для защиты ячеек от проникновения влаги, после чего он покрывается трехмиллиметровым антибликовым противоударным стеклом. Каркас модуля изготовлен из анодированного алюминиевого профиля. Сзади установлена ​​многофункциональная распределительная коробка с байпасными диодами.

Многофункциональная распределительная коробка

Благодаря такой технологии изготовления модули LG NeON 2 имеют характерный черный цвет, что делает их эстетически привлекательными.

Номинальная мощность 315 Вт.

КПД 19,2%

Тип N

Размеры (ДxШxП) 1640x1000x40 мм

Вес 17,0 ± 0,5 кг

Тип разъема МС-4

Класс защиты IP67

Стоимость модуля 30 000 руб

Расчет солнечных панелей

Требуемая мощность солнечных панелей рассчитывается исходя из метеорологических условий местности и интенсивности излучения в разное время года. Углы наклона по горизонтали и вертикали имеют большое значение при расчетах. Этот показатель особенно важен, если солнечная установка будет работать круглый год. От этого также будет зависеть расположение оборудования. Если угол наклона не требует регулировки, панели можно размещать прямо на крыше здания.

Самая важная мера – это расчет солнечных панелей, количества модулей и их эффективности. Данные берутся за лучший и худший месяц с точки зрения энергоэффективности. Для стандартных расчетов инсоляции выбирается площадь 1 м2, и для определения номинальной мощности требуется температура 25 ° C при стандартном световом потоке 1 кВт / м2.

Определение доходности солнечной батареи в течение месяца проводится по следующей формуле: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Его переменные соответствуют следующим показателям:

• Esb – количество энергии, вырабатываемой аккумулятором.
• Эйнс является результатом ежемесячного инсоляции 1 м2.
• – значение общего КПД при передаче тока по проводникам.
• Рсб – номинальная мощность солнечной батареи.
• Ринс – это максимальная мощность облучения 1 м2 земной поверхности.

При расчетах нужно использовать одинаковые единицы для всех показателей. Обычно это джоули или киловатт-часы. Рассчитав ежемесячное облучение, вы легко можете определить номинальную мощность солнечной панели, необходимую для выработки ежемесячного объема электроэнергии: Рсб = Рin х Есб / (Еins х η).

Стоит отметить, что напряжение на выходе солнечной панели будет на 15-40% выше, чем напряжение аккумулятора. При использовании недорогих контроллеров эта разница неизменно тратится зря. Более дорогие современные модели позволяют снизить этот показатель до 2-5%.

Солнечная радиация имеет разную номинальную мощность в зависимости от сезона и конкретного месяца. Номинальная мощность самой панели остается неизменной, поэтому правильный выбор места ее установки имеет большое значение. Используя приведенные выше формулы, можно определить только приблизительное количество модулей. Для получения точного значения с необходимым запасом берется удвоенное количество панелей с поправкой на ночные часы, пасмурные дни, снегопады и другие факторы, снижающие эффективность системы.

Мощность солнечных панелей для частного дома и их производительность во многом зависят от правильного выбора аккумулятора и инвертора.

Разновидности солнечных батарей. На что обращать внимание, вычисляя рабочие параметры солнечной электростанции опыт пользователей .

Солнечные батареи редко считаются единственным источником электроэнергии, однако есть возможность в их установке. Так, в безоблачную погоду правильно рассчитанная автономная система сможет подавать электричество на подключенные к ней электроприборы практически весь день. Однако грамотно смонтированные солнечные панели, аккумуляторы и вспомогательные устройства даже в пасмурный зимний день значительно снизят затраты на оплату электроэнергии по счетчику.

Правильная организация автономных энергосистем на базе солнечных батарей – это целая наука, но исходя из опыта пользователей нашего портала, мы можем рассмотреть общие принципы их создания.

Особенности используемых в формуле показателей

Количество солнечной энергии, попадающей на крышу и стены дома в конкретном регионе, можно измерить за разные периоды времени. Метеорологи (именно они измеряют этот показатель) рассчитывают годовую, месячную и суточную солнечную радиацию на 1 кв.

Если этот показатель годовой, его единица измерения – кВт * ч / (м² * год). Вместо слова «год» можно использовать слова «месяц» и «день». Например, показатель 5 кВт * ч / (м² * сутки) означает, что 5 кВт солнечной энергии приходится на 1 квадратный метр за 1 день.

В приведенной выше формуле можно заменить любой индикатор. Следует помнить, что при замене годовой солнечной энергии результатом расчета будет количество электроэнергии, которое панель производит за 1 год. То же самое и с индикаторами из других периодов времени. Целесообразнее рассчитывать ежемесячное производство электроэнергии. Это связано с тем, что интенсивность света различается каждый месяц, и для выработки, например, 10 кВт электроэнергии, необходимо также использовать и подключить соответствующее количество батарей.

Хотя выражение включает 2 показателя, его следует рассматривать как один. Это потому, что он показывает производительность панели

… Правильнее было бы использовать выражение

где S – площадь светочувствительных пластин, кв м. Он позволяет определить эффективность солнечных панелей, а точнее, в какой части мира можно превратить 1 квадратный метр панели в электричество.

Например, немецкая монокристаллическая панель SolarWorld 2015. Она имеет площадь 1,995 квадратных метров и мощность 320 Вт. Его эффективность составляет 320 / (1000 * 1995) * 100 = 16,04%. Конечно, вам не нужно умножать выражение на 100, чтобы использовать его в формуле. Следует использовать число 0,1604.

Однако второе выражение не используется, потому что в результате получится панель мощностью 1 кв

… Как известно, у аккумулятора редко бывает такая площадь. Этот показатель намного выше. Например, вышеупомянутый продукт имеет площадь 1 995 м². Следовательно, итоговый результат, рассчитанный по формуле, нужно умножить на площадь. Таким образом, окажется, что числитель и знаменатель выражения будут S. А если S разделить на S, получится 1.

Co берется из специальной таблицы, в которой определенный коэффициент соответствует разным значениям угла наклона и угла отклонения от южного направления. Такой стол производители могут предоставить. Также они всегда могут дать полезные советы, некоторые из которых могут относиться к выбору батареек.