Сколько нужно солнечных батарей для дома

Сколько нужно солнечных батарей для дома?

Максим Брозинский

Эксперт в области альтернативной энергетики, учредитель компании «Природная Энергия».

Делая ежедневно просчеты солнечных электростанций, я попробую подробнее ответить на часто задаваемые вопросы. Однако, каждый проект индивидуальный, поэтому не стесняйтесь связываться со мной удобным для Вас способом, чтобы я мог сделать индивидуальный просчет Вашего объекта. Уверен, мы всегда сможем с Вами договориться!

Самый популярный вопрос, который мы слышим от наших клиентов — это сколько нужно солнечных батарей для моего дома , реже квартиры. Ну, а далее идут вариации, например:

• Какое количество батарей необходимо для отопления дома?
• Сколько нужно солнечных панелей в частном домостроении, чтобы продавать электроэнергию и быстро вернуть вложенные инвестиции?
• Сколько нужно установить солнечных батарей на крыше своего дома, чтобы полностью отключиться от общей энергосети?

Начнем по порядку:

✅ Какое количество солнечных батарей необходимо для отопления дома ❓

Приятно понимать, что в Украине люди стремятся быть энергетически независимыми, и действительно существуют современные способы альтернативных источников тепла, которые позволят сэкономить на расходах на отопление и снизить зависимость от централизованных или дорогих теплоносителей. Об этих способах я расскажу чуть ниже. В ответе на этот вопрос, хочу объяснить почему с помощью солнечных батарей отопить дом не удастся.

• Во-первых, и это относится ко всем способам отопления, наши дома пока ещё плохо или вообще не утеплены, а для альтернативных источников тепла очень важно, чтобы теплопотери дома были минимальными.
• Далее, самый продуктивный период работы солнечной станции в Киеве, и вообще в нашей стране, — это апрель-сентябрь, именно в этом промежутке времени станция продуцирует 70% от годовой выработки электроэнергии. На отопительный период остаётся всего 30%. Получается так, что, когда нам больше всего необходима энергия, то есть зимой, солнечная станция вырабатывает очень мало, и связано это с маленьким количеством солнечных дней.

Давайте разберем на наглядном примере. Хорошо утеплённый дом (по меркам Украины) площадью 100 м², для отопления в холодное время года (с октября по апрель) потребует около 11,5 МВт тепловой энергии в год. Такую же величину энергии за год сможет производить и солнечная станция 10 кВт (это около 30 солнечных панелей). Но как видно на графике, наибольшую мощность станция выдает в летний, т.е. в самый солнечный период года, когда в отоплении нет необходимости. Зимой же станция будет выдавать в среднем 10-15 кВт/день, а для отопления нам нужно около 120 кВт/день. Отсюда напрашивается вывод, что использовать солнечную станцию для отопления крайне неэффективно.

КАТАЛОГ ТОВАРОВ Солнечные батареи Солнечные станции Инверторы Монтаж солнечной станции

Так какое же решение, чтобы сэкономить на отоплении с помощью солнца?

Вот несколько советов и рекомендаций для тех, кто решил инвестировать в солнечные батареи:

Установив солнечную станцию, напрямую Вы не сэкономите на отоплении. Но, подписав договор на продажу выработанной электроэнергии по «зеленому тарифу», Вы сможете заработать и, тем самым, компенсировать затраты на отопление. Подробнее читайте в следующем разделе статьи.

С помощью солнца, а именно гелиосистем, можно существенно экономить на нагреве воды. Правильно подобранная гелиосистема позволит сократить расходы на горячую воду до 70%. А если Вы счастливый обладатель бассейна, то сокращение расходов будет еще существеннее.

Рассмотрите другие варианты альтернативных источников тепла. Особенно это актуально для тех, кто на этапе строительства, ремонта или реконструкции, когда есть возможность спроектировать систему отопления с нуля, ну или есть возможность ее изменить. Я говорю о тепловых насосах воздух-вода, грунт-вода или вода-вода. С помощью этого теплового оборудования действительно удастся сократить расходы на отопление до 5 раз и быть независимым от подорожания цены на газ, твердое топливо или электричества.

