Расчет солнечных батарей

Солнечная энергетика является одним из наиболее перспективных направлений в развитии альтернативных источников энергии. Современные солнечные панели могут полностью обеспечить потребности частного дома в электричестве.

Кроме того, они отличаются довольно простым обслуживанием, длительным эксплуатационным сроком и абсолютно бесшумной работой. Далее более подробно рассматривается, как можно самостоятельно произвести расчет солнечных панелей.

Чтобы правильно рассчитать солнечные батареи, в первую очередь следует определить уровень потребления. Это можно сделать двумя способами:

• сверка с квитанциями по оплате за электричество;
• детальный расчет вручную.

Чтобы выполнить детальный расчет вручную, сначала нужно составить полный перечень всех электрических приборов, находящихся в доме, в том числе ламп освещения. Затем записать время работы и мощность каждого из них в течение суток. Умножив два этих показателя, можно определить расход электричества каждым из приборов (Вт/час). Сложив результаты, станет ясно, сколько электроэнергии потребляет домохозяйство за сутки. Умножение полученного результата на 30 дает месячный показатель расхода электроэнергии.

Мощность электрических приборов указывается в паспортах на них. Полученное в ходе расчетов значение не является окончательным. В него следует заложить расходы энергии на контроллер и инвертор, а также включить потери при зарядах-разрядах аккумуляторов и преобразовании постоянного тока в переменный. А также стоит учитывать пусковую мощность приборов.

При расчете солнечных панелей следует учитывать инсоляцию. Она предполагает количество излучения, которое охватывает какую-либо определенную область Земли. Для каждого отдельного региона данный показатель индивидуален.

Для правильного расчета солнечных панелей необходимо узнать мощность одной такой батареи. Если точно ещё не решено, какие именно панели будут приобретаться, то допустимо взять ориентировочное значение. В дальнейшем цифру можно будет немного скорректировать. Нужно помнить, что изготовители прописывают номинальную мощность батарей. Если, например, заявлено 300 Вт, значит, такое количество энергии можно получать в момент наибольшей солнечной активности, когда яркие лучи падают на панель под углом в 90 градусов.

Стоит заметить, что максимальная солнечная активность зависит от погодных условий в конкретном регионе, а также от времени года, поэтому данный показатель не может быть величиной постоянной. Другими словами, в разные времена года одни и те же солнечные батареи будут давать разное количество энергии. На этом этапе и понадобится уровень инсоляции.

Номинальная мощность у разных типов солнечных батарей значительно отличается. Существует несколько основных разновидностей этих систем. Рассмотрим кратко их.

• Монокристаллические. В таких панелях каждая отдельная ячейка имеет вид тонкого поперечного среза кристалла кремния. КПД монокристаллических моделей составляет примерно 17-22%. Подобные конструкции могут прослужить не менее 25 лет.
• Поликристаллические. Каждая ячейка таких панелей производится из расплава кремния, который содержит в себе множество кристаллов, расположенных в одной плоскости. Поликристаллические модели имеют синий цвет. Их КПД меньше, чем у монокристаллических экземпляров. Он составляет примерно 12-18%. При этом срок службы у них такой же – не менее 25 лет.
• Аморфные. Эти солнечные батареи ещё называют пленочными. Они имеют вид тонких пленок, сделанных из аморфного кремния и напыленных на металлическую, пластмассовую либо стеклянную основу. Такие модели гораздо дешевле и проще в установке по сравнению с предыдущими вариантами. Кроме того, аморфные экземпляры нередко бывают гибкими, что также упрощает процесс монтажа. Их КПД составляет от 5 до 12%. Эксплуатационный срок подобных солнечных систем составляет 15-20 лет.

На заключительном этапе можно произвести расчет солнечных батарей для загородного дома. Для этого используют следующую формулу: количество панелей + потребляемая энергия за месяц / производимая энергия одной панели в месяц. Полученное число можно будет округлить. Однако после расчетов получится результат без учета пасмурных и холодных дней, поэтому в каждом случае надо прибавить некоторое количество батарей для уверенности. Это правило касается даже тех регионов, где теплый и мягкий климат.

Если рассматривать данный вопрос на примере дома площадью 100 кв. м, то для его отопления в среднем понадобится примерно 10 кВт. Такое количество энергии смогут обеспечить примерно 30-35 мощных солнечных батарей. Для загородного дома площадью 200 кв. м может потребоваться немного больше панелей. Но в любом случае их количество будет зависеть от потребляемой энергии и мощности самих солнечных элементов.

Нужно помнить, что результаты после таких расчетов по формуле могут различаться в зависимости от времени года. Ведь инсоляция в разные периоды способна значительно меняться. Можно сделать вывод, что в разное время года требуется различное количество солнечных батарей.

В зимние месяцы солнечного света гораздо меньше, чем летом, поэтому для организации надёжной автономной системы все расчеты следует делать, основываясь на минимальных показателях солнечной инсоляции, которые, как правило, устанавливаются в декабре и январе. Благодаря этому гарантированно можно обеспечить в своем доме автономное питание в течение всего года.

А также после всех расчетов необходимо определить, достаточно ли будет места на крыше для установки солнечных батарей, чтобы в течение года полностью покрывать все потребности в электроэнергии. Нередко бывают ситуации, когда нужно слишком много панелей, которые просто не могут поместиться на крыше здания. В таком случае можно воспользоваться дополнительными портативными солнечными элементами. Их допустимо вешать на окна и фасадные части. Главное, чтобы место установки было достаточно освещенным.

В настоящее время в специализированных магазинах покупатели могут приобрести целые наборы солнечных панелей для различных случаев. Как правило, подобные комплекты уже включают в себя оптимальное количество таких батарей для домов разной площади и различной потребляемой мощностью.

Если подобные наборы не подходят, тогда придется самостоятельно проводить все расчеты, подбирать подходящие модели панелей и собирать систему.

Солнечные панели все больше набирают популярность среди владельцев частных домов. Такие системы являются абсолютно экологичными, экономичными, легко монтируются. Солнечные батареи вполне способны полностью обеспечить загородный дом энергией.