Jak si vybrat solární panely pro soukromé domy

Vzorec pro výpočet elektrického výkonu solární baterie

Na internetu je o solárních panelech poměrně dost informací, proto se raději zaměřím na konkrétní čísla, která umožňují vypočítat průměrné množství energie generované solárními panely. Samozřejmě, že důležitým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při instalaci takových panelů, je množství slunečního záření, které na ně dopadá. Zakoupili jste například solární panely, které udávají výkon 250 wattů. To znamená, že vám poskytne 250W sluneční energie při záření 1000W/m². Samozřejmě, že takového ideálního výkonu lze dosáhnout pouze s jasnou oblohou a jasným slunečním světlem. Chcete-li vypočítat elektrický výkon, musíte použít následující vzorec:

plocha baterie * účinnost konverze * sluneční záření.

Například,

1,6 m² * 15 % * 1000 W/m² = 240 W.

Každý jespák chválí svou bažinu

Přestože 52 % respondentů poukazuje na krizi reprodukovatelnosti ve vědě, necelých 31 % považuje publikovaná data za zásadně chybná a většina uvedla, že publikovaným pracím stále důvěřuje.

Otázka: Existuje krize reprodukovatelnosti?

Samozřejmě nemá cenu obviňovat a lynčovat celou vědu jako takovou jen na základě tohoto průzkumu: polovinu dotázaných stále tvořili vědci spjatí tak či onak s biologickými obory. Jak autoři poznamenávají, ve fyzice a chemii je úroveň reprodukovatelnosti a spolehlivosti získaných výsledků mnohem vyšší (viz graf níže), ale stále není 100%. Ale v medicíně je to ve srovnání se zbytkem velmi špatné.

Napadá mě anekdota:

Marcus Munafo, biologický psycholog z University of Bristol v Anglii, má dlouhodobý zájem o reprodukovatelnost vědeckých dat. Vzpomíná na časy svého studentského mládí a říká:

Otázka: Kolik již publikovaných děl ve vašem oboru je reprodukovatelných?

Počáteční data pro výpočty

Nyní zvažte, jak vypočítat solární panely? Hlavním údajem potřebným pro výpočty je celková spotřeba energie za určité období. Pokud jsou panely instalovány v elektrifikovaném venkovském domě, pak lze spotřebu elektřiny určit měřičem. Pokud je však zdroj připojen poprvé, je nutné vytvořit seznam všech dostupných spotřebičů s uvedením kapacity každého z nich.

Například lednička spotřebuje 350 Wh. Spotřebuje asi 1 kWh za den a asi 30 kWh za měsíc. Stejně tak je potřeba spočítat spotřebu energie osvětlení a dalších spotřebičů.

Výsledná čísla se sečtou a nejprve se určí celková denní spotřeba energie. Výsledek se pak vynásobí počtem dní v měsíci a získá se předběžná hodnota. Například spotřeba energie je 100 kWh. Toto číslo bude relativní, protože by k němu mělo být přidáno dalších 40% za ztráty v baterii a během provozu střídače.

Celková spotřeba elektřiny za měsíc tak bude 140 kWh. Ukazuje se 140:30:7 = 0,67 kW / h za den. Proto jsou vyžadovány panely s minimálním výkonem 0,7 kW. Vystačí však pouze za příznivého počasí v létě a částečně na jaře a na podzim. Je také nutné počítat se zataženými dny, které jsou v letních měsících často pozorovány. V tomto ohledu je nutné zvýšit počet panelů alespoň dvakrát, jinak bude elektřina přerušovaná.

Maximálního účinku sluneční soustavy je dosaženo pouze za podmínky koordinované práce všech součástí a komponentů. Nejprve je potřeba správně spočítat baterie na základě výchozích údajů, protože na těchto výpočtech bude záviset účinnost celé elektrárny.

Co dělat

Z 1500 dotázaných se více než 1000 vyslovilo pro lepší statistiku při sběru a zpracování dat, lepší dohled ze strany šéfů a důslednější návrh experimentů.

Otázka: Jaké faktory pomohou zlepšit reprodukovatelnost?