Позвоните или напишите прямо сейчас, чтобы
рассчитать стоимость Вашего объекта

✅ Сколько нужно солнечных панелей в частном домостроении, чтобы продавать электроэнергию и быстро вернуть вложенные инвестиции❓

Согласно закону о «зелёном тарифе», максимальная мощность станции, которая может вырабатывать электроэнергию и будет подключена к общей энергосети, составляет 30 кВт, ранее эта цифра была всего 10 кВт. Практические советы, как рассчитать на листочке, сколько батарей Вы сможете разместить на крыше вашего дома:

• выберите на крыше свободные для размещения участки, которые не затеняются и имеют направления юг (лучшее), запад и восток (на 15% меньше выработка по сравнению с южным направлением). Можно использовать и северный скат крыши, но у него продуктивность будет на 40-45% ниже чем у южного.
• после того как выбрали места размещения, замеряйте их полученную площадь, разделите либо на 1,6 м² (для стандартных панелей) или же на 2 м² (для увеличенных панелей), таким образом Вы на 90% подсчитаете кол-во солнечных модулей, которые поместятся на кровле. Указанные ранее размеры являются наиболее популярными в Украине и чаще всего применяются при строительстве солнечных установок.
• когда мы знаем кол-во солнечных элементов, теперь легко можно рассчитать мощность будущей электростанции, путём умножения кол-ва штук на их мощность. На сегодняшний день самыми распространёнными считаются панели мощностью 330-350 Вт (как правило размер 1640 мм на 995 мм)

Пример: площадь крыши 90 м², мы выбрали солнечные батареи производительностью 330 Вт (вспоминаем, что площадь у таких модулей 1,6м²). Получаем следующую формулу, которая позволяет нам рассчитать сколько солнечных батарей нужно для дома: (90 м²/1,6 м²) = 56,3 (округляем в меньшую сторону) * 330 Вт =18 580 Вт или 18,6 кВт.

Ориентировочная ежегодная прибыль от работы станции 15 кВт по зелёному тарифу составляет 2200 долларов США, при ежемесячном потреблении на объекте 250 кВт*часов/месяц. Срок окупаемости составит 4-5 лет. Доходность инвестиций до 25% годовых. Таким образом, вложив свои накопления в солнечную станцию, Вы можете получать доходность до 25% годовых в валюте, поскольку «зеленый тариф» привязан к курсу евро. Тогда как ставки по депозитам в валюте сейчас очень низкие, практически нулевые, инвестиции в солнечную станцию становятся очень выгодными.

✅ Сколько нужно установить солнечных батарей на крыше своего дома, чтобы полностью отключиться от общей энергосети❓

Когда клиенты задают этот вопрос, я, в первую очередь, уточняю задачу, которую необходимо решить. С какими проблемами сталкиваются клиенты?

Один из вариантов запросов связан с частым отключением электроэнергии, например, в дачном или коттеджном поселке.

Решением в такой ситуации я порекомендую установить солнечную станцию, которая будет резервным источником электроэнергии во время отключений и не отключаться от общей сети. Как правило, достаточно будет солнечной станции 3 кВт — 5 кВт с аккумуляторами соответствующей емкости для того, чтобы переждать отключение. Такое решение будет оптимальным с точки зрения экономической эффективности. Дальше разберемся почему.

Другой вариант – когда нет общей энергосети на объекте или ее подключение затратно или затруднительно. И наконец, желание отключиться полностью по причине дорогих тарифов, некачественной работы и т.д. Здесь я приведу алгоритм расчёта полностью автономной солнечной станции. Итак, основные компоненты автономной солнечной станций – это солнечные батареи, инвертор и аккумуляторные батареи, в которых и будет накапливаться энергия, вырабатываемая нашими солнечными батареями. Для того чтобы правильно рассчитать емкость аккумуляторов, необходимо ответить на такие вопросы. Первое, что нужно понимать, это пиковая нагрузка. Для эксперимента, запишите показания счётчика и на один час включите все электроприборы. После того как пройдёт час, запишите получившиеся данные, потом от первоначальных данных отнимите полученные результаты. У Вас получится разница, которая покажет Вам пиковую нагрузку на будущую автономную станцию. К примеру, у Вас получилось 5 кВт/час – это означает, что Ваша станция должна в пиковый момент выдать Вам из своих резервов именно эту цифру. Далее, рассчитываем сколько электроэнергии Вам необходимо в день, проще всего взять Ваши квитанции за свет за последние 12 месяцев, суммировать количество кВт/час разделить на 365 дней в году и умножить на 1,2 (поправочный коэффициент, иногда за день потребляется энергии больше иногда меньше). Полученная цифра – это среднее кол-во кВт/час за день, допустим, что это 10 кВт/час.

Теперь рассчитываем автономную солнечную станцию.

