Владельцы приусадебных участков и собственных домов, до недавнего времени, не догадывались, что электроэнергию можно получать, фактически, даром. Да, конечно, солнечная электростанция стоит каких-то денег, но, после того, как она окупается, идет чистая прибыль. Однако, для извлечения максимальной мощности для ваших условий, нужно понимать, как грамотно подобрать комплект оборудования, отсекая все лишнее и ненужное.
Национальная энциклопедия строительства gorodinfo.org.ua в предыдущей публикации рассказывала об основных элементах домашней солнечной станции, режимах электроснабжения и расчете необходимой месячной производительности оборудования. Ниже пойдет речь, о том, как рассчитать угол наклона солнечных панелей и их количество, необходимое для покрытия потребностей всех электроприборов в доме.
После того, как приблизительный объем требующейся электроэнергии определен, нужно выяснить, каков потенциал инсоляции в вашей местности. Для этого, вам надо получить информацию, касающуюся мощности излучения, светила в ту или иную погоду.
В ходе расчетов необходимо учесть угол, под которым будут расположены панели. Ведь от их поворота к Солнцу будет напрямую зависеть производительность системы. Обязательный минимум – расчет солнечных возможностей для двух случаев: при вертикальном и горизонтальном положении фотоэлектрических модулей. Если же вы хотите получить наиболее точное значение, то угол наклона следует представить в виде суммы географической широты, на которой вы находитесь, и 15°. Данный показатель не следует сознательно сокращать, ведь чем он будет больше, тем выработка панелей станет выше по той причине, что на них не начнет откладываться пыль или, допустим, снег.
На следующем этапе, надо выяснить примерный уровень производительности солнечных батарей, т.е. посчитать, какое именно количество модулей потребуется для создания системы с заданной ранее мощностью. В подобной ситуации необходимо рассчитать данные для:
- Самого холодного месяца в году. Как правило, им является январь;
- Самого теплого месяца. Обычно, это июль;
- Десяти месяцев, начиная с февраля и заканчивая ноябрем.
В момент произведения расчетов стандартной инсоляции, вам надо будет взять какую-то определенную площадь. Оптимальное значение – 1 м², но оно приблизительное. Что касается номинальной мощности панели, то это основной параметр, заявленный производителем, который определяется при мощности освещения 1 кВт/м² с окружающей температурой 25°С.
Если учесть, что мощность излучения солнечных лучей является максимальной инсоляцией, то ясно, что производительность панели относится к инсоляции площади в 1 м² так же, как мощность батареи к мощности излучения Солнца на поверхности нашей планеты, при благоприятных погодных условиях. Таким образом, узнать уровень производительности за 30-дневный срок несложно. Для этого, нужно умножить показатель инсоляции за месяц на значение, которое представлено соотношением мощностей максимальной инсоляции и панели.
То есть, получается следующая формула для расчета выработки батареи:
Е (сб) = Е (инс) х Р (сб) х η/Р (инс)
где:
- Е (сб) – энергия, которую сможет выработать солнечная батарея;
- Е (инс) – ежемесячная инсоляция площади в 1 м²;
- Р (сб) – номинальная мощность панели;
- η – коэффициент полезного действия инвертора, получаемый в момент преобразования слабого, но постоянного напряжения в постоянное. Данную величину можно исключить из расчетов, если вы допускаете возможность использования низковольтного напряжения;
- Р (инс) – максимальный показатель мощности инсоляции площади в 1 м².
Помните о том, что использование этой формулы предполагает измерение инсоляции и выработки батареи в одинаковых единицах.
Значение месячной инсоляции требуется для оценки номинальной мощности панелей, которая нужна для того, чтобы была обеспечена месячная выработка. Формула расчета:
Р (сб) = Р (инс) х Е (сб)/ (Е (инс) х η)
На упаковке, в которой поставляется солнечная батарея, не составит труда найти информацию о ее максимальной мощности. Отличительной чертой этого значения является то, что оно соответствует выходному напряжению, которое примерно на 15-40% превышает напряжение аккумуляторов. Бюджетные контроллеры заряда представлены огромным количеством моделей, которые отличаются друг от друга, в зависимости от устройства. В одних предусмотрено прямое подключение нагрузки, что приводит к постепенному снижению выходного напряжения панелей. В других, схема такова, что упомянутые ранее 15-40% сокращаются автоматически.
В связи с этим при расчете КПД необходимо учитывать данные потери, т.е. полученный результат следует уменьшить примерно на 10-15%. Одновременно с этим, не стоит забывать о том, что модельный ряд контроллеров весьма разнообразен, поэтому не исключено, что в системе будет установлена модель с удержанием потерь в районе 2-5%.
В следующий раз, gorodinfo.org.ua расскажет, как выбрать инвертор, батареи и контроллер.
