Как да изберем слънчеви панели за частни къщи

Формулата за изчисляване на електрическата мощност на слънчева батерия

В интернет има доста информация за слънчевите панели, така че предпочитам да се съсредоточа върху конкретни числа, които ви позволяват да изчислите средното количество енергия, генерирана от слънчевите панели. Разбира се, важен фактор, който трябва да се вземе предвид при монтирането на такива панели, е количеството слънчева радиация, падаща върху тях. Например, закупили сте слънчеви панели, които показват мощност от 250 вата. Това означава, че ще ви даде 250 W слънчева енергия при излъчване от 1000 W/m². Естествено, такова идеално представяне може да се постигне само при ясно небе и ярка слънчева светлина. За да изчислите електрическата мощност, трябва да използвате следната формула:

площ на батерията * ефективност на преобразуване * слънчева радиация.

Например,

1,6 m² * 15% * 1000 W/m² = 240 W.

Всеки пясъчник хвали своето блато

Въпреки че 52% от анкетираните посочват криза на възпроизводимостта в науката, по-малко от 31% смятат публикуваните данни за фундаментално погрешни и мнозинството посочиха, че все още се доверяват на публикуваната работа.

Въпрос: Има ли криза на възпроизводимостта?

Разбира се, не си струва да се обвинява и линчува цялата наука като такава само въз основа на това проучване: половината от анкетираните все още са учени, свързани по един или друг начин с биологичните дисциплини. Както отбелязват авторите, във физиката и химията нивото на възпроизводимост и увереност в получените резултати е много по-високо (вижте графиката по-долу), но все още не е 100%. Но в медицината нещата са много зле в сравнение с останалите.

На ум идва един анекдот:

Маркъс Мунафо, биологичен психолог от университета в Бристол, Англия, има дългогодишен интерес към възпроизводимостта на научните данни. Спомняйки си дните на студентската си младост, той казва:

Въпрос: Колко вече публикувани произведения във вашата индустрия са възпроизводими?

Изходни данни за изчисления

Сега помислете как да изчислите слънчевите панели? Основната цифра, необходима за изчисленията, е общата консумация на енергия за определен период. Ако панелите са монтирани в електрифицирана селска къща, тогава консумацията на електроенергия може да се определи от брояча. Въпреки това, ако захранването е свързано за първи път, е необходимо да се направи списък на всички налични консуматори с посочване на капацитета на всеки от тях.

Например, един хладилник консумира 350 Wh. Ще консумира около 1 kWh на ден и около 30 kWh на месец. По същия начин трябва да изчислите консумацията на енергия на осветлението и други уреди.

Получените цифри се сумират и първо се определя общата дневна консумация на енергия. След това резултатът се умножава по броя на дните в месеца, за да се даде предварителната стойност. Например консумацията на енергия е 100 kWh. Тази цифра ще бъде относителна, тъй като към нея трябва да се добавят още 40% за загуби в батерията и по време на работа на инвертора.

Така общата консумация на електроенергия на месец ще бъде 140 kWh. Оказва се 140:30:7 = 0,67 kW / h на ден. Следователно са необходими панели с минимална мощност от 0,7 kW. Те обаче ще са достатъчни само при хубаво време през лятото и отчасти през пролетта и есента. Необходимо е също така да се вземат предвид облачните дни, които често се наблюдават през летните месеци. В тази връзка е необходимо броят на панелите да се увеличи поне два пъти, в противен случай електричеството ще бъде прекъсващо.

Максималният ефект от слънчевата система се постига само при координирана работа на всички съставни части и компоненти. На първо място, трябва правилно да изчислите батериите въз основа на първоначалните данни, тъй като ефективността на цялата електроцентрала ще зависи от тези изчисления.

Какво да правя

От 1500 интервюирани, повече от 1000 се изказаха в подкрепа на по-добра статистика при събиране и обработка на данни, по-добър надзор от шефовете и по-стриктно проектиране на експериментите.

Въпрос: Какви фактори ще помогнат за подобряване на възпроизводимостта?