Мы знаем, что в день мы потребляем 10 кВт/час электроэнергии, значит солнечные батареи, которые нам предстоит установить, должны каждый день собирать такое количество электроэнергии. Чтобы собирать столько электроэнергии в любой день года, независимо от сезона, мы должны установить станцию мощностью 10-12 кВт. Берём с запасом, потому что зимой очень мало солнца, а нам даже в самую снежную погоду необходимо собрать 10 кВт/час. Станция мощностью 10 кВт — это 37 панелей мощностью 270 Вт или 30 панелей мощностью 330 Вт. Первое значение получено, но это ещё не всё. Теперь нам нужно подобрать аккумуляторные батареи которые смогут принять в себя такое количество электричества. Если использовать аккумуляторы технологии AGM или Gel, ёмкостью 250 ампер/часов нам потребуется 8 устройств. Если же брать литий-железо-фосфатные (LiFePO₄) АКБ, их потребуется 4. Плюс «изюминка на тортик», для того, чтобы это всё работало корректно, необходимо подобрать инвертор, способный в пиковый момент преобразовать 5 кВт постоянного тока в переменный, а это очень непростая задача. Автономная станция с такими параметрами обойдется от 17 до 25 тысяч долларов США, в зависимости от выбранного оборудования, срок окупаемости составит от 12 лет.

Более эффективные решения, которые я предлагаю своим клиентам для решения этих задач, такие:

Если есть общая энергосеть, не нужно от нее отключаться. Вы будете потреблять собственное произведенное электричество по максимуму возможности Вашей станции, разницу – будет покрывать общая энергосеть. Такое решение будет однозначно более доступным и экономически эффективным.

Если есть возможности инвестирования в солнечную станцию и при этом есть необходимость иметь источник резервного электроснабжения, постройте гибридную солнечную станцию. В этом случае, Вы сможете продавать излишек электроэнергии в те дни, когда Вам она не нужна, и таким образом быстрее окупить свои вложения в солнечную станцию.

Итак, если Вы задумываетесь о том, что ваши задачи можно решить с помощью альтернативной энергетики, это уже очень хорошо. Остается только подобрать правильное решение для конкретной ситуации. С этим вопросом мы вам с удовольствием поможем разобраться и найдем самое оптимальное решение!

• разработку проектных решений;
• консультации и обсуждение технических заданий;
• поставку оборудования;
• услуги по монтажу и установке;
• пусконаладочные работы;
• гарантийное и сервисное обслуживание.

• Предлагаем комплексные инженерные решения любой сложности
• Минимальный опыт любого нашего сотрудника от 10 лет в отрасли
• За 5 лет мы реализовали более 100 проектов
• Устанавливаем сертифицированное оборудование с официальными гарантиями заводов-производителей
• Предоставляем сервисное и послегарантийное обслуживание
• Оптимальные цены на товары и услуги

Позвоните или напишите прямо сейчас, чтобы
рассчитать стоимость Вашего объекта

Примеры выполненных проектов

Автономная солнечная станция 4 кВт, г. Киев, м. Осокорки

Клиенту часто досаждали отключения электроэнергии по 2-3 часа в неделю в садовом товариществе, в связи с этим он принял решение установить станцию, которая устранила бы существующий дискомфорт.

• автономный инвертор ABi-Solar SL 5048 Duo MPPT (5 кВА/4 кВт, 1 фаза/6 кВт DC, 48 В) со встроенным контроллером заряда, .
• поликристаллические солнечные панели JA Solar 270 Вт — 10 шт.,
• крепления Walrawen из нержавеющей стали,
• аккумуляторные батареи Ventura — 4 шт. по 150 Ач,
• предохранители по стороне DC.

Солнечная станция на земле под зеленый тариф г. Барышевка

На данном объекте установлена максимальная мощность станции 30 кВт разрешенная законом о зеленом тарифе. Для компенсации дней, когда присутствует облачная погода мы подключили к инвертору солнечное поле мощностью 36,5 кВт.

• наземная конструкция из оцинкованного металла от компании Pillar на геошурупах (позволяют перемещать станцию в любое другое место без каких либо остатков на земле),
• солнечные панели Risen Mono Perc HC 315 Вт,
• сетевой инвертор SolarEdge 27,6 кВт,
• оптимизаторы мощности SolarEdge P700-5R M4M RX,
• щиты защиты по постоянному и переменному току.

Отопление частного дома солнечными батареями

Ускоренное развитие альтернативной энергетики обычно связывают с заботой о состоянии окружающей среды. Однако у возобновляемых источников энергии – прежде всего таких, как солнечные электростанции – есть и другое важная роль. За пределами городов, особенно в местностях с нестабильной работой или отсутствием электросетей, теоретически возможно организовать даже отопление от солнечных батарей.

Насколько реально отопление частного дома солнечными батареями?

Такой способ отопления дорогой и неэффективный, для решения задачи потребуется отопительная система и автономный постоянный источник энергии для неё. В качестве первой можно использовать:

• электрокотел и набор батарей с циркулирующей по замкнутому трубному контуру жидкостью (водой или специальным составом);
• «теплые полы»;
• классические навесные обогреватели;
• инфракрасные настенные, напольные либо плинтусные керамические панели.

Важно! Следует отметить, что для максимальной экономии наиболее эффективно применять метод независимой терморегуляции для каждого помещения отдельно.

Солнечные батареи для отопления частного дома – расчет мощности потребления и сравнительная таблица.

