Избор и изчисляване на слънчеви системи

Системата за захранване със слънчева енергия изглежда изключително просто. Подобно на редица други системи за захранване, тя се състои от само 4 основни компонента: фотоволтаични панели, батерии, такса контролер и инвертор, който преобразува средно променливо напрежение в домакинство, 220 V. Въпреки тази простота, инсталирането на системата включва изчисляването на слънчеви панели за къщи като се вземат предвид много фактори.

Схемата за свързване на слънчевата батерия с мрежата.

Ефективната работа на конструкцията може да бъде постигната единствено с последователността на елементите помежду им. Основният проблем, който трябва да бъде разгледан, е изборът на капацитет на соларните клетки, който в реалния живот се изразява във финансовата ефективност на изпълнението на структурата.

Определяне на възможностите

Изчисляването на очакваната мощност се основава на мощността на слънчевата радиация, като се отчитат климатичните характеристики в различните сезони. При получаване на резултата е необходимо да се вземат предвид и различните ъгли на наклона на панела, както вертикално, така и хоризонтално.

Важен въпрос е избора на ъгъла на панела. Като имате възможност да управлявате системата целогодишно, трябва да предпочетете ъгъл с 15 ° повече от географската ширина на мястото на къщата. Освен това, с по-голям наклон на повърхността на панела, прахът и снегът ще бъдат задържани по-малко. За Москва този ъгъл ще бъде 70 ° с ориентацията на панела на юг. Ако изчислението за дома проведе само за топлия сезон, те могат да бъдат пуснати на наклон стена или покрив с ориентация на запад или на изток, в този случай е по-добре да се увеличи наклона на панелите в сравнение с оптимален наклон за лятото.

Метод на изчисление

Схемата на слънчевата енергоспестяваща система.

След като изберете наклона на слънчевите панели, можете да изчислите потенциалната производителност, броя на слънчевите модули, необходими за работата на системата в избрания режим. Изчисляването и оценката се извършват за най-лошия месец (януари за Москва), летният максимум (в Москва през юли) и през по-голямата част от годината (февруари-ноември). Стандартното изолиране се изчислява за площ от 1 м², номиналната мощност се определя при 25 ° C при стандартен светлинен поток от 1 kW / m².

Като максимална изолация (силата на слънчевата радиация на повърхността на земята), изчислението показва, че мощността на батерията се отнася до изолация 1m² като енергия на батерията се отнася до индикатор за захранване на слънчевата радиация в земната повърхност в хубаво време спадне до 1 м, т.е. за 1000 вт

Чрез умножаването на месечното слънчево излъчване от съотношението на мощността на батерията и максималното слънчево излъчване, е възможно да се оцени напълно производството на слънчева батерия за един месец.

Изчисляването на генерирането на фотоволтаичния панел се извършва, като се използва следната формула:

Eb = Ein. PSB. η / Pins,

където Eins - месечен квадратен метър изолация, ESB - производство на електроенергия слънчева батерия, η - общата ефективност на предаване ток през проводниците, PSB - номинална мощност на слънчеви батерии щифтове - максимална мощност слънчасване m² земята. Важно е да се използва слънчева енергия и желаната продукция в същите единици (джаули или киловатчасове). С месечните данни слънчасване, можем да прогнозираме резултатите, получени от Оценката на слънчева енергия у дома батерия, необходима за поддържане на производството през месеца.

Pcb = пинове. Esb / (Ein.H)

Схемата на слънчевото колекторно устройство.

Максималната мощност на соларната батерия, посочена от производителя, се постига при напрежение на изхода, което надвишава напрежението на батериите с 15-40. Редица модели евтини контролери за зареждане са свързани директно, като "смачкват" изходното напрежение на батерията под оптималното. Следователно тази категория загуби трябва да се постави и в ефикасността, като тя се намалява с 15-25. Съществуват и модели на контролери, които държат тези загуби в рамките на 2-5.

Мощността на слънчевата радиация варира от месец на месец, докато номиналната мощност на слънчевата батерия остава непроменена, тя трябва да бъде основата за определяне на мястото за инсталиране. Благодарение на формулата (2) е възможно да се оцени номиналната мощност на батериите при определени условия на слънчево излъчване, но е неефективна за оценка на възможностите през цялата година. За подробно разглеждане на режимите за захранване, таблицата е конструирана въз основа на формула (1).

Анализ на получените резултати за батерия 400, 500 и 600 вата

Специфичност на изчислението и анализа на мощността ефективността на слънчевите панели:

1. Поради факта, че за Москва няма данни за ъгъл на наклон от 70 °, но има данни за 40 ° и 90 °, ще се използва средна стойност.
2. Стойностите на месечната мощност са закръглени до 1 kW / h в по-малка посока.
3. При процеса на изчисляване се взема предвид общата ефективност на контролера и инвертора, равна на 91.
4. "Режимът на дефицита" предполага, че общата месечна мощност няма да е достатъчна за вътрешните нужди на самата система (управление и работа на инвертора).

