Hur man väljer solpaneler för privata hus

Formeln för att beräkna den elektriska effekten av ett solbatteri

Det finns ganska mycket information på Internet om solpaneler, så jag fokuserar hellre på specifika siffror som gör att du kan beräkna den genomsnittliga mängden energi som genereras av solpaneler. Naturligtvis är en viktig faktor att tänka på när du installerar sådana paneler mängden solstrålning som faller på dem. Du har till exempel köpt solpaneler, som indikerar en effekt på 250 watt. Det betyder att den ger dig 250W solenergi med en strålning på 1000W/m². Naturligtvis kan en sådan idealisk prestanda endast uppnås med klar himmel och starkt solljus. För att beräkna den elektriska effekten måste du använda följande formel:

batteriyta * omvandlingseffektivitet * solstrålning.

Till exempel,

1,6 m² * 15 % * 1000 W/m² = 240 W.

Varje sandsnäppa berömmer sitt träsk

Även om 52 % av de tillfrågade pekar på en reproducerbarhetskris inom vetenskapen, anser mindre än 31 % att de publicerade uppgifterna är fundamentalt felaktiga och majoriteten angav att de fortfarande litar på det publicerade verket.

Fråga: Finns det en reproducerbarhetskris?

Naturligtvis är det inte värt att skylla på och lyncha hela vetenskapen som sådan enbart utifrån denna undersökning: hälften av de tillfrågade var fortfarande vetenskapsmän som på ett eller annat sätt kopplade till biologiska discipliner. Som författarna noterar, inom fysik och kemi, är nivån av reproducerbarhet och förtroende för de erhållna resultaten mycket högre (se diagrammet nedan), men fortfarande inte 100%. Men inom medicin går det väldigt dåligt jämfört med resten.

En anekdot kommer att tänka på:

Marcus Munafo, en biologisk psykolog vid University of Bristol, England, har ett långvarigt intresse för reproducerbarhet av vetenskapliga data. Han minns sin studentungdoms dagar och säger:

Fråga: Hur många redan publicerade verk i din bransch är reproducerbara?

Initial data för beräkningar

Tänk nu på hur man beräknar solpaneler? Huvudsiffran som krävs för beräkningar är den totala energiförbrukningen för en viss period. Om panelerna är installerade i ett elektrifierat hus på landet, kan elförbrukningen bestämmas av mätaren. Men om strömförsörjningen ansluts för första gången är det nödvändigt att göra en lista över alla tillgängliga konsumenter med en indikation på kapaciteten för var och en av dem.

Till exempel förbrukar ett kylskåp 350 Wh. Den kommer att förbruka cirka 1 kWh per dag och cirka 30 kWh per månad. På samma sätt behöver du beräkna energiförbrukningen för belysning och andra apparater.

De resulterande siffrorna läggs ihop och den totala dagliga energiförbrukningen bestäms först. Resultatet multipliceras sedan med antalet dagar i månaden för att ge det preliminära värdet. Till exempel är strömförbrukningen 100 kWh. Denna siffra kommer att vara relativ, eftersom ytterligare 40% bör läggas till den för förluster i batteriet och under driften av omriktaren.

Därmed blir den totala elförbrukningen per månad 140 kWh. Det visar sig 140:30:7 = 0,67 kW/h per dag. Därför krävs paneler med en minimieffekt på 0,7 kW. De kommer dock att räcka endast vid bra väder på sommaren och delvis på våren och hösten. Det är också nödvändigt att ta hänsyn till molniga dagar, som ofta observeras under sommarmånaderna. I detta avseende är det nödvändigt att öka antalet paneler minst två gånger, annars kommer elen att vara intermittent.

Den maximala effekten från solsystemet erhålls endast under villkoret av det samordnade arbetet med alla beståndsdelar och komponenter. Först och främst måste du korrekt beräkna batterierna baserat på de initiala uppgifterna, eftersom effektiviteten för hela kraftverket kommer att bero på dessa beräkningar.

Vad ska man göra

Av de 1 500 intervjuade talade mer än 1 000 för bättre statistik inom datainsamling och bearbetning, bättre tillsyn av chefer och mer rigorös design av experiment.

Fråga: Vilka faktorer hjälper till att förbättra reproducerbarheten?

