Як розрахувати потужність сонячних панелей?

Люди знаходяться в постійному пошуку нових джерел енергії. Одним з останніх винаходів у цій сфері стали сонячні батареї. Використовувати енергію сонця вчені мріяли давно, але тільки з появою передових технологій в XX столітті стало можливим втілити цю мрію в життя. Сонячні панелі вже давно активно впроваджуються в енергетичні системи багатьох країн, особливо в місцях з жарким кліматом, де сонце світить майже цілий рік. Але навіть там установки, що працюють на сонячній енергії, поки не можуть конкурувати з традиційними електростанціями.

Чому це відбувається? Перш за все тому, що установки на фотоелементах, що перетворюють сонячне світло і тепло в електрику, виявилися настільки дорогими, що вироблення електроенергії таким шляхом просто не окупало витрат на їх виготовлення, монтаж і обслуговування.

Тому давно технології, які давно застосовуються в таких галузях як, скажімо, космонавтика – в побуті сонячні панелі пробивали свій шлях до масового споживача довго і важко. Спочатку будинки, що використовують електроенергію, одержувану від сонця, були виключно експериментальними проектами. І лише останнім часом будови з встановленими на дахах сонячними панелями перестали сприйматися оточуючими, як щось екзотичне, а інтерес до цього альтернативного джерела енергії серед домовласників почав набувати масового характеру.

Проникнення в побут звичайних людей сонячних панелей починалося з дрібниць – годинників, іграшок, калькуляторів, маленьких освітлювальних приладів. Саме освітлення – перша сфера, де сонячна панель стала застосовуватися масово. Сьогодні ж на ринку існує маса пропозицій найрізноманітніших систем для установки на дахах приватних будинків, які технічно цілком здатні замінити господарям традиційне електропостачання. Але як і раніше актуальним залишається питання ціни і, звичайно ж, непередбачуваності погоди в північних широтах.

Для чого потрібні розрахунки?

Конструкція сучасних сонячних панелей вже настільки проста, що їх установка може проводитися самим власником приватного будинку, уважно вивчивши всі інструкції і рекомендації з даного питання. Можна запросити і професіоналів, які зроблять роботу більш якісно і швидко. До речі, сонячні панелі встановлюють і деякі власники міських квартир у себе на балконах і лоджіях. Але це все-таки поки виключення.

У будь-якому випадку, господар повинен вирішити питання, що, які саме і яку кількість сонячних батарей потрібно встановити на даху для отримання електроенергії, достатньої для роботи електроприладів в будинку, тобто для повноцінного функціонування автономної системи електрозабезпечення. А для цього потрібно зрозуміти кілька речей:

• Чи буде установка працюватиме цілий рік або тільки влітку?
• Які саме прилади та апаратура в будинку будуть працювати на сонячних панелях?
• Що ще доведеться придбати з додаткового обладнання? Бажано скласти повний список, так як крім власне сонячних панелей вам буде потрібно цілий набір пристроїв, необхідних для нормального функціонування системи (акумуляторів, інвертора, контролера). Від їх якості також багато в чому буде залежати ефективність її роботи. Тому уважно вибирати доведеться і їх.
• Ваші кошти? Після закінчення розрахунків має стати зрозуміло, чи має сенс монтувати у себе вдома повністю автономну сонячну електростанцію, або краще використовувати сонячні панелі для окремих потреб частково і тільки в сонячні дні.

Відповівши на ці питання, можна приступати до розрахунків.

Як розраховується споживання електроенергії в будинку?

Головна мета розрахунку споживання – з’ясувати, яка кількість сонячних панелей необхідно конкретно вашого будинку. При цьому, потужність сонячної панелі вказана виробником, а ось потреби вашого домогосподарства і реальна кількість електроенергії, яка здатна дати одна така панель на добу необхідно розраховувати самостійно.

