V našej modernej dobe sa aktívne rozvíjajú rôzne technológie, ktoré poskytujú maximálny komfort pri ľudskej činnosti. Predovšetkým stojí za zmienku, že rozvoj alternatívnych zdrojov energie je v plnom prúde. Pozoruhodným príkladom sú solárne panely, ktoré je teraz možné inštalovať na strechu vášho domu. A kúpiť si ich môže každý. To platí najmä v prípadoch, keď sa dom nachádza ďaleko od elektrického vedenia. Aby ste však pocítili všetky výhody a výhody takéhoto riešenia, je potrebný správny výpočet solárnych panelov.
Všeobecné informácie
Fotoelektrický efekt je fyzikálny jav, ktorý bol objavený už v roku 1887 a stal sa základom pre vývoj solárnych panelov na výrobu elektriny. Vplyvom svetla (fotónov) alebo akéhokoľvek iného elektromagnetického žiarenia sa energia týchto častíc prenáša na elektróny látky. Inými slovami, s pomocou slnkaprijímať elektrinu.
Po objavení tohto fyzikálneho javu bolo nevyhnutné ho ovládať. Na tento účel boli vytvorené fotobunky - špeciálne elektronické zariadenia kompaktnej veľkosti. Zahŕňajú polovodičové materiály.
V podmienkach priemyselnej výroby je možné kombinovať mikroskopické prevodníky do masívnych a účinných panelov. Mnoho moderných podnikov vyrába kremíkové modulárne konštrukcie vo veľkom objeme. Ich účinnosť je asi 18-22%.
Solárna batéria obsahuje niekoľko podobných modulov, cez ktoré sa fotóny slnečného svetla dostávajú do elektrického obvodu vo forme jednosmerného prúdu. Potom vstupujú do úložných zariadení alebo sa premieňajú na striedavý prúd (220 voltov). Výsledná elektrická energia umožňuje fungovanie domácich spotrebičov.
Funkcie výpočtu solárnych panelov pre domácnosť
Táto operácia spočíva v prvom rade na určení ich sily. A na to je potrebné vedieť, aké energetické zaťaženie dopadne na celú konštrukciu. Inými slovami, koľko kilowattov energie sa spotrebuje mesačne.
Tieto hodnoty je možné určiť pozorovaním elektromera. A ak je hodnota do 100 kW, potom by sa mali kupovať panely presne také, ktoré sú schopné generovať také množstvo energie.
Stojí za zváženie aj to, že práca soláriabatérie v plnom režime je možné len za denného svetla. Úplný problém bude až vtedy, keď bude jasná obloha. Keď sa zmení uhol dopadu slnečných lúčov, ako aj vzhľad mrakov na obzore, výkon sa zníži o 20%. To isté sa stane pri zamračenom počasí. Na toto všetko by sa nemalo zabudnúť.
To znamená, že v procese výpočtu solárnych panelov pre súkromný dom by ste mali brať do úvahy časové obdobie, keď pracujú na plný výkon. Spravidla je to 7 hodín - obdobie od 9. do 16. hodiny. Zároveň v letnej sezóne môžu panely fungovať od úsvitu do súmraku. V minulosti sa však percento pracovnej schopnosti pohybovalo len okolo 20 – 30 %. Počas vyššie uvedených hodín môžete získať zvyšných 70 %.
Sila
Ako sme už pochopili, základným faktorom, ktorý treba zvážiť pri výpočte solárnych panelov, je energetická záťaž. Koniec koncov, výkon batérií závisí vo veľkej miere od množstva elektriny potrebnej na zabezpečenie domácnosti:
- Vytvorenie plnohodnotnej stanice vyžaduje použitie výkonných panelov – od 150 do 250 wattov.
- Ak chcete zachovať výkon iba vidieckeho osvetlenia, vystačíte si s nízkoenergetickými batériami – nie viac ako 50 W, čo je dosť.
Ako vykonať takéto výpočty?