Odpovědi (shora dolů): – Lepší porozumění statistikám – Přísnější dohled – Lepší design experimentů – Vzdělávání – Ověřování v rámci laboratoře – Zlepšování praktických dovedností – Motivace pro formální kontrolu dat – Mezilaboratorní ověřování – Věnujte více času projektovému řízení – Zvyšte úroveň standardy vědeckých časopisů – Věnujte více času práci s laboratorními záznamy

Závěr a pár osobních zkušeností

Za druhé, článek ignoruje (nebo spíše neuvažuje) roli vědeckých metrik a recenzovaných vědeckých časopisů při vzniku a rozvoji problému nereprodukovatelnosti výsledků výzkumu. V honbě za rychlostí a četností publikací (čtení, zvyšování citačních indexů) kvalita prudce klesá a na dodatečnou kontrolu výsledků nezbývá čas.

Jak se říká, všechny postavy jsou smyšlené, ale založené na skutečných událostech. Tak nějak měl možnost jeden student recenzovat článek, protože ne každý profesor má čas a energii číst články promyšleně, takže se sbírá názor 2-3-4 studentů a lékařů, ze kterého se tvoří recenze. Byla napsána recenze, která poukázala na nereprodukovatelnost výsledků podle metody popsané v článku. To bylo profesorovi jasně prokázáno. Ale aby se nekazily vztahy s "kolegy" - vždyť se jim daří ve všem - byla recenze "upravena". A takových článků vyšly 2 nebo 3 kusy.

Ukazuje se to jako začarovaný kruh. Vědec odešle článek redaktorovi časopisu, kde označí „žádoucí“ a hlavně „nechtěné“ recenzenty, tedy ve skutečnosti ponechá pouze ty, kteří jsou pozitivně nakloněni kolektivu autorů. Práci recenzují, ale nemohou se načerno „vysrat v komentářích“ a pokusit se vybrat menší ze dvou zel – zde je seznam otázek, které je třeba zodpovědět, a poté článek zveřejníme.

PS: Článek byl přeložen a napsán ve spěchu, o všech zjištěných chybách a nepřesnostech pište do PM.

Výpočet počtu solárních panelů

Dělá se to velmi jednoduše: celková potřeba elektřiny se vydělí výkonem panelu. Celkovou potřebu lze určit dvěma způsoby:

1. Komponovat seznam všech elektrických zařízení
   , určit přibližnou dobu trvání práce během měsíce, vypočítat, kolik elektřiny každý z nich spotřebuje za měsíc (výkon vynásobený počtem hodin) a shrnout všechna získaná čísla.
2. Vyzdvihnout účty za elektřinu
   a najděte největší množství spotřebovaných kWh za jeden měsíc. Pro každý případ lze výsledné číslo vynásobit 1,5.

Předpokládejme, že za měsíc 3-4 spotřebují obyvatelé domu 300 kWh. Abyste si mohli plně zajistit svou elektrickou energii, musíte mít 300 * 12 / 284,16 = 12,66 panelů SolarWorld 2015. Konečné číslo je samozřejmě zaokrouhleno nahoru. Proto je třeba zakoupit 13 panelů.

V roce 1991 byla v Německu, v hlavním městě Bavorska, Mnichově, otevřena výstava INTERSOLAR EUROPE. Na této výstavě představili přední výrobci solárních energetických systémů svůj nejnovější vývoj.

V pojetí organizátorů této výstavy, Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH & Co. KG - tato mezinárodní výstava byla celá věnována využití solárních fotovoltaických článků v různých oborech a také komponentům solárního ohřevu

Výstava okamžitě přitáhla pozornost odborníků z mnoha zemí světa. Měla velký úspěch, a tak se organizátoři rozhodli udělat ji tradiční a pořádat ji každoročně.

Na výstavě, která se koná v květnu až červnu, se setkávají šéfové největších výrobních společností i společností využívajících různé druhy produktů solární energie, vývojáři, inženýři a vědci působící v této oblasti.

Každý se chce seznámit s novými nápady, nejnovějšími technologiemi v oblasti aplikace solární energie. Odborníci si vyměňují zkušenosti, prezentují svůj nejnovější vývoj. Ve výstavních halách jsou k vidění miniaturní nabíječky a nejvýkonnější solární panely, průhledná televize na solární pohon a solární dům, různé spotřebiče, přístroje, stroje, které fungují výhradně na solární energii.