Svar (uppifrån och ned): – Bättre förståelse för statistik – Strängare tillsyn – Förbättrad design av experiment – ​​Utbildning – Intralab-validering – Förbättra praktiska färdigheter – Incitament för formell datagranskning – Interlaboratorievalidering – Ägna mer tid åt projektledning – Öka standarder för vetenskapliga tidskrifter – Avsätt mer tid för att arbeta med laboratoriejournaler

Slutsats och lite personlig erfarenhet

För det andra ignorerar artikeln (eller snarare inte beaktar) betydelsen av vetenskapliga mätetal och referentgranskade vetenskapliga tidskrifter i uppkomsten och utvecklingen av problemet med forskningsresultats irreproducerbarhet. I jakten på hastigheten och frekvensen av publikationer (läs, ökande citeringsindex) sjunker kvaliteten kraftigt och det finns ingen tid kvar att ytterligare kontrollera resultaten.

Som de säger är alla karaktärer fiktiva, men baserade på verkliga händelser. På något sätt hade en student en chans att recensera en artikel, eftersom inte varje professor har tid och energi att läsa artiklar eftertänksamt, så åsikten från 2-3-4 studenter och läkare samlas in, från vilken en recension bildas. En recension skrevs, den påpekade resultatens irreproducerbarhet enligt metoden som beskrivs i artikeln. Detta visades tydligt för professorn. Men för att inte förstöra relationerna med "kollegor" - trots allt lyckas de med allt - "justerades granskningen". Och sådana artiklar publicerades 2 eller 3 stycken.

Det visar sig vara en ond cirkel. Forskaren skickar artikeln till tidskriftens redaktör, där han indikerar "önskvärda" och, viktigast av allt, "oönskade" recensenter, det vill säga, i själva verket lämnar bara de som är positivt inställda till författargruppen. De granskar arbetet, men de kan inte "skita i kommentarerna" på ett svart sätt och försöka välja det minsta av två onda - här är en lista med frågor som måste besvaras, och sedan kommer vi att publicera artikeln.

PS: Artikeln översattes och skrevs i all hast, om alla fel och felaktigheter som uppmärksammats, skriv till PM.

Beräkning av antalet solpaneler

Det görs väldigt enkelt: det totala behovet av el delas med panelens effekt. Det totala behovet kan bestämmas på två sätt:

1. Komponera lista över alla elektriska apparater
   , bestäm den ungefärliga varaktigheten av arbetet under månaden, beräkna hur mycket el var och en av dem förbrukar per månad (effekt multiplicerad med antalet timmar) och sammanfatta alla erhållna siffror.
2. Höja elräkningar
   och hitta den största mängden kWh som förbrukats på en månad. För säkerhets skull kan den resulterande siffran multipliceras med 1,5.

Antag att på en månad 3-4 använder husets invånare 300 kWh. För att fullt ut förse dig själv med din elektriska energi behöver du ha 300 * 12 / 284,16 = 12,66 SolarWorld 2015-paneler. Den slutliga siffran avrundas naturligtvis uppåt. Därför måste du köpa 13 paneler.

1991, i Tyskland, i Bayerns huvudstad, München, öppnades INTERSOLAR EUROPE-utställningen. På denna utställning presenterade ledande tillverkare av solenergisystem sin senaste utveckling.

Enligt utformningen av arrangörerna av denna utställning, Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH & Co. KG - denna internationella utställning var helt tillägnad användningen av solcellsceller inom olika områden, såväl som komponenter för solvärme

Utställningen väckte omedelbart uppmärksamhet från experter från många länder runt om i världen. Det var en stor framgång, så arrangörerna bestämde sig för att göra det traditionellt och hålla det årligen.

Utställningen, som äger rum i maj-juni, samlar cheferna för de största tillverkningsföretagen, såväl som företag som använder olika typer av solenergiprodukter, utvecklare, ingenjörer och forskare som arbetar inom detta område.

Alla vill bekanta sig med nya idéer, den senaste tekniken inom området solenergiapplikationer. Experter utbyter erfarenheter, presenterar sin senaste utveckling. I utställningshallarna kan du se miniatyrladdare och de mest kraftfulla solpanelerna, en transparent soldriven TV och ett solhus, olika apparater, apparater, maskiner som enbart arbetar på solenergi.