Рассмотрим относительно небольшой трехкомнатный частный дом площадью 85м2. Отапливать понадобится:

• спальню и гостиную по 20м2 – 1,0 кВт на каждую;
• детскую 15 м2 – 0,75 кВт; • кухню 10 м2 – 0,5 кВт;
• коридор 10 м2 – 0,35 кВт;
• ванную комнату и туалет 5+5м2 – 0,35 кВт.

Итого: 1,0 + 1,0 + 0,75 + 0,5 + 0,35 + 0,35 = 3,95 кВт, или приблизительно 4 кВт.

В зависимости от выбранного варианта отопительной системы суточная потребляемая мощность составит:

	Время работы в сутки (ч)	Суточный расход энергии (кВт*ч)
Электрокотел и водяной контур	14-16	56-64
«Теплый пол»	12-14	48-52
Тепловые конвекторы	12-14	48-52
Керамические ИК – панели	7-10	32-40

Отопление с помощью солнечных батарей – расчет требуемой мощности СЭС в зависимости от региона.

Рассчитывая обеспечения такого количества энергии автономными солнечными станциями необходимо учесть, что генерация солнечных панелей минимальна именно в зимние месяцы. Для наглядности продемонстрируем помесячный график выработки станцией мощностью 1 кВт в большинстве регионов средней полосы России.

График производительности солнечных батарей:

По регионам России видим следующие данные по инсоляции— интенсивности облучения поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией).

Таким образом, примерно на 15-20% ниже генерация будет на северо-западе, на 15-20% выше – в южных регионах. Следовательно, даже при самом оптимальном варианте для отопления загородного дома средних размеров понадобится автономная станция мощностью от 30-40 кВт.

Отопление солнечными батареями – оборудование и его стоимость.

Для полностью независимой СЭС такой производительности потребуется закупить следующий комплект оборудования:

Примерная комплектация автономной солнечной электростанции на 30 кВт, базовый вариант с качественным оборудованием.

Оборудование, тип и количество	Цена за единицу	Сумма
Солнечные панели: Delta BST 300-24M PERC (монокристаллические, Tier1) — 100 шт.	130$	13000$
Многофункциональный инвертор: Schneider Electric Conext XW+8548 — 1 шт.	3100$	3100 $
Панель управления: XW SCP — 1 шт.	350$	350$
Контроллер заряда: Schneider Electric XW MPPT 80-600 — 6шт.	1800$	10800$
Аккумуляторные батареи: DELTA GEL 12-200 — 24 шт.	460$	11040$
Кабель солнечный: «PV cable» 6 мм2 — 200 м.	1.1$	220$
Система защиты: автоматы защиты, плавкие вставки, УЗИПы, электрические щитки, кабели, периферия — 1 комплект.	800$	800$
	ОБЩАЯ СУММА:	39310$

В базовую комплектацию могут быть внесены изменения – например, выбраны более или менее мощные панели, оборудование других производителей и т.д. К стоимости комплекта солнечных батарей для отопления дома необходимо добавить расходы на монтажные и пуско-наладку, составляющие 10-15% от стоимости. Также стоит прибавить стоимость металлоконструкций для крепления солнечных батарей и стеллажи для АКБ. В итоге полностью автономная станция обойдется примерно в 45 000 долларов. Причем более трети расходов уйдет на накопители дневной генерации, для возможности обогрева частного дома и ночью.

Место под солнечную электростанцию – как и где устанавливать?

Если Вы твердо приняли решение приобрести СЭС такой мощности, необходимо будет выделить место для её установки. Для этого потребуется немалая площадь, поскольку каждая панель займет около 1,3-2м2 при установке «впритык» на кровле дома и на земле. Если приходится размещать модули в не только рядов на земле и плоской кровле (с минимальным уклоном), есть правило — при установке панелей под углом, между рядами панелей необходимо делать отступ, чтобы тень от передних рядов не падала на задние, в таком случае, необходимая площадь для установки будет больше в 2-5 раз. Длина отступа зависит от длины и угла наклона панелей.

Сколько нужно солнечных батарей для отопления?

Проведем расчет требуемого количества, а также пространства на установку СЭС на 30кВт, исходя из мощности выбранных панелей.

Мощность панели, Ватт	Количество панелей для СЭС 30кВт, шт.	Монтаж впритык, м2	Монтаж с отступом, м2
200	150	200	400-1000
250	120	200	400-1000
300	100	160	320-800
380	79	160	320-800
450	67	150	300-750

Очевидно, что даже для фотоэлектрических модулей на 450 Вт каждый, места на крыше с южной стороны, у типового дома, наверняка не хватит. Следовательно, панели можно будет установить только возле дома, на участке с минимальной площадью примерно от 150 квадратных метров.