Základná spotreba energie
Pred výpočtom solárnej batérie a batérie je potrebné určiť celkový výkon všetkých použitých spotrebičov elektrického prúdu. Na tento účel sa spotreba energie každej jednotky (spotrebiče, žiarovky atď.) vynásobí počtom hodín jej používania vpočas dňa.
Potom spočítajte všetky prijaté dáta. Výsledkom je miera spotreby elektriny za deň (v kilowatthodinách). Toľko by solárne panely mali produkovať a toto je minimálna hodnota. Od týchto údajov budú závisieť následné výpočty týkajúce sa počtu panelov, ich ceny a ďalších parametrov.
Celý systém však nie je zložený len zo solárnych panelov, sú tu zahrnuté aj ďalšie komponenty:
- invertory;
- batteries;
- ovládače nabíjania.
Pri výpočte výkonu solárnych panelov pre domácnosť by sa ani toto nemalo zľavovať! V batériách dochádza k poklesu energie – až o 20 %. V tomto ohľade musí byť pri ďalších výpočtoch získaná základná hodnota zvýšená o túto sumu.
Spotrebitelia elektriny
V každej domácnosti nájdete množstvo najpotrebnejších spotrebičov. Nasledujúca technika bude fungovať vždy v určitých hodinách:
- chladnička;
- TV;
- computer;
- práčka;
- boiler;
- železo;
- mikrovlnná rúra (nie každý ju však má).
Sú aj iné zariadenia, bez ktorých život stráca požadovanú úroveň pohodlia. Okrem toho sa na území súkromných nehnuteľností denne rozsvieti určitý počet žiaroviek, ktorých môže dosiahnuť až stovka.
Zobrazuje tabuľka nižšievýkon najčastejšie používaných elektrických spotrebičov.
| Domáce spotrebiče | Hodnotenie výkonu (W) | Približné trvanie práce na jeden deň (hodiny) | Denná spotreba (kWh) |
| Mikrovlnná rúra | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Práčka | 500 | 6 | 3 |
| Chladnička | 500 | 3 | 1, 5 |
| Žiarovky | 200 | Asi 10 | 2 |
| Iron | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Zápisník | 100 | 5 | 0, 5 |
| 150-litrový kotol | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controller | 5 | 24 | 0, 1 |
| Invertor | 20 | 24 | 0, 5 |
S týmto stolom je pohodlné vykonávať jednoduchématematický výpočet solárnych panelov. V tomto konkrétnom príklade je hodnota dennej spotreby 18,9 kWh. Len to bez ohľadu na to, čo zvyčajne nepoužívame každý deň - rýchlovarnú kanvicu, fén, čerpadlo, kuchynský robot atď. V priemere tak možno získať až 25 kWh (najmenej).
Dôležitým bodom je slnečné žiarenie
Skôr ako začnete počítať počet solárnych panelov, mali by ste vziať do úvahy niečo ako slnečné žiarenie. Zhruba povedané, pod týmto pojmom treba rozumieť množstvo slnečnej energie pripadajúcej na jednotku plochy. Toto je veľmi dôležitý parameter, bez ktorého nie je možné presne určiť, koľko panelov by sa malo zakúpiť.
Nakoniec, aj keď nie je dostatok slnečného svetla, bez ohľadu na to, aká produktívna je batéria, nebude schopná produkovať potrebnú energiu. Preto musíte pochopiť dôležitosť tohto parametra pri výpočte solárnych panelov. Koniec koncov, požadovaná úroveň dodávky energie bude závisieť od toho.
Samozrejme, tento parameter je čisto individuálny pre každý konkrétny región krajiny. Sú dva spôsoby, ako získať tieto potrebné informácie:
- špecializované adresáre;
- elektronické meteorologické zdroje.
Ako viete, maximálna hodnota slnečného žiarenia pripadne na letné obdobie. Minimálne hodnoty sú hlavne v chladných mesiacoch.
Počet batérií
Teraz môžete začať počítať počet panelov. K tomu zistená hodnota základnej spotrebyelektrická energia za deň sa musí vydeliť údajmi o slnečnom žiarení za požadovaný mesiac.