Denna utställning är inte avsedd för allmänheten, utan uteslutande för proffs. Seminarier och konferenser för specialister som arbetar inom områdena solceller, energilagringssystem, förnybar värmeteknik hålls på dess platser. Separata paviljonger tilldelas för presentation av de mest intressanta utvecklingarna.

Vid de två senaste utställningarna presenterade kinesiska och sydkoreanska tillverkare av solcellsmoduler sina senaste produkter - paneler med en effekt på mer än 300 watt.

Den andra formeln för att beräkna effekten av en solpanel

Det finns en annan formel som låter dig beräkna mängden energi som genereras av solpaneler. För att göra detta behöver du känna till storleken på ditt batteri, samt hur mycket ström det producerar och den genomsnittliga tid det har varit utsatt för solstrålning. Låt oss säga att du har en 2 m² solpanel med en effekt på 185 watt. På vintern får den solljus i högst 1-1,5 timmar, på sommaren - 3-3,5 timmar. Nu kan vi beräkna den genomsnittliga el som genereras av ett sådant batteri.

Vinter: 185 * 1,5 = 278 Wh. Sommar: 185 * 3,5 = 648 Wh.

För- och nackdelar med solpaneler

Ja, användningen av solpaneler kan verka som en ganska rationell lösning när du behöver förse dig med el och värme:

1. Det finns många företag på marknaden nu som är redo att förse dig med kvalitetsbatterier.
2. Trots priset kan solcellspaneler betala sig själva inom 2-3 år.
3. Effektgaranti: 12 (över 90 %) och 25 år (över 80 %).
4. Minimalt underhåll.

Men glöm inte nackdelarna, som också har en plats att vara:

1. Låg effektivitet på molniga dagar.
2. Behovet av ganska stora ytor för att rymma panelerna så att de kan generera tillräckligt med energi.
3. För att lagra energi behövs speciella batterier.

Slutsats

Jag har själv alltid velat byta till alternativa energikällor och i och med solpanelernas intåg i Ukraina insåg jag att det var dags att omsätta mina planer i praktiken. Det enda problemet som jag nu observerar är en liten mängd solstrålning på vintern. Men det hindrar mig inte! Jag tror att hon kan hanteras i slutändan. Jag tror verkligen att solpaneler kan ge den nödvändiga mängden elektricitet för att stödja ett normalt sätt att leva, vilket innebär att de inom en snar framtid kan vara ett bra sätt att generera energi för en vanlig människa.

13.02.2017

3880

Räkneexempel

Inledande data (valfritt):

• En TV med en effekt på Pa = 100 W fungerar t = 5 timmar om dagen och 7 dagar i veckan.
• Belysningsenheter med en total effekt på Pa = 1000 W, t = 6 timmar om dagen och 7 dagar i veckan.
• Belysning av solpanelen: T - 5,5 timmar per dag (Moskvas latitud, sommar).
• Invertereffektivitet - 0,9.
• Egenskaper för ett batteri: Ca - 225 A/h, Ua - 12 V.
• Batteriets urladdningsnivå är 0,7.

Med en total effekt för enheter på 1100 W kommer den genomsnittliga dagliga energiförbrukningen att vara Wn = 45 500 kWh per vecka eller Wc = 6 500 kWh per dag. För en exakt beräkning är det nödvändigt att ta hänsyn till sannolikheten för samtidig användning av enheter, topp- och reaktiva belastningar eller lastfördelning under dagen.

Baserat på den totala konsumenteffekten på 1,1 kW väljer vi en växelriktare med en effekt på 2 kW (med utsikter till tillväxt och kompensation för oredovisade belastningar). Inverterns inspänning Uinv - 24 V.

Full daglig strömbelastning på växelriktaren i A * h, med hänsyn till växelriktarens effektivitet: Wc / effektivitet * Uinv \u003d 6500 / 0,9 * 24 \u003d 297,91 A * h.

Detta värde är viktigt för att bestämma antalet batterier, laddningsströmmen och i slutändan systemets tillförlitlighet.

I vårat fall:

• Strömbelastningen fördubblas för att ge två dagars strömförsörjning.
• Vi tar hänsyn till det tillåtna urladdningsdjupet för batteriet 0,7.
• Vi får den totala strömbelastningen - 297,91 * 2 * 0,7 \u003d 851,19 A * h.

