V naší moderní době se aktivně vyvíjejí různé technologie, které poskytují maximální komfort při lidské činnosti. Zejména stojí za zmínku, že rozvoj alternativních zdrojů energie je v plném proudu. Pozoruhodným příkladem toho jsou solární panely, které lze nyní instalovat na střechu vašeho domova. A koupit si je může každý. To platí zejména v případech, kdy se dům nachází daleko od elektrického vedení. Abyste ale pocítili všechny výhody a výhody takového řešení, je nutný správný výpočet solárních panelů.
Obecné informace