Отговори (отгоре надолу): – По-добро разбиране на статистиката – По-строг надзор – Подобрен дизайн на експериментите – Образование – Вътрешнолабораторно валидиране – Подобряване на практическите умения – Стимул за официален преглед на данни – Междулабораторно валидиране – Посветете повече време за управление на проекти – Повишете стандарти за научни списания – Отделете повече време за работа с лабораторни записи

Заключение и малко личен опит

Второ, статията игнорира (или по-скоро не разглежда) ролята на научните показатели и рецензираните научни списания за възникването и развитието на проблема с невъзпроизводимостта на резултатите от изследванията. В преследване на скоростта и честотата на публикациите (четене, увеличаване на индексите на цитиране), качеството рязко пада и не остава време за допълнителна проверка на резултатите.

Както се казва, всички герои са измислени, но базирани на реални събития. Някак си един студент имаше възможност да прегледа статия, защото не всеки професор има време и енергия да чете статии замислено, така че се събира мнението на 2-3-4 студенти и лекари, от което се формира рецензия. Беше написано рецензия, която посочи невъзпроизводимостта на резултатите според метода, описан в статията. Това беше ясно демонстрирано на професора. Но за да не се развалят отношенията с "колегите" - в края на краищата те успяват във всичко - прегледът беше "коригиран". И такива статии бяха публикувани 2 или 3 броя.

Получава се порочен кръг. Ученият изпраща статията до редактора на списанието, където посочва „желани“ и най-важното „нежелани“ рецензенти, тоест всъщност оставя само тези, които са положително настроени към авторския екип. Те преглеждат работата, но не могат да се „сраят в коментарите“ по черен начин и да се опитат да изберат по-малкото от две злини - ето списък с въпроси, на които трябва да се отговори, и тогава ще публикуваме статията.

PS: Статията е преведена и написана набързо, за всички забелязани грешки и неточности, моля пишете на LAN.

Изчисляване на броя на слънчевите панели

Прави се много просто: общата нужда от електричество се разделя на мощността на панела. Общата нужда може да се определи по два начина:

1. Съставете списък на всички електрически устройства
   , определете приблизителната продължителност на работата през месеца, изчислете колко електроенергия консумира всеки от тях на месец (мощността, умножена по броя на часовете) и обобщете всички получени цифри.
2. Повиши сметки за ток
   и намерете най-голямото количество kWh, консумирано за един месец. За всеки случай получената цифра може да се умножи по 1,5.

Да предположим, че за месец 3-4 жителите на къщата използват 300 kWh. За да се осигурите напълно с електрическата си енергия, трябва да имате 300 * 12 / 284,16 = 12,66 панели SolarWorld 2015. Крайната цифра е закръглена, разбира се. Следователно, трябва да закупите 13 панела.

През 1991 г. в Германия, в столицата на Бавария, Мюнхен, е открито изложението INTERSOLAR EUROPE. На това изложение водещи производители на слънчеви енергийни системи представиха най-новите си разработки.

По идея на организаторите на това изложение Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH & Co. KG - това международно изложение беше изцяло посветено на използването на слънчеви фотоволтаични клетки в различни области, както и компоненти за слънчево отопление

Изложбата веднага привлече вниманието на експерти от много страни по света. Беше голям успех, затова организаторите решиха да го превърнат в традиционен и да го провеждат ежегодно.

Изложението, което се провежда през май-юни, събира ръководителите на най-големите производствени компании, както и компании, използващи различни видове продукти за слънчева енергия, разработчици, инженери и учени, работещи в тази област.

Всеки иска да се запознае с нови идеи, най-новите технологии в областта на приложението на слънчевата енергия. Експертите обменят опит, представят най-новите си разработки. В изложбените зали можете да видите миниатюрни зарядни устройства и най-мощните слънчеви панели, прозрачен телевизор със слънчева енергия и слънчева къща, различни уреди, устройства, машини, които работят само на слънчева енергия.