Med hänsyn till egenskaperna hos ett batteri Ca = 225 Ah, får vi antalet batteriblock för en spänning på 24 V (växelriktarspänning) 851,19/225 = 3,78. Runda upp till 4. För att få Ua (12 V) för ett batteri kopplar vi två batterier i serie i ett block. Totalt erhålls 4 parallellkopplade block bestående av två batterier vardera. Det finns 8 batterier totalt.

Förutom konsumentens belastning är det nödvändigt att lägga till en belastning som tar hänsyn till laddningen av batterierna. Det är 10 % av batterimodulens totala effekt (8*225*12) = 21600 Wh*10% = 216 Wh. Den totala genomsnittliga dagliga förbrukningen blir - 6500 + 216 = 6716 Wh.

För att förse systemet med energi måste solbatteriet generera det genomsnittliga dagliga elbehovet (6716 Wh) under belysningstiden (T = 5,5 timmar). Därför bör ett block av solcellsmoduler (med en utspänning på 24 V och en effekt på 200 W vardera) bestå av 6 moduler (6716 / 5,5 * 200 = 6,10).

Latitud och longitud djup av problemet

Föreställ dig att du är en vetenskapsman. Du stöter på ett intressant papper, men resultaten/experimenten kan inte replikeras i ett labb. Det är logiskt att skriva om detta till författarna till originalartikeln, be om råd och ställa förtydligande frågor. Enligt undersökningen har mindre än 20% någonsin gjort det under sin vetenskapliga karriär!

Författarna till studien noterar att sådana kontakter och samtal kanske är för svåra för forskarna själva, eftersom de avslöjar sin inkompetens och inkonsekvens i vissa frågor eller avslöjar för många detaljer i det aktuella projektet.

Dessutom försökte en absolut minoritet av vetenskapsmän att publicera motbevisningar av irreproducerbara resultat, samtidigt som de mötte motstånd från redaktörer och recensenter som krävde att jämförelsen med den ursprungliga studien skulle bagatelliseras. Är det konstigt att chansen att rapportera icke-reproducerbara vetenskapliga resultat är cirka 50 %.

Första frågan: Har du försökt återskapa resultaten av experimentet?

Andra frågan: Har du försökt publicera ditt försök att återskapa resultaten?

Kanske är det värt då inne i laboratoriet åtminstone att göra ett test för reproducerbarhet? Det tråkigaste är att en tredjedel av de tillfrågade ALDRIG ens har tänkt på att skapa metoder för att kontrollera data för reproducerbarhet. Endast 40 % angav att de regelbundet använder sådana tekniker.

Fråga: Har du någonsin utvecklat speciella tekniker/teknologiska processer för att förbättra reproducerbarheten av resultat?

I ett annat exempel säger en biokemist från Storbritannien, som inte ville bli identifierad, att försök att replikera arbete för sitt labbprojekt helt enkelt fördubblar tiden och pengarna, utan att lägga till eller lägga till något nytt till arbetet. Ytterligare kontroller utförs endast för innovativa projekt och ovanliga resultat.

Och naturligtvis de gamla ryska frågorna som började tortera utländska kollegor: vem är skyldig och vad ska man göra?

Bestämning av elförluster i hemsystemet

Värdet av dessa förluster beaktas av Kpot. Dessa förluster kan vara:

1. Ledningar. Värdet är 1 %.
2. . De sträcker sig från 3 till 7%.
3. Shuntdioder (0,5%).
4. Själva batteriet vid mycket låg solinstrålning (1-3%).

Också strömförluster kan uppstå på grund av den kraftiga uppvärmningen av modulen
(gör 4-8%) och på grund av närvaron av smuts på solpanelerna eller deras mörkare (1-3%).

Ett autonomt elsystem för ett hem anses vara optimalt om de totala förlusterna inte överstiger 15%. Då minskar återbetalningstiden, och batterierna ackumuleras mer ström. Kpot
är 0,85. Däremot kan utrustning av dålig kvalitet eller ett analfabetiskt val av komponenter leda till 30 procents förluster. Kpot
kommer redan att vara 0,7.