Tato výstava není určena pro širokou veřejnost, ale výhradně pro odbornou veřejnost. V jeho areálech se konají semináře a konference pro odborníky z oblasti fotovoltaiky, systémů skladování energie, obnovitelných technologií vytápění. Pro prezentaci toho nejzajímavějšího jsou vyhrazeny samostatné pavilony.

Na posledních dvou výstavách představili čínští a jihokorejští výrobci solárních modulů své nejnovější produkty – panely o výkonu více než 300 wattů.

Druhý vzorec pro výpočet výkonu solárního panelu

Existuje další vzorec, který umožňuje vypočítat množství energie generované solárními panely. Chcete-li to provést, musíte znát velikost své baterie a také množství energie, kterou produkuje, a průměrnou dobu, po kterou byla vystavena slunečnímu záření. Řekněme, že máte 2 m² solární panel s výkonem 185 wattů. V zimě dostává sluneční světlo maximálně 1-1,5 hodiny, v létě - 3-3,5 hodiny. Nyní můžeme vypočítat průměrnou elektřinu vyrobenou takovou baterií.

Zimní: 185 * 1,5 = 278 Wh. Léto: 185 * 3,5 = 648 Wh.

Výhody a nevýhody solárních panelů

Ano, použití solárních panelů se může zdát jako poměrně racionální řešení, když si potřebujete zajistit elektřinu a teplo:

1. Na trhu je nyní mnoho společností, které jsou připraveny vám poskytnout kvalitní baterie.
2. Navzdory ceně se fotovoltaické panely dokážou vrátit do 2-3 let.
3. Záruka napájení: 12 (přes 90 %) a 25 let (nad 80 %).
4. Minimální údržba.

Ale nezapomeňte na nevýhody, které mají také své místo:

1. Nízká účinnost v zatažených dnech.
2. Potřeba poměrně velkých ploch pro umístění panelů, aby mohly generovat dostatek energie.
3. K ukládání energie jsou potřeba speciální baterie.

Závěr

Sám jsem vždy chtěl přejít na alternativní zdroje energie a s příchodem solárních panelů na Ukrajině jsem si uvědomil, že je čas své plány uvést do praxe. Jediný problém, který nyní pozoruji, je malé množství slunečního záření v zimě. Ale to mě nezastaví! Myslím, že se s ní nakonec dá vypořádat. Opravdu věřím, že solární panely mohou poskytnout potřebné množství elektřiny pro podporu normálního způsobu života, což znamená, že v blízké budoucnosti mohou být skvělým způsobem výroby energie pro běžného člověka.

13.02.2017

3880

Příklad výpočtu

Počáteční údaje (volitelné):

• Televizor s výkonem Pa = 100 W pracuje t = 5 hodin denně a 7 dní v týdnu.
• Osvětlovací zařízení o celkovém výkonu Pa = 1000 W, t = 6 hodin denně a 7 dní v týdnu.
• Osvětlení solárního panelu: T - 5,5 hodiny denně (zeměpisná šířka Moskvy, léto).
• Účinnost měniče - 0,9.
• Charakteristika jedné baterie: Ca - 225 A/h, Ua - 12 V.
• Úroveň vybití baterie je 0,7.

Při celkovém výkonu zařízení 1100 W bude průměrná denní spotřeba energie Wn = 45 500 kWh za týden nebo Wc = 6 500 kWh za den. Pro přesný výpočet je nutné vzít v úvahu pravděpodobnost současného použití zařízení, špičkovou a reaktivní zátěž nebo rozložení zátěže během dne.

Na základě celkového příkonu spotřebitele 1,1 kW vybíráme střídač o výkonu 2 kW (s výhledem růstu a kompenzací nezapočtených zátěží). Vstupní napětí měniče Uinv - 24 V.

Plné denní proudové zatížení střídače v A * h, s přihlédnutím k účinnosti střídače: Wc / účinnost * Uinv \u003d 6500 / 0,9 * 24 \u003d 297,91 A * h.

Tato hodnota je důležitá pro určení počtu baterií, nabíjecího proudu a v konečném důsledku i spolehlivosti systému.

V našem případě:

• Proudové zatížení je zdvojnásobeno, aby bylo zajištěno dvoudenní napájení.
• Bereme v úvahu přípustnou hloubku vybití baterie 0,7.
• Získáme celkové proudové zatížení - 297,91 * 2 * 0,7 \u003d 851,19 A * h.