Тази изложба не е предназначена за широката публика, а изключително за професионалисти. На нейните обекти се провеждат семинари и конференции за специалисти, работещи в областта на фотоволтаиците, системите за съхранение на енергия, технологиите за ВЕИ. Обособени са отделни павилиони за представяне на най-интересните разработки.

На последните две изложения китайски и южнокорейски производители на соларни модули представиха най-новите си продукти – панели с мощност над 300 вата.

Втората формула за изчисляване на мощността на слънчевия панел

Има и друга формула, която ви позволява да изчислите количеството енергия, генерирана от слънчевите панели. За да направите това, трябва да знаете размера на вашата батерия, както и количеството енергия, която произвежда, и средното време, през което е била изложена на слънчева радиация. Да приемем, че имате 2 m² соларен панел с мощност 185 вата. През зимата получава слънчева светлина за максимум 1-1,5 часа, през лятото - 3-3,5 часа. Сега можем да изчислим средната електроенергия, генерирана от такава батерия.

Зима: 185 * 1,5 = 278 Wh. Лято: 185 * 3,5 = 648 Wh.

Плюсове и минуси на слънчевите панели

Да, използването на слънчеви панели може да изглежда като доста рационално решение, когато трябва да си осигурите електричество и топлина:

1. Сега на пазара има много компании, които са готови да ви предоставят качествени батерии.
2. Въпреки цената, фотоволтаичните панели могат да се изплатят в рамките на 2-3 години.
3. Гаранция за мощност: 12 (над 90%) и 25 години (над 80%).
4. Минимална поддръжка.

Но не забравяйте за минусите, които също имат място да бъдат:

1. Ниска ефективност в облачни дни.
2. Необходимостта от доста големи площи за поставяне на панелите, така че да могат да генерират достатъчно енергия.
3. За съхраняване на енергия са необходими специални батерии.

Заключение

Аз самият винаги съм искал да премина към алтернативни източници на енергия и с появата на слънчевите панели в Украйна разбрах, че е време да осъществя плановете си на практика. Единственият проблем, който виждам сега, е ниското количество слънчева радиация през зимата. Но това не ме спира! Мисля, че в крайна сметка може да се справим с нея. Наистина вярвам, че слънчевите панели могат да осигурят необходимото количество електричество за поддържане на нормален начин на живот, което означава, че в близко бъдеще те могат да бъдат чудесен начин за генериране на енергия за обикновения човек.

13.02.2017

3880

Пример за изчисление

Първоначални данни (по избор):

• Телевизор с мощност Pa = 100 W работи t = 5 часа на ден и 7 дни в седмицата.
• Осветителни устройства с обща мощност Pa = 1000 W, t = 6 часа на ден и 7 дни в седмицата.
• Осветеност на слънчевия панел: T - 5,5 часа на ден (географска ширина на Москва, лято).
• Ефективност на инвертора - 0,9.
• Характеристики на една батерия: Ca - 225 A / h, Ua - 12 V.
• Нивото на разреждане на батерията е 0,7.

При обща мощност на устройствата от 1100 W, средната дневна консумация на енергия ще бъде Wn = 45,500 kWh на седмица или Wc = 6,500 kWh на ден. За точно изчисление е необходимо да се вземе предвид вероятността от едновременно използване на устройства, пикови и реактивни натоварвания или разпределение на натоварването през деня.

Въз основа на общата мощност на консуматорите от 1,1 kW избираме инвертор с мощност 2 kW (с перспектива за растеж и компенсация за неотчетени товари). Входно напрежение на инвертора Uinv - 24 V.

Пълно дневно токово натоварване на инвертора в A * h, като се вземе предвид ефективността на инвертора: Wc / ефективност * Uinv = 6500 / 0,9 * 24 = 297,91 A * h.

Тази стойност е важна за определяне на броя на батериите, тока на зареждане и в крайна сметка надеждността на системата.

в нашия случай:

• Текущото натоварване се удвоява, за да се осигури двудневно захранване.
• Вземаме предвид допустимата дълбочина на разреждане на батерията 0,7.
• Получаваме общото текущо натоварване - 297,91 * 2 * 0,7 \u003d 851,19 A * h.