Якщо почати з будинку, відразу виникає питання: як рахувати? Тут є два варіанти, які залежать від наявності у вас електричного лічильника:

• Якщо у вас є лічильник, і ви щомісяця знімаєте з нього свідчення, то вирахувати щоденне споживання електроенергії просто. Треба розділити місячний показник на кількість днів. Споживана енергія обчислюється в кВт • год. Наприклад, в місяць ви витрачаєте 90кВт • год. Цю цифру треба розділити на 30, і вийде денна витрата – 3кВт • год(округляємо в меншу сторону).

• Другий варіант більш складний. Якщо ви з якоїсь причини не платите за електрику (наприклад, в новий будинок його ще не підвели), то для підрахунку вам знадобиться скласти повний список всіх наявних у вас електричних приладів, з’ясувати споживану кожним за день енергію і, склавши все разом, отримати необхідний результат.

Які електроприлади враховуються при розрахунку показників СЕС для приватного будинку

При розрахунку показників СЕС (сонячної електричної станції) для приватного будинку, враховуються різні електроприлади, які використовуються у будинку. Ці електроприлади включають основні пристрої, такі як холодильник, пральну машину, котел для опалення, світильники, телевізори та комп’ютери. Крім основних пристроїв, можуть бути враховані також і додаткові електроприлади, наприклад, посудомийна машина, піч для приготування їжі, кондиціонери або бойлер для обігріву води. Кількість та потужність цих електроприладів визначаються залежно від розміру будинку та потреби господарів. Ці дані необхідні для розрахунку максимального навантаження, яке СЕС зможе покрити, і для визначення необхідного обсягу генерації сонячної енергії. Завдяки цьому розрахунку, будинок може задовольнити свої енергетичні потреби за допомогою сонячної електричної станції, забезпечуючи необхідну енергію екологічно чистим способом.

Тобто потрібно взяти потужність споживає електроенергію приладу (вона, як правило, вказана виробником), і помножити на кількість годин, протягом яких цей прилад буде працювати. Наприклад, стандартна лампа розжарювання має потужність 100Вт., А працювати вона у вас буде приблизно 6 годин на добу. Значить, для обчислення витрати електрики слід 100 помножити на 6. Виходить 600Вт • год. Таких ламп у вас три, і всі працюють в однаковому режимі. Значить, денний витрата однієї лампи треба помножити на 3. Вийде 1800Вт • год. Подібним чином розраховується витрата електроенергії всіма споживаючими одиницями в будинку.

Скільки енергії може дати в день одна сонячна панель?

Розрахувати, скільки може дати на добу одна сонячна панель складніше. Відразу слід підкреслити, що розрахунок тут буде досить приблизний, так як джерело (в даному випадку – сонце) непостійне. Тут доводиться враховувати кілька факторів:

• заводська потужність панелі;
• рівень інсоляції у вашій місцевості протягом року;
• плановані втрати в процесі роботи панелі.

З максимальною заводською потужністю все зрозуміло – вона вказана в паспорті виробу. Але це зовсім не означає, що на практиці сонячна панель буде працювати саме з такою потужністю. Реальний вихід енергії залежить від рівня інсоляції – кількості світла, яку панель зможе отримати протягом року (а в різних регіонах воно дуже різне), і всіх майбутніх витоків електроенергії (наприклад, при зарядці / розрядки акумуляторів, роботі контролера і т.д.). На ефективність батареї впливає також правильність установки панелі, можливість змінювати її нахил, чистота фотоелементів (панелі треба регулярно чистити від снігу, пилу і бруду).

Отже, потужність сонячної батареї влітку і взимку – це дві різні величини. Обчислюються вони в такий спосіб:

• Заводська потужність панелі (вони можуть бути різні) множиться на середній місячний рівень інсоляції за необхідним регіоном влітку (береться верхній показник). Потім все це множиться на коефіцієнт похибки для літа, рівний 0,5. Отримана цифра буде означати реальну потужність сонячної батареї влітку.
• Заводську потужність панелі помножити на середній місячний рівень інсоляції для даного регіону в найтемніший місяць зими і потім помножити все на коефіцієнт похибки для зими, рівний 0,7. Отримана цифра буде означати реальну потужність роботи батареї взимку.