Solbatteri LG 315 N1C-G4 NeON2

Redan från själva namnet på denna solcellsmodul från det sydkoreanska företaget LG följer att den deklarerade effekten för denna modul är 315 watt.

Det är mycket viktigt för LG att komma in på marknaden för alternativa energikällor, inte bara som en av tillverkarna, utan som en av de ledande tillverkarna av solcellssystem.

Därför är kvalitetssäkring av produkter en av företagets högsta prioriteringar. Solpaneler designas och tillverkas med hjälp av de mest avancerade tekniska processerna.

Och fotokonverterarna som utgör detta solbatteri är gjorda med högsta kvalitet och effektivitet.

Cellerna är gjorda på basis av enkristallkisel med en speciell bilateral teknologi. På grund av sina egenskaper kan dessa celler överföra solljus, vilket, reflekterat från en speciell beläggning på baksidan av cellen, bidrar till en ökning av genereringen av elektrisk ström. Det vill säga att varje cell kan generera elektrisk ström på båda sidor och därigenom öka modulens effekt.

LG 315 N1C-G4 NeON2-modul. Framsida

Innan modulen monteras genomgår varje platta den mest noggranna kontrollen för strikt överensstämmelse med dimensionerna (noggrannhet till mikrometern) och upptäckt av eventuell mekanisk skada. Efter kontroll går de valda cellerna igenom nästa steg av förberedelse. För att minimera reflektionen av solljus genomgår cellerna ett alkaliskt våtetsningssteg. Celler på framsidan är laminerade med en treskiktsbeläggning av EVA (etylenvinylacetat) och en speciell reflekterande film på baksidan.

LG 315 N1C-G4 NeON2-modul. Baksida

Den monterade modulen kapslas sedan in för att skydda cellerna från fuktinträngning och täcks sedan med 3 mm antireflekterande stötsäkert glas. Modulens ram är gjord av anodiserad profilaluminium. På baksidan är en multifunktionell kopplingsdosa med bypass-dioder installerad.

Multifunktionell kopplingsdosa

Tack vare denna tillverkningsteknik har LG NeON 2-moduler en karakteristisk svart färg, vilket gör dem attraktiva ur en estetisk synvinkel.

Märkeffekt 315 watt.
Verkningsgrad 19,2 %
N-typ
Mått (LxBxT) 1640x1000x40 mm
Vikt 17,0 ± 0,5 kg
Typ av kontakter MS-4
Skyddsklass IP67
Kostnaden för modulen är 30 000 rubel

Beräkning av solpaneler

Den effekt som krävs för solpaneler beräknas efter vädret i området och strålningsintensiteten vid olika tider på året. Av stor betydelse i beräkningarna är lutningsvinklarna horisontellt och vertikalt. Denna indikator är särskilt viktig om solsystemet kommer att drivas året runt. Placeringen av utrustningen kommer också att bero på detta. Om lutningsvinkeln inte kräver justering, kan panelerna placeras direkt på byggnadens tak.

Den mest ansvarsfulla händelsen är beräkningen av solpaneler, antalet moduler och deras effektivitet. Uppgifterna är hämtade från den bästa och sämsta månaden vad gäller energieffektivitet. För beräkningar av standardinstrålning väljs en yta på 1 m2 och för att bestämma märkeffekten krävs en temperatur på 25 ° C, med ett standardljusflöde på 1 kW / m2.

Bestämning av solbatteriets prestanda under månaden utförs enligt följande formel: Esb = Eins x Psb x η / Rins. Dess variabler motsvarar följande indikatorer:

• Esb är mängden energi som genereras av batteriet.
• Eins är resultatet av månatlig solinstrålning på 1 m2.
• η - värdet av den totala effektiviteten i överföringen av ström genom ledarna.
• Psb - nominell effekt för solpanelen.
• Rins - den högsta instrålningseffekten på 1 m2 av jordens yta.

Vid beräkning är det nödvändigt att använda enheter som är lika för alla indikatorer. Som regel är detta joule eller kilowattimmar. Genom att beräkna den månatliga solinstrålningen kan du enkelt bestämma den nominella effekten av solpanelen som krävs för att generera den månatliga mängden el: Psb = Rins x Esb / (Eins x η).