В этом случае основная конструкция примет примерно такой вид:

Интеграция СЭС в общее электроснабжение дома и другие возможные варианты установок

Но даже если купить солнечные батареи для отопления в таком количестве хватит денег, что делать с выработкой весной, летом и осенью? Ведь генерация СЭС на 30 кВт составляет в такие месяцы 100-180 кВт*ч в сутки, тогда как для полного потребления дома в это время достаточно 25 кВт*ч.

Даже такой объем позволит снабжать энергией следующий примерный набор устройств:

Электроприборы	Мощность, Вт	Количество	Время применения (часов в сутки)	Потребление (кВт*ч в сутки)
Внутреннее и внешнее освещение	10	20	5	1
Зарядки для телефонов	5	2	1	0,01
Телевизоры	80	2	3	0,48
Компьютеры и ноутбуки	150	2	12	3,6
Фен	1000	1	0,5	0,5
Холодильник	50	1	24	1,2
Электрочайник	2000	1	0,2	0,4
Микроволновая печка	800	1	0,3	0,24
Электроплита	2000	1	3	6
Электрокотел для подогрева воды	2500	1	2	5
Кондиционер	800	1	3	2,4
Стиральная машина	1500	1	2	3
ИТОГО:	23,83

Куда использовать остальные 40-100 кВт? И существует ли вариант «сброса» излишков в централизованную сеть? Рассмотрим эти вопросы подробно.

Основным недостатком солнечной станции, установленной исключительно для автономного отопления дома солнечными батареями в зимний период, является её неэффективное использование. Ведь в остальное время года, когда ежемесячная генерация намного выше, будет много излишек электроэнергии. В этом нет ничего критичного для оборудования, оно само снизит генерацию и ничего с этим делать не нужно. Вопрос в другом, куда можно потратить эту лишнюю энергию во благо?

Ситуацию могла бы исправить установка не полностью автономной, а гибридной или сетевой версии, при условии наличия стабильной центральной электросети. Но и это не панацея, ведь, при ныне действующем российском законодательстве, такие варианты не дадут быструю окупаемость.

Более того мы рассчитали станцию на 30кВт, а продавать энергию в централизованную сеть на договорных условиях для частных станций мощностью более 15 кВт запрещено, нужно будет ограничивать продажу (в настройках системы) до 15кВт. Сетевая или гибридная модификация меньшей мощности может помочь решить вопрос, но излишки пришлось бы реализовывать по оптовой цене для региона – т.е. в среднем по 2 руб. за 1 кВт*ч. Учитывая стоимость оборудования, затраченную на СЭС для отопления солнечными батареями, подобный выход (при наличии стабильной центральной сети), финансово абсолютно нецелесообразен.

Интеграция СЭС в существующие системы отопления

Последний, вполне приемлемый вариант – использовать солнечные панели для обеспечения электроэнергией отдельных элементов уже существующих отопительных систем дома.

1. Газовый и твердотопливный котлы. В таких отопительных системах необходимо снабжать электроэнергией только двухконтурный котел (или насос, если он технически не интегрирован в котел). Его потребление – не более 60-100 Вт/час, или 0,1 х 24 = 2,4 кВт*ч/сутки. В этом случае достаточно будет электростанции на 2,5-3 кВт, стоимостью не более $2500-3000 из 8-10 панелей, которые поместятся на любой крыше. А в летнее время года, такой системы будет достаточно чтобы снабжать электричеством весь дом. 2.
2. Тепловые насосы. Следующий способ отопления солнечными батареями – обеспечить э/э тепловые насосы. Для частного дома площадью 80м2 расчет потребления электроэнергии при таком виде отопления довольно сложный и зависит от многих субъективных факторов. Для тепловых насосов необходимой мощности может понадобится СЭС мощнее, чем для газового отопления той же площади – на 5-8 кВт.

Заключение

Приведенные расчеты и соображения позволяют сделать следующие выводы.

1. Установка для отопления в частном доме полностью автономной солнечной электростанции вполне возможна. Однако стоимость её составит около $ 45 000, а для размещения оборудования понадобится от 150 квадратных метров площади.
2. Наиболее выгодным вариантом представляется интеграция «солнечного» отопления в общее энергоснабжение дома и/или вспомогательное снабжение энергией отдельных элементов уже существующие системы обогрева. Это позволит использовать станцию для отопления дома солнечными батареями максимально рационально. А заодно на порядок уменьшить её стоимость, мощность и площадь для монтажа.
3. Главным преимуществом монтажа фотоэлектрической системы является е абсолютная независимость от внешних источников. Именно поэтому в отдаленных регионах России (например, Якутии) такие СЭС представляют собой не только выгодный, но и наиболее надежный способ получения электроэнергии.

Сколько солнечных батарей нужно для питания моего дома?