Різниця між зимовою та літньою потужністю сонячної батареї може бути в регіонах з помірним кліматом 5-6 разів. З’ясувавши реальну потужність батареї, слід повернутися до витрати електроенергії. Для цього до розрахованого раніше показнику по дому потрібно додати розміри втрат від роботи самої сонячної установки (головним чином, акумуляторів). Наприклад, якщо такі втрати становлять 25%, то витрату по дому слід помножити на 1,25. Вийде реальна витрата електроенергії при роботі всіх приладів в будинку і самої сонячної батареї.

​Кути нахилу, орієнтація та інше

Сонячні панелі є ефективним джерелом відновлювальної енергії, і їх потенційна виробнича спроможність залежить від кількох факторів, включаючи кути нахилу та орієнтацію. Ідеальний кут нахилу панелі в Україні сягає близько 35-45 градусів, оскільки це дає найбільшу здатність до збору сонячної енергії протягом року. Також важливо враховувати орієнтацію панелей. У Північній полушарі оптимальною орієнтацією є приблизно на південь, в той час як в Південній полушарі це може бути на північ. Залежно від цих параметрів, сонячна панель може забезпечити виробництво електроенергії від 240 до 300 кіловат-годин на квадратний метр на рік. Однак, варто враховувати також інші фактори, такі як погодні умови і наявність тіні, які можуть вплинути на здатність панелі до збору енергії. Дотримуючись оптимальних налаштувань та умов, сонячна панель може стати ефективним джерелом енергії для будь-якого дому чи підприємства.

І в завершенні залишається з’ясувати, скільки панелей потрібно для забезпечення вашого будинку електрикою. Їх кількість вийде різним взимку і влітку. Для цього треба розділити загальне число витрат енергії в будинку (включаючи перевитрату акумуляторів) на потужність батареї. При розподілі на зимову потужність, вийде кількість панелей, необхідних взимку. При розподілі на літню потужність – влітку. Треба відзначити, що різниця теж буде приблизно в 5 разів. Тепер, знаючи вартість і необхідну кількість панелей, можна підрахувати, наскільки вигідно встановлення сонячних батарей в вашому домі.

Як поліпшити показники вироблення електроенергії

Одна сонячна панель може забезпечити певну кількість енергії протягом дня, відповідно до своєї потужності. Потужність сонячної панелі залежить від кількості та ефективності фоторезисторів, які преобразують сонячну радіацію в електричну енергію. Ці показники можуть бути змінені, враховуючи кілька факторів. Перш за все, важливо максимально використовувати сонячну панель для отримання максимального освітлення. Розташування панелі на даху або іншій поверхні, яка отримує найбільше сонячного світла, допомагає цьому. Також необхідно забезпечити регулярне технічне обслуговування сонячної панелі для забезпечення максимальної ефективності роботи. Бруд, пил або пошкодження можуть значно зменшити її продуктивність. Установка додаткових сонячних панелей та використання батарей зберігання енергії також можуть підвищити показники вироблення електроенергії. Невпинне вдосконалення технологій сонячних панелей також може сприяти покращенню їх продуктивності.

Зелений тариф в Україні

Зелений тариф є одним з найважливіших стимулів для розвитку сонячних електростанцій (СЕС) в Україні. Введений у 2009 році, цей механізм сприяє підтримці виробництва зеленої енергії та забезпечує гарантовану ціну за кожен кіловат-годину електроенергії, виробленої сонячною електростанцією. Власники СЕС, які задовольняють встановлені критерії, можуть отримувати цей тариф на протязі 20 років з дати підключення до електричної мережі. Зелений тариф виступає як головний стимул для вітчизняних та зарубіжних інвесторів, що бажають розвивати сонячну енергетику в Україні. Він забезпечує надійність та прибутковість інвестицій в області відновлюваної енергетики, сприяє зростанню виробництва зеленого струму та створенню нових робочих місць. Зелений тариф в Україні також допомагає зменшити залежність від імпорту енергоресурсів та сприяє зниженню викидів парникових газів, що спричиняють глобальне потепління.

Компанія Solartech проводить безкоштовні консультації та розрахунок потужності сонячних панелей при встановленні сонячної електростанції. Замовити розрахунок.