Zároveň je dôležité pochopiť, že výpočet sa musí vykonávať na mesačnej báze, keďže údaje sa môžu líšiť v rôznom a niekedy významnom rozsahu. Teraz zostáva výslednú hodnotu ako výsledok výpočtu počtu solárnych panelov ešte raz vydeliť len parametrom výkonu zvoleného panelu. Táto vlastnosť je uvedená v pase. Ak je výsledkom zlomkové číslo, zaokrúhli sa nahor na celé číslo a iba nahor. Toto bude konečný výsledok.
Samozrejme, čím väčší je výkon panelu, tým menej z nich bude potrebné odobrať. A tu všetko závisí hlavne od veľkosti rodinného rozpočtu a plochy strechy. Zároveň je potrebné zohľadniť dobu prevádzky celého systému. S poklesom slnečného žiarenia solárnych panelov bude skutočne potrebných viac ako za normálnych podmienok.
Racionálne výdavky
Pri premýšľaní o výpočte solárnych panelov stojí za to venovať pozornosť osvetleniu. Ale ako už bolo uvedené, počet svietidiel na území súkromného domu môže byť veľký - 100 alebo viac. Z tohto dôvodu stojí za to venovať pozornosť energeticky úsporným žiarovkám. Vďaka tomu je možné dosiahnuť značné úspory v spotrebe energie.
Okrem toho by ste si mali kupovať domáce spotrebiče nie nižšie ako trieda A a dokonca aj A +, A ++, A +++. V konečnom dôsledku takéto opatrenie výrazne zníži náklady, ktoré budú vynaložené na nákup solárneho systémupanelov. Navyše, väčšina moderných spotrebičov je navrhnutá len na spotrebu 12 V.
A presne toľko sú fotopanely schopné vyprodukovať bez použitia prídavných zariadení na premenu jednosmerného prúdu na striedavé napätie.
Matematický príklad
Pri výpočte počtu solárnych panelov pre dom by ste mali vziať do úvahy, v ktorom ročnom období bude celý systém fungovať v plnom režime. A opäť je tu všetko kvôli slnečnému žiareniu. V závislosti od mesiaca môže byť potrebný iný počet fotopanelov.
Pre jasnejšie pochopenie stojí za to uviesť konkrétny príklad:
- Napríklad denná spotreba elektriny v dome bude 15 kWh.
- Parameter slnečného žiarenia – 3 kWh/m2.
- Výkon jedného panelu je 300W alebo 0,3KW.
Vypočítajte potrebný počet batérií (označené písmenom N): N=15/3/0, 3=16, 6. Zaokrúhlením výslednej hodnoty na celé číslo dostaneme výsledok – 17 panelov.
V zime však slnečné žiarenie výrazne klesá a môže dosiahnuť 1 kWh/m2. V tomto prípade budete potrebovať podstatne viac batérií – až 50.
Množstvo nuancií
Na jednej strane odmietnutie závislosti od centrálneho napájania prináša určité výhody. Je tu však aj druhá strana mince – takéto opatrenie je spojené s niektorými nuansami, ktoré by sa nemali podceňovať. A predovšetkým je potrebné pochopiť, že slnko nebude svietiť všetky mesiace bez „prestávky“- koniec koncov, svietidlotiež potrebuje "odpočinok".
Z tohto dôvodu by ste pri výpočte solárnych panelov mali skontrolovať archív poveternostných podmienok v regióne bydliska, aby ste mohli určiť počet zamračených dní. Je vidieť, že aspoň 7 dní v mesiaci je obdobím nepriaznivého počasia. V tejto chvíli nebudú solárne panely schopné poskytnúť požadované množstvo elektrickej energie.
Okrem toho nesmiete na jeseň a na jar zabúdať na skracovanie dňa. V súlade s tým sa zvyšuje počet zamračených dní. V tomto ohľade je pre príjem slnečnej energie od marca do októbra potrebné zvýšiť pole panelov až o 50%, v závislosti od regiónu bydliska.