Като се вземат предвид характеристиките на една батерия Ca = 225 Ah, получаваме броя на акумулаторните блокове за напрежение 24 V (напрежение на инвертора) 851.19/225 = 3.78. Закръглете до 4. За да получим Ua (12 V) за една батерия, свързваме две батерии последователно в един блок. Общо се получават 4 паралелно свързани блока, състоящи се от по две батерии. Има общо 8 батерии.

В допълнение към натоварването на консуматора е необходимо да се добави и товар, който отчита презареждането на батериите. Това е 10% от общата мощност на модула на батерията (8*225*12) = 21600 Wh*10% = 216 Wh. Общата средна дневна консумация ще бъде - 6500 + 216 = 6716 Wh.

За да осигури на системата енергия, слънчевата батерия трябва да генерира средното дневно потребление на електроенергия (6716 Wh) по време на времето на осветяване (T = 5,5 часа). Следователно блок от соларни модули (с изходно напрежение 24 V и мощност от 200 W всеки) трябва да се състои от 6 модула (6716 / 5,5 * 200 = 6,10).

Ширина и дължина на дълбочината на проблема

Представете си, че сте учен. Попадате на интересен документ, но резултатите/експериментите не могат да бъдат възпроизведени в лабораторията. Логично е да пишете за това на авторите на оригиналната статия, да поискате съвет и да зададете уточняващи въпроси. Според проучването по-малко от 20% са правили това в научната си кариера!

Авторите на изследването отбелязват, че може би подобни контакти и разговори са твърде трудни за самите учени, защото разкриват тяхната некомпетентност и непоследователност по определени въпроси или разкриват твърде много детайли от настоящия проект.

Освен това, абсолютно малцинство от учените се опитаха да публикуват опровержения на невъзпроизводими резултати, като същевременно се сблъскаха с опозиция от редактори и рецензенти, които поискаха сравнението с оригиналното изследване да бъде омаловажено. Чудно ли е, че шансът за докладване на невъзпроизводими научни резултати е около 50%.

Първи въпрос: Опитвали ли сте да възпроизведете резултатите от експеримента?

Втори въпрос: Опитвали ли сте да публикувате опита си да възпроизведете резултатите?

Може би си струва тогава в лабораторията поне да се направи тест за възпроизводимост? Най-тъжното е, че една трета от анкетираните НИКОГА не са се замисляли за създаване на методи за проверка на данните за възпроизводимост. Само 40% посочват, че редовно използват подобни техники.

Въпрос: Разработвали ли сте някога специални методи/технологични процеси за подобряване на възпроизводимостта на резултатите?

В друг пример биохимик от Обединеното кралство, който не пожела да бъде идентифициран, казва, че опитът да повтори работата за нейния лабораторен проект просто удвоява времето и парите, без да добавя или добавя нищо ново към работата. Допълнителни проверки се извършват само за иновативни проекти и необичайни резултати.

И разбира се, вековните руски въпроси, които започнаха да измъчват чуждестранните колеги: кой е виновен и какво да прави?

Определяне на загубите на електроенергия в домашната система

Стойността на тези загуби се взема предвид от Kpot. Тези загуби могат да бъдат:

1. жици. Стойността е 1%.
2. . Те варират от 3 до 7%.
3. Шунтиращи диоди (0,5%).
4. Самата батерия при много ниска слънчева радиация (1-3%).

Също могат да възникнат загуби на мощност поради силното нагряване на модула
(правете 4-8%) и поради наличието на замърсявания по слънчевите панели или тяхното потъмняване (1-3%).

Автономната електрическа система за дома се счита за оптимална, ако общите загуби не надвишават 15%. Тогава периодът на изплащане намалява и батериите натрупват повече ток. Kpot
е 0,85. Въпреки това, некачественото оборудване или неграмотният избор на компоненти могат да доведат до 30 процента загуби. Kpot
вече ще е 0.7.