Vezmeme-li v úvahu charakteristiky jedné baterie Ca = 225 Ah, získáme počet bateriových bloků pro napětí 24 V (napětí měniče) 851,19/225 = 3,78. Zaokrouhlit nahoru na 4. Abychom získali Ua (12 V) pro jednu baterii, zapojíme dvě baterie do série v jednom bloku. Celkem jsou získány 4 paralelně zapojené bloky, každý sestávající ze dvou baterií. Celkem je k dispozici 8 baterií.

K zátěži spotřebitele je nutné přidat zátěž, která zohledňuje dobíjení baterií. Je to 10 % z celkového výkonu bateriového modulu (8*225*12) = 21600 Wh*10 % = 216 Wh. Celková průměrná denní spotřeba bude - 6500 + 216 = 6716 Wh.

Pro zásobování systému energií musí solární baterie generovat průměrnou denní spotřebu elektřiny (6716 Wh) během doby svícení (T = 5,5 hodiny). Proto by měl blok solárních modulů (s výstupním napětím 24 V a výkonem 200 W každý) sestávat ze 6 modulů (6716 / 5,5 * 200 = 6,10).

Zeměpisná šířka a délka hloubka problému

Představte si, že jste vědec. Narazíte na zajímavou práci, ale výsledky/experimenty nelze zopakovat v laboratoři. Je logické o tom napsat autorům původního článku, požádat o radu a položit upřesňující otázky. Podle průzkumu tak ve své vědecké kariéře někdy učinilo méně než 20 %!

Autoři studie podotýkají, že takové kontakty a rozhovory jsou možná pro samotné vědce příliš obtížné, protože odhalují jejich nekompetentnost a nedůslednost v určitých otázkách nebo prozrazují příliš mnoho detailů aktuálního projektu.

Naprostá menšina vědců se navíc pokusila publikovat vyvrácení nereprodukovatelných výsledků, přičemž narazila na odpor redaktorů a recenzentů, kteří požadovali, aby bylo srovnání s původní studií bagatelizováno. Není divu, že šance hlásit nereprodukovatelné vědecké výsledky je asi 50%.

První otázka: Pokusili jste se reprodukovat výsledky experimentu?

Druhá otázka: Pokusili jste se publikovat svůj pokus o reprodukci výsledků?

Možná by stálo za to v laboratoři alespoň provést test reprodukovatelnosti? Nejsmutnější na tom je, že třetina respondentů NIKDY ani nepřemýšlela o vytvoření metod pro kontrolu reprodukovatelnosti dat. Pouze 40 % uvedlo, že tyto techniky pravidelně používá.

Otázka: Vyvinuli jste někdy speciální techniky/technologické postupy pro zlepšení reprodukovatelnosti výsledků?

V dalším příkladu biochemička ze Spojeného království, která si nepřála být identifikována, říká, že pokus o replikaci práce pro její laboratorní projekt jednoduše zdvojnásobí čas a peníze, aniž by k práci přidával nebo přidával cokoli nového. Dodatečné kontroly se provádějí pouze u inovativních projektů a neobvyklých výsledků.

A samozřejmě odvěké ruské otázky, které začaly mučit zahraniční kolegy: kdo za to může a co dělat?

Stanovení ztrát elektřiny v domovní soustavě

Hodnotu těchto ztrát bere Kpot v úvahu. Tyto ztráty mohou být:

1. Dráty. Hodnota je 1 %.
2. . Pohybují se od 3 do 7 %.
3. Boční diody (0,5 %).
4. Samotná baterie při velmi nízkém slunečním záření (1-3%).

Taky může dojít ke ztrátám výkonu v důsledku silného zahřátí modulu
(udělejte 4-8%) a kvůli přítomnosti nečistot na solárních panelech nebo jejich ztmavnutí (1-3%).

Autonomní elektrický systém pro dům je považován za optimální, pokud celkové ztráty nepřesahují 15%. Pak se doba návratnosti zkrátí a baterie akumulují více proudu. Kpot
je 0,85. Nekvalitní vybavení nebo negramotný výběr komponent však mohou vést ke 30procentním ztrátám. Kpot
bude již 0,7.