Разглеждането на резултатите трябва да започне с 400-ватова номинална мощност на батерията, за Москва този показател няма да бъде достатъчен дори за поддържане на аварийния режим през летните месеци.

Схемата на слънчевите клетки.

Въпреки това, през периода от май до началото на август, продукцията надвишава аварийния минимум с 80% като се вземат предвид жегата и дълги дни в даден период, определената номинална мощност може да се счита за приемлива спешна опция, ако работата на инвертора няма да се извършва непрекъснато, а само в ситуация, в която то наистина е необходимо.

Закупуването на слънчеви клетки с по-малка мощност може да се разглежда само за специални цели, но те няма да могат да осигурят приемливо денонощно електроснабдяване на домакинствата дори през лятото. При система с ниска мощност критичната консумация на контролера, инвертора и зареждането е критична. Изглежда малка, но при непрекъсната работа на ден се натрупва 0.6 кВт / ч, което се изчислява за месец 17-19 кВт / ч - една трета от производството, което е необходимо за изпълнение на операцията спешни случаи.

В "тъмните" месеци общата мощност на система с малка мощност е по-малка от тази стойност. Дизайнът на съвременни контролери зареждане и инвертори се осигурява защита от дълбок разряд на батериите, така че фатално увреждане на система за непрекъснато снабдяване на напрежението в автономен ниско електроенергийната система не може да бъде гарантирана, дори и през зимата в случай на празен ход. В таблицата този път се откроява в сиво. Този слънчев панел и в облачни зимни дни няма да може да се поддържа часовник напрежение, но в слънчев ден, дори и в тези месеци тя е в състояние да осигури енергия за електроенергия в съответствие.

https://youtube.com/embed/kzX1ua07jZI

500-ватова батерия в Московския регион вече е в състояние да предостави спешен минимум между май и края на август и да произведе 80 минимума през април и март. Системите от 600-вата удължават периода на аварийно използване от втората половина на март до септември.

Анализ на ефективността на слънчевите системи с мощност от 800 до 31,5 kW

Схема на тръбен слънчев колектор.

800-ватовите слънчеви панели през лятото ви позволяват да използвате основния режим на консумация на енергия. Освен това такива инсталации са в състояние да осигурят напрежение почти през цялата година през декември и януари ще има малък дефицит в производството.

Системата с мощност от 1 kW обещава да задоволява основните нужди през по-голямата част от продължителния период от време и трудно приема "бариерата" за целогодишно поддържане на напрежението. Това обаче не гарантира за облачно от декември до януари.

Следващият етап е батериите с номинална мощност от 1.2 kW. В средата на лятото той осигурява умерен режим, март-септември - само основен. През цялата продукция година надвишава търсенето на вътрешния пазар, така че когато един малък външен товар, тя е в състояние да поддържа целогодишно предлагане на, което му позволява да работи в осигуряването на контрол ниска мощност на електрически системи. Аварийният минимум е гарантиран през по-голямата част от годината, с изключение на най-тъмните месеци - ноември-януари.

https://youtube.com/embed/RHj3MjhrFYI

Слънчевата батерия с мощност 2 kW поддържа комфортен режим от началото на май до средата на август, както и основните нужди през февруари-октомври. Но през ноември капацитетът му е достатъчен само за спешна работа, а през декември-януари няма да може да осигури дори тези скромни изисквания. Само номиналната мощност от 3,2 kW е в състояние да предостави авариен минимум през годината, като удължи периода на удобна употреба за дълъг период от време, март-септември.

5.3 kW от номиналния капацитет дава възможност за използване на електроенергия от батерии през май-август без почти никакви ограничения и гарантира целогодишно поддържане на основните нужди. 8 kW - целогодишно използване на автономна електроенергия на умерено ниво, 13,5 kW - удобно.

https://youtube.com/embed/QiQpFrwZTLY

Максималната мощност, която могат да имат слънчевите панели, е 31,5 kW. Тя е в рамките на своята власт да гарантира непрекъсната работа през цялата година, зависимост от външната мощност. Инсталирането на такава мащабна система изисква площ от поне 2 хектара на стена или покрив, която не всеки може да си позволи да притежава. Трябва да се отбележи обаче, че анализът е извършен за Москва. Въз основа на таблицата, не е трудно да се определи, че за подобни режими в Астрахан и Сочи разходи са намалени три пъти, Петропавловск Камчатски и Владивосток - четири пъти, а в Южно-Kurilsk - толкова, колкото пет пъти.