Слънчева батерия LG 315 N1C-G4 NeON2

Още от самото име на този соларен модул на южнокорейската компания LG следва, че декларираната мощност на този модул е ​​315 вата.

За LG е много важно да навлезе на пазара на алтернативни енергийни източници не просто като един от производителите, а като един от водещите производители на фотоволтаични системи.

Следователно осигуряването на качеството на продуктите е един от основните приоритети на компанията. Слънчевите панели са проектирани и произведени по най-модерните технологични процеси.

А фотоконверторите, които съставляват тази слънчева батерия, са направени с най-високо качество и ефективност.

Клетките са направени на базата на монокристален силиций по специална двустранна технология. Поради своите качества тези клетки са в състояние да предават слънчева светлина, която, отразена от специално покритие на гърба на клетката, допринася за увеличаване на генерирането на електрически ток. Тоест всяка клетка може да генерира електрически ток от двете страни, като по този начин увеличава мощността на модула.

LG 315 N1C-G4 NeON2 модул. Предната страна

Преди сглобяването на модула всяка плоча се подлага на най-задълбочен контрол за стриктно спазване на размерите (точност до микрометър) и откриване на възможни механични повреди. След проверка избраните клетки преминават през следващия етап на подготовка. За да се сведе до минимум отражението на слънчевата светлина, клетките преминават през етап на алкално мокро ецване. Клетките от предната страна са ламинирани с трислойно покритие от EVA (етиленвинилацетат) и специално отразяващо фолио на гърба.

LG 315 N1C-G4 NeON2 модул. Задна страна

След това сглобеният модул се капсулира, за да предпази клетките от проникване на влага, и след това се покрива с 3 мм антирефлексно удароустойчиво стъкло. Рамката на модула е изработена от анодизиран алуминиев профил. От задната страна е инсталирана многофункционална разклонителна кутия с байпасни диоди.

Многофункционална разклонителна кутия

Благодарение на тази производствена технология, LG NeON 2 модулите имат характерен черен цвят, което ги прави привлекателни от естетическа гледна точка.

Номинална мощност 315 вата.
Ефективност 19,2%
N-тип
Размери (ДхШхД) 1640х1000х40 мм
Тегло 17,0 ± 0,5 кг
Тип конектори MS-4
Клас на защита IP67
Цената на модула е 30 000 рубли

Изчисляване на слънчеви панели

Необходимата мощност на слънчевите панели се изчислява според времето в района и интензитета на радиация през различните периоди на годината. От голямо значение при изчисленията са ъглите на наклон хоризонтално и вертикално. Този индикатор е особено важен, ако слънчевата система ще работи през цялата година. От това ще зависи и местоположението на оборудването. Ако ъгълът на наклон не изисква регулиране, тогава панелите могат да бъдат поставени директно върху покрива на сградата.

Най-отговорното събитие е изчисляването на слънчевите панели, броя на модулите и тяхната ефективност. Данните са взети от най-добрия и най-лошия месец по отношение на енергийната ефективност. За изчисления на стандартната изолация се избира площ от ​​​1 m2, а за определяне на номиналната мощност е необходима температура от 25 ° C, със стандартен светлинен поток от 1 kW / m2.

Определянето на производителността на слънчевата батерия през месеца се извършва по следната формула: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Неговите променливи съответстват на следните показатели:

• Esb е количеството енергия, генерирано от батерията.
• Eins е резултат от месечната изолация на 1 m2.
• η - стойността на общата ефективност при пренос на ток през проводниците.
• Psb - номинална мощност на соларния панел.
• Rins - най-високата мощност на инсолация на 1 m2 от земната повърхност.

При изчисляване е необходимо да се използват единици, които са еднакви за всички показатели. По правило това са джаули или киловатчаса. Чрез изчисляване на месечната изолация можете лесно да определите номиналната мощност на слънчевия панел, необходима за генериране на месечното количество електроенергия: Psb = Rins x Esb / (Eins x η).

Трябва да се отбележи, че изходното напрежение на слънчевия панел ще бъде с 15-40% по-високо от напрежението на батерията. Когато използвате евтини контролери, тази разлика неизменно отива на вятъра. По-скъпите съвременни модели могат да намалят тази цифра до 2-5%.