Первый вопрос, которым Вы задаётесь о том, какой будет ваша солнечная энергетическая система, наверняка следует из этого: сколько солнечных батарей мне нужно ? Поскольку большинство людей хотят производить достаточно энергии, чтобы полностью исключить расходы на электроэнергию, первым шагом является определение того, какого размера солнечная система будет производить достаточно энергии для удовлетворения уровня потребления вашей семьи. В конечном счете, вы будете рассчитывать, сколько киловатт-часов электроэнергии вам потребуется, и найти правильный размер системы и количество солнечных панелей для питания вашего дома.

С одной стороны наверняка точно ответить на этот вопрос нельзя, ведь каждая солнечная электростанция по-своему индивидуальна, так же как индивидуален по своей сути каждый человек, а точнее его образ жизни. Потребление электроэнергии от части можно сравнить с тем, как человек потребляет воду, кто-то выпивает в день всего пару стаканов воды, кто-то выпивает один литр, а кто-то полтора или два.. Примерно так же обстоят дела и с электричеством, кому-то хватает всего 8-10 киловатт-часов в день, кто-то более активно пользуется домашними электроприборами и ему уже нужно от 15 киловатт-часов за световой день, а вдруг у вас ещё и отопительные приборы есть? Или быть может, вы любите готовить и пользуетесь электроплитой и духовым шкафом до 4 или даже 5 часов в день, тогда вам может потребоваться значительно больше электроэнергии от 30 киловатт-часов за световой день. С другой же стороны, средние ориентировочные значения для типовой семьи всё же можно вывести, на основе усредненных значений мы подготовили комплекты солнечных электростанций для дома .

Сколько солнечных батарей нужно для питания моего дома?

Типичному домовладельцу понадобится 28 — 34 солнечных батарей, чтобы удовлетворить 100% всей потребности в энергии (в зависимости от местоположения и размера крыши).

Чтобы получить эти цифры, мы использовали высокие и низкие коэффициенты производства панелей, чтобы рассчитать, сколько солнечных панелей необходимо в среднем. Мы предположили, что в среднем домашнее хозяйство потребляет около 10 400 кВт*ч в год, а используемые нами панели в качестве примера — это солнечные панели мощностью 250 Вт .

Как рассчитать собственную оценку солнечной панели

Для тех, кому интересно, как мы оценили эти цифры для потребления энергии и необходимого количества солнечных батарей, вот разбивка. Если вы хотите понять, сколько энергии вам нужно, начните с того, сколько киловатт-часов (кВт*ч) электроэнергии вы используете в год. Большинство коммунальных предприятий предоставляют вам общее потребление электроэнергии за последние двенадцать месяцев в ежемесячной выписке или квитанции за оплату. Чтобы предложить некоторую перспективу, один кВт-час — это 1000 Вт энергии, используемой в час. Таким образом, если в вашем доме 20 лампочек, и все они используют по 50 Вт, то при включении каждой лампочки в вашем доме в течение часа будет потребляться 1 кВт*ч электроэнергии. Согласно последним данным, в 2016 году средняя американская семья использовала 897 кВт*ч в месяц. Иными словами, средняя семья потребляет чуть менее 11 000 кВт*ч в год.

Чтобы найти диапазон для количества солнечных панелей, мы сравнили коэффициенты производства солнечных панелей, самые высокие и самые низкие. Затем мы взяли 11 000 кВт*ч и поделили их на соответствующие коэффициенты, а затем разделили это число. на 250 (типичная мощность панели). Этот расчет дал нам максимум и минимум для среднего числа панелей, которые понадобятся домовладельцу.

Сколько кВт*ч могут производить ваши солнечные батареи?

Количество энергии (кВт*ч), которую может производить ваша солнечная энергетическая система, зависит от того, сколько солнечного света падает например на вашу крышу. Количество солнечного света, которое вы получаете за год, зависит как от того, где вы находитесь в стране, так и от времени года. На юге соответственно больше солнечных дней в году, чем на западной или даже северной части страны. Но в любом месте вы сможете производить достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей в энергии! Если вы живете в районе, где меньше солнечного света, вам просто нужно установить систему, которая будет содержать больше солнечных панелей.

Два домохозяйства сравнительного размера в Краснодарском крае и к примеру в Новосибирской области потребляют средний объем электроэнергии, около 10 400 кВт*ч в год. Краснодарское домохозяйство нуждается в системе 7,0 кВт, чтобы покрыть 100% своих потребностей в энергии. Для сравнения, сопоставимая семья в Новосибирске нуждается в системе мощностью 8,8 кВт для удовлетворения своих потребностей в энергии. Солнечных батарей в Краснодарском крае потребуется меньше, чем в системе в Новосибирске, но способны вырабатывать такое же количество энергии, потому что они подвергаются большему количеству солнечного света ежегодно. Домовладельцы в менее солнечных районах могут восполнить это несоответствие, просто используя более эффективные панели или увеличивая размер своей солнечной электростанции, в результате чего на их крыше будет немного больше солнечных панелей!

Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее? Оставить Комментарий

Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее? Очень просто!

Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее

Расчет небольших солнечных электростанций можно сделать достаточно просто вооружившись листом бумаги и ручкой. В этой статье мы расскажем основные принципы подбора оборудования для бытовых солнечных электростанций.

ВАЖНО: комплектация солнечной системы никак не связана с площадью дома. Она зависит только от мощности подключаемого оборудования и количества потребляемой энергии.

Основными элементами солнечной электростанции являются:

· Солнечные панели – они генерируют электроэнергию, и чем они мощнее и их больше, тем больше электроэнергии можно получить в течении дня.

· Аккумуляторные батареи – в них происходит накопление элеткроэнергии, которую можно использовать в отсутствии солнца (ночью), когда выработки электричества на солнечных панелях нет.

· Контроллер заряда аккумулятора – это устройство, которое позволяет обеспечить правильные режимы заряда аккумулятора. Выбор этого устройства, как правило, чисто технический момент за исключением выбора типа контроллера MPPT или ШИМ. Иногда контроллер заряда может быть встроен в инвертор.

· Инвертор преобразователь напряжения – это устройство преобразует постоянный ток на аккумуляторах в переменный 220В, который используется во всех бытовых электроприборах. Мощность инвертора ограничивает максимальную мощность электропотребителей, которые могут быть подключены к системе.

Теперь подробно остановимся на каждом из этих элементов системы, для того, чтобы понять, какое именно оборудование и в каком количестве, нам потребуется.

Как выбрать инвертор – преобразователь напряжения

Подбор оборудования для системы начинается с выбора инвертора. Все инверторы делятся на 2 группы по форме выходного сигнала – чистый синус (форма сигнала в виде синусоиды) и модифицированный синус (форма сигнала в виде ступенек или трапеций). Если к системе будет подключаться любая индуктивная нагрузка: двигатели , компрессоры и т.д. то инвертор должен быть обязательно с чистым синусом на выходе. Т.е. если вы планируете подключать холодильник, насос, электроинструмент и т.д. то инвертор должен на выходе выдавать чистую синусоиду.

Если же подключаемая нагрузка это телевизоры, зарядные устройства, освещение и т.д. то модифицированный синус вполне подойдет.

Таким образом чистый синус имеет более широкую область применения, но и цена у него существенно дороже чем у инверторов с модифицированным синусом.

Итак, мы определили тип инвертора, который нам нужен, далее нужно определить его номинальную мощность. Для того, чтобы это сделать, нужно просуммировать мощность всех электроприборов которые могут быть включены одновременно. Мощность каждого прибора можно найти в инструкции или на самом устройстве. Например: холодильник (300Вт) + телевизор (70Вт) + насос (400Вт) + микроволновка (1000Вт) = 300Вт+70Вт+400Вт+1000Вт = 1770Вт. Соответственно в данном случае инвертор должен иметь номинальную мощность более 1770Вт. Кроме того важно понимать, что у некоторых приборов существуют пусковые токи, которые кратковременно появляются при запуске оборудования. Эти пусковые токи могут быть в 5-7 раз больше чем номинальные. Это важно учитывать при выборе инвертора. Благо у каждого инвертора есть запас прочности – пиковая нагрузка и зачастую эта характеристика в 2 раза больше номинальной мощности. Поэтому в данном примере инвертора номинальной мощностью 2000Вт хватит для обеспечения питанием указанных приборов, даже с учетом того, что у холодильника в момент пуска мощность может быть 300Вт*7=2100Вт.

Как рассчитать солнечные панели

Следующий вопрос – как рассчитать сколько солнечных батарей нужно установить, чтобы их было достаточно для обеспечения нужным количеством электроэнергии.

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте выясним, сколько же электроэнергии мы потребляем. Это можно сделать умножив мощность электроприборов на время их работы, например: лампочка мощностью 50Вт работая в течении 3х часов, израсходует 50вт*3ч=150Вт*ч электроэнергии. Таким образом, можно посчитать полное электропотребление за сутки, но есть и более простой способ – посмотреть показания электросчетчика за месяц и разделить на количество дней в месяце. К примеру: счетчик за месяц (30 дней) накрутил 150кВт*ч электроэнергии. В среднем за сутки получается 5кВт*ч электроэнергии. Это значит, что массив солнечных панелей должен за солнечный день успеть сгенерировать такое же количество электроэнергии.