Solární baterie LG 315 N1C-G4 NeON2

Již ze samotného názvu tohoto solárního modulu jihokorejské společnosti LG vyplývá, že deklarovaný výkon tohoto modulu je 315 wattů.

Pro LG je velmi důležité vstoupit na trh alternativních zdrojů energie nejen jako jeden z výrobců, ale jako jeden z předních výrobců fotovoltaických systémů.

Zajištění kvality produktů je proto jednou z nejvyšších priorit společnosti. Solární panely jsou navrženy a vyrobeny pomocí nejmodernějších technologických postupů.

A fotokonvertory, které tvoří tuto solární baterii, jsou vyrobeny s nejvyšší kvalitou a účinností.

Články jsou vyrobeny na bázi monokrystalického křemíku speciální bilaterální technologií. Tyto články jsou díky svým kvalitám schopny propouštět sluneční světlo, které odražené od speciálního povlaku na zadní straně článku přispívá ke zvýšení tvorby elektrického proudu. To znamená, že každý článek může generovat elektrický proud na obou stranách, čímž se zvyšuje výkon modulu.

Modul LG 315 N1C-G4 NeON2. Přední strana

Před složením modulu prochází každá destička nejdůkladnější kontrolou pro přísné dodržení rozměrů (přesnost na mikrometr) a detekci možného mechanického poškození. Po kontrole procházejí vybrané buňky další fází přípravy. Aby se minimalizoval odraz slunečního světla, buňky podstupují krok alkalického mokrého leptání. Články na přední straně jsou laminovány třívrstvým povlakem EVA (etylenvinylacetát) a speciální reflexní fólií na zadní straně.

Modul LG 315 N1C-G4 NeON2. Zadní strana

Sestavený modul je poté zapouzdřen, aby byly články chráněny před pronikáním vlhkosti, a poté zakryt 3mm antireflexním nárazuvzdorným sklem. Rám modulu je vyroben z eloxovaného hliníkového profilu. Na zadní straně je instalována multifunkční propojovací krabice s bypass diodami.

Multifunkční propojovací krabice

Díky této technologii výroby mají moduly LG NeON 2 charakteristickou černou barvu, která je činí atraktivní z estetického hlediska.

Jmenovitý výkon 315 wattů.
Účinnost 19,2 %
N-typ
Rozměry (DxŠxH) 1640x1000x40 mm
Hmotnost 17,0 ± 0,5 kg
Typ konektorů MS-4
Třída ochrany IP67
Cena modulu je 30 000 rublů

Výpočet solárních panelů

Potřebný výkon solárních panelů se vypočítává podle počasí v dané oblasti a intenzity záření v různých ročních obdobích. Velký význam ve výpočtech mají úhly sklonu horizontálně a vertikálně. Tento ukazatel je zvláště důležitý, pokud bude solární systém provozován po celý rok. Na tom bude záviset i umístění zařízení. Pokud úhel sklonu nevyžaduje úpravu, lze panely umístit přímo na střechu budovy.

Nejzodpovědnější akcí je výpočet solárních panelů, počtu modulů a jejich účinnosti. Údaje jsou převzaty z nejlepšího a nejhoršího měsíce z hlediska energetické účinnosti. Pro výpočty standardního oslunění se volí plocha ​​​1 m2 a pro stanovení jmenovitého výkonu je potřeba teplota 25°C se standardním světelným tokem 1 kW/m2.

Stanovení výkonu solární baterie během měsíce se provádí podle následujícího vzorce: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Jeho proměnné odpovídají následujícím ukazatelům:

• Esb je množství energie generované baterií.
• Eins je výsledkem měsíčního oslunění 1 m2.
• η - hodnota celkové účinnosti při přenosu proudu vodiči.
• Psb - jmenovitý výkon solárního panelu.
• Rins - nejvyšší sluneční síla 1 m2 povrchu Země.

Při výpočtu je nutné použít jednotky, které jsou pro všechny ukazatele stejné. Zpravidla se jedná o jouly nebo kilowatthodiny. Výpočtem měsíčního slunečního záření můžete snadno určit nominální výkon solárního panelu potřebný k výrobě měsíčního množství elektřiny: Psb = Rins x Esb / (Eins x η).