Det bör noteras att utspänningen från solpanelen kommer att vara 15-40% högre än batterispänningen. När du använder billiga kontroller går denna skillnad alltid till spillo. Dyrare moderna modeller kan minska denna siffra till 2-5%.

Solstrålning har olika effektindikatorer, beroende på tid på året och en viss månad. Själva panelens nominella effekt förblir oförändrad, så det är av stor vikt att välja rätt plats för installationen. Med hjälp av formlerna ovan kan endast ett ungefärligt antal moduler bestämmas. För att få ett korrekt värde med nödvändig marginal tas dubbla antalet paneler, justerat för nattetid, molniga dagar, snöfall och andra faktorer som minskar systemets effektivitet.

Kraften hos solpaneler för ett privat hus och deras prestanda beror till stor del på rätt val av batteri och växelriktare.

Varianter av solpaneler. Vad man ska titta efter när man beräknar driftsparametrarna för en användarupplevelse av ett solkraftverk.

Solpaneler anses sällan vara den enda källan till el, men det finns en lämplighet i installationen. Så i molnfritt väder kommer ett korrekt beräknat autonomt system att kunna tillhandahålla el till elektriska apparater som är anslutna till det nästan dygnet runt. Men välpackade solpaneler, batterier och hjälpenheter, även en molnig vinterdag, kommer att avsevärt minska kostnaden för att betala för el per meter.

Den korrekta organisationen av autonoma strömförsörjningssystem baserade på solpaneler är en hel vetenskap, men baserat på erfarenheterna från användare av vår portal kan vi överväga de allmänna principerna för deras skapande.

Funktioner hos indikatorerna som används i formeln

Mängden solenergi som faller på taket och väggarna i ett hus i en viss region kan mätas under olika tidsperioder. Meteorologer (det är de som mäter denna indikator) beräkna den årliga, månatliga och dagliga solinstrålningen per 1 kvadratkilometer. m.
Om denna indikator är årlig, är dess måttenhet kWh / (m² * år). Istället för ordet "år" kan det finnas orden "månad" och "dag". Till exempel betyder en indikator på 5 kWh / (m² * dag) att på 1 dag faller 5 kW solenergi på 1 kvadratmeter.

Vilken indikator som helst kan ersättas med formeln ovan. Samtidigt bör man komma ihåg att om årlig solenergi ersätts, blir resultatet av beräkningen mängden el som panelen producerar på 1 år. På samma sätt med indikatorer för andra tidsperioder. Det är mest ändamålsenligt att beräkna den månatliga produktionen av elektrisk energi. Detta beror på att intensiteten på belysningen är olika varje månad, och för att generera till exempel 10 kW el måste du använda och även ansluta lämpligt antal batterier.

Även om uttrycket innehåller 2 mått, bör det behandlas som ett. Det är för att det syns panelprestanda
. Det vore mer korrekt att använda uttrycket ,
där S är arean av de ljuskänsliga plattorna i kvadratmeter. m. Det låter dig bestämma effektiviteten hos solpaneler, eller snarare, vilken del av världen kan vända 1 kvadrat. mätarpanel till elektrisk energi.

Det finns till exempel en tysk SolarWorld 2015 monokristallin panel. Den har en yta på 1 995 kvadratmeter. meter och effekt 320 watt. Dess effektivitet är 320 / (1 000 * 1,995) * 100 = 16,04%. Naturligtvis, för att använda i formeln, behöver uttrycket inte multipliceras med 100. Den ska använda numret 0,1604.

Det andra uttrycket används dock inte eftersom resultatet är det effekt 1 kvm. panelmätare
. Som ni vet har batteriet sällan ett sådant område. Denna siffra är mycket högre. Till exempel har produkten ovan en yta på 1.995 m². Som ett resultat skulle det slutliga resultatet som beräknas med formeln behöva multipliceras med arean. Det skulle visa sig att det skulle finnas S i uttryckets täljare och nämnare och om S divideras med S kommer 1 ut.

Ko är hämtat från en speciell tabell, där en viss koefficient motsvarar ett annat värde på lutningsvinkeln och avvikelsens vinkel från sydlig riktning. Tillverkare kan tillhandahålla en sådan tabell. De kan också alltid ge användbara råd, varav en del kan relatera till valet av batterier.