Солнечные панели бывают различного размера и мощности, и в каждом конкретном случае бывает удобнее использовать панели определенного размера, но, как правило, для средних и больших систем используются панели 250-300Вт, поскольку они наиболее оптимальны с точки зрения монтажа. Мощность панели это как раз то количество электроэнергии, которая она вырабатывает при полной освещенности. Т.е. если на солнечную панель 250Вт в течении 3х часов под прямым углом будет светить солнце, то она выработает 250Вт*3ч=750Вт*ч электроэнергии. Конечно в течении дня может быть достаточно облачно и мало света, поэтому та же самая панель при облачной погоде может вырабатывать в 3-4 раза меньше электроэнергии чем в солнечную погоду. Таким образом для грубой оценки такой подход в расчетах может подойти. Например если нужна система, которая летом должна вырабатывать 5кВт*ч электроэнергии в день, при условии, что в среднем в течении 4х часов на панель будет светить солнце (4ч*250Вт=1000Вт), то нам понадобится не менее 5 таких панелей.

Для более точного расчета необходимо использовать так называемые таблицы солнечной инсоляции, в которых указаны средние значения солнечной освещенности на 1 кв.м. за сутки в разных регионах нашей страны. К примеру в Астрахани в июне на поверхность наклоненную на 35градусов к горизонту за месяц проникает 197.7 кВт*ч энергии. За сутки в среднем получится около 6.6кВт*ч энергии. Конечно, не вся эта энергия будет преобразована в электрическую. У каждого модуля есть КПД (коэффициент полезного действия, не путать с КПД ФЭПа), в среднем это 16.5-17%. Это значит что нужно 6.6 кВт*ч умножить на 17%, в результате чего получим 1.12кВт*ч в сутки с одного квадратного метра солнечных панелей. Зная нужное нам количество энергии в сутки, к примеру 5кВт*ч, мы можем определить нужную нам площадь солнечных панелей – 5кВт*ч/1.12кВт*ч=4.46м.кв. Солнечный модуль 250Вт имеет размеры 1650х990мм и площадь равную 1.64м.кв.. Таким образом 3х модулей по 250Вт будет достаточно для генерации 5кВт*ч электроэнергии в сутки на территории Астрахани в июне.

По такому принципу делаются профессиональные расчеты систем, поскольку нет более точных данных по работе солнечных панелей, чем статистические.

Сколько нужно аккумуляторов

Количество энергии которое может быть запасено в аккумуляторной батарее можно оценить по формуле «емкость умножить на номинальное напряжение». Например аккумулятор емкостью 100Ач и напряжением 12В, может запасти в себе 100Ач*12В=1200Вт*ч электроэнергии.

Зная, сколько энергии у нас расходуется в сутки, мы можем определить какая часть этой энергии расходуется из аккумуляторов в отсутствии солнца. Но поскольку срок службы аккумуляторов на прямую зависит от глубины его разряда, и не рекомендуется разряжать аккумуляторы ниже 50%, мы рекомендуем делать расчет аккумуляторов исходя из суточного потребления, например в сутки потребляется 5кВт*ч, это 5000Вт*ч. Разделив потребление на 12В, получим требуемую емкость банка аккумуляторов 5000Вт*ч/12В=416Ач. Т.е. 4 аккумулятора по 100Ач гарантированно не разрядятся полностью в течении дня, что позволит увеличить срок их службы, а также обеспечат необходимым количеством электроэнергии в отсутствии солнца – ночью.

Как выбрать контроллер заряда аккумулятора и что это такое можно прочитать по адресу: Как подобрать контроллер заряда для солнечных батарей . В этой статье мы не будем останавливаться на данном этапе.

Зима-Лето

Зимой солнца сильно меньше чем летом, поэтому если вы хотите полностью автономную систему, то все расчеты необходимо делать основываюсь на минимальных значениях солнечной инсоляции, которые, как правило наблюдаются в декабре-январе. Так вы гарантированно обеспечите себе автономное питание в течении года. К примеру в той же Астрахани, значение солнечной инсоляции в декабре в 4 раза меньше чем в июне, поэтому для автономной работы системы зимой, потребуется в 4 раза больше солнечных панелей.

Наличие внешней сети или генератора

Если у вас есть возможность подключиться к сети или генератору, то это позволит не покупать большое количество солнечных панелей, для обеспечения питанием в зимнее время. При длительном отсутствии солнца можно включить сеть или генератор для зарядки аккумуляторов не небольшой период времени до полной зарядки, и продолжать получать энергию от солнца.

На сегодняшний день есть большое количество инверторов со встроенным зарядным устройством аккумуляторов, вплоть до автоматического переключения на питание от сети в случае сильного разряда аккумуляторных батарей. Такие инверторы наиболее удобны в использовании и достаточно просты в подключении.

Таким образом, мы разобрались как можно сделать расчет солнечной электростанции, а если у вас остались вопросы вы можете позвонить нам и мы поможем вам разобраться!