Je třeba poznamenat, že výstupní napětí solárního panelu bude o 15-40% vyšší než napětí baterie. Při použití levných ovladačů je tento rozdíl vždy vniveč. Dražší moderní modely mohou toto číslo snížit na 2-5%.

Sluneční záření má různé ukazatele výkonu v závislosti na roční době a konkrétním měsíci. Jmenovitý výkon samotného panelu zůstává nezměněn, proto je velmi důležitá správná volba místa jeho instalace. Pomocí výše uvedených vzorců lze určit pouze přibližný počet modulů. Pro získání přesné hodnoty s nezbytnou rezervou se vezme dvojnásobný počet panelů, upravený pro noční dobu, zatažené dny, sněžení a další faktory, které snižují účinnost systému.

Výkon solárních panelů pro soukromý dům a jejich výkon do značné míry závisí na správné volbě baterie a měniče.

Odrůdy solárních panelů. Na co si dát pozor při výpočtu provozních parametrů uživatelské zkušenosti solární elektrárny.

Solární panely jsou zřídka považovány za jediný zdroj elektřiny, nicméně jejich instalace je účelná. Správně vypočítaný autonomní systém tedy bude v bezmračném počasí schopen dodávat elektřinu k němu připojeným elektrickým spotřebičům téměř nepřetržitě. Dobře zabalené solární panely, baterie a pomocná zařízení však i v zataženém zimním dni výrazně sníží náklady na placení elektroměru.

Správná organizace autonomních napájecích systémů na bázi solárních panelů je celá věda, ale na základě zkušeností uživatelů našeho portálu můžeme uvažovat o obecných zásadách pro jejich tvorbu.

Vlastnosti indikátorů použitých ve vzorci

Množství sluneční energie dopadající na střechu a stěny domu v určité oblasti lze měřit za různá časová období. Meteorologové (to jsou ti, kdo měří tento ukazatel) vypočítat roční, měsíční a denní sluneční záření na 1 km čtvereční. m
Pokud je tento ukazatel roční, jeho měrnou jednotkou je kWh / (m² * rok). Místo slova „rok“ mohou být slova „měsíc“ a „den“. Například ukazatel 5 kWh / (m² * den) znamená, že za 1 den dopadne 5 kW solární energie na 1 metr čtvereční.

Do výše uvedeného vzorce lze dosadit jakýkoli indikátor. Zároveň je třeba mít na paměti, že pokud se nahradí roční solární energie, pak výsledkem výpočtu bude množství elektřiny, které panel vyrobí za 1 rok. Podobně s ukazateli jiných časových období. Nejúčelnější je vypočítat měsíční výrobu elektrické energie. Intenzita osvětlení je totiž každý měsíc jiná a pro výrobu např. 10 kW elektřiny je nutné použít a také připojit příslušný počet baterií.

Přestože výraz obsahuje 2 míry, je třeba s ním zacházet jako s jedním. To proto, že to ukazuje výkon panelu
. Správnější by bylo použít výraz ,
kde S je plocha fotocitlivých desek v metrech čtverečních. m. Umožňuje určit účinnost solárních panelů, nebo spíše, v jaké části světa se může otočit 1 čtvereční. elektroměrový panel do elektrické energie.

Jde například o německý monokrystalický panel SolarWorld 2015. Má plochu 1 995 metrů čtverečních. metr a výkon 320 wattů. Jeho účinnost je 320 / (1 000 * 1,995) * 100 = 16,04 %. Pro použití ve vzorci samozřejmě není nutné výraz násobit 100. Mělo by používat číslo 0,1604.

Druhý výraz se však nepoužívá, protože výsledek je výkon 1 čtvereční panelové měřiče
. Jak víte, baterie má takovou oblast zřídka. Toto číslo je mnohem vyšší. Například výše uvedený produkt má plochu 1,995 m². Výsledkem je, že konečný výsledek vypočítaný podle vzorce by musel být vynásoben plochou. Dopadlo by to tak, že v čitateli a jmenovateli výrazu by bylo S. A když se S vydělí S, vyjde 1.

Ko je převzato ze speciální tabulky, ve které určitý koeficient odpovídá jiné hodnotě úhlu sklonu a úhlu odchylky od jižního směru. Výrobci mohou poskytnout takový stůl. Mohou také vždy poskytnout užitečné rady, z nichž některé se mohou týkat výběru baterií.