Слънчевата радиация има различни индикатори за мощност, в зависимост от времето на годината и конкретен месец. Номиналната мощност на самия панел остава непроменена, така че правилният избор на място за монтаж е от голямо значение. Използвайки горните формули, може да се определи само приблизителен брой модули. За да получите точна стойност с необходимия марж, се взема удвоен брой панели, коригирани за нощно време, облачни дни, снеговалежи и други фактори, които намаляват ефективността на системата.

Мощността на слънчевите панели за частна къща и тяхната производителност до голяма степен зависи от правилния избор на батерия и инвертор.

Разновидности на слънчеви панели. Какво да търсите при изчисляване на работните параметри на потребителското изживяване на слънчева електроцентрала.

Слънчевите панели рядко се считат за единствен източник на електроенергия, но има целесъобразност при тяхното инсталиране. Така че при безоблачно време една правилно изчислена автономна система ще може да осигурява електричество на свързаните към нея електрически уреди почти денонощно. Въпреки това, добре опакованите слънчеви панели, батерии и спомагателни устройства, дори в облачен зимен ден, значително ще намалят разходите за заплащане на електроенергия по брояча.

Правилната организация на автономните системи за захранване, базирани на слънчеви панели, е цяла наука, но въз основа на опита на потребителите на нашия портал можем да разгледаме общите принципи за тяхното създаване.

Характеристики на индикаторите, използвани във формулата

Количеството слънчева енергия, падащо върху покрива и стените на къща в определен регион, може да бъде измерено за различни периоди от време. Метеоролозите (те са тези, които измерват този индикатор) изчислете годишната, месечната и дневната слънчева радиация на 1 кв. км. м.
Ако този показател е годишен, тогава мерната му единица е kWh / (m² * година). Вместо думата "година" може да има думите "месец" и "ден". Например, индикатор от 5 kWh / (m² * ден) означава, че за 1 ден 5 kW слънчева енергия пада на 1 квадратен метър.

Всеки индикатор може да бъде заменен в горната формула. В същото време трябва да се помни, че ако се замени годишната слънчева енергия, тогава резултатът от изчислението ще бъде количеството електроенергия, което панелът произвежда за 1 година. Аналогично с показателите за други периоди от време. Най-целесъобразно е да се изчисли месечното производство на електрическа енергия. Това е така, защото интензивността на осветлението е различна всеки месец и за да генерирате, например, 10 kW електричество, трябва да използвате, а също и да свържете съответния брой батерии.

Въпреки че изразът включва 2 мерки, той трябва да се третира като един. Това е така, защото показва производителност на панела
. По-правилно би било да се използва изразът ,
където S е площта на фоточувствителните плочи в квадратни метри. м. Позволява ви да определите ефективността на слънчевите панели, или по-скоро, каква част от света може да превърне 1 квадрат. измервателен панел в електрическа енергия.

Например, има немски монокристален панел SolarWorld 2015. Той е с площ от 1995 квадратни метра. метър и мощност 320 вата. Ефективността му е 320 / (1000 * 1,995) * 100 = 16,04%. Разбира се, за да се използва във формулата, изразът не трябва да се умножава по 100. Трябва да използва числото 0,1604.

Вторият израз обаче не се използва, защото резултатът е такъв мощност 1 кв. панелни измервателни уреди
. Както знаете, батерията рядко има такава площ. Тази цифра е много по-висока. Например горният продукт има площ от 1,995 m². В резултат на това крайният резултат, изчислен по формулата, ще трябва да се умножи по площта. Ще се окаже, че в числителя и знаменателя на израза ще има S. И ако S се раздели на S, ще излезе 1.

Ko се взема от специална таблица, в която определен коефициент съответства на различна стойност на ъгъла на наклон и ъгъла на отклонение от южната посока. Производителите могат да осигурят такава маса. Те също така винаги могат да дадат полезни съвети, някои от които могат да се отнасят до избора на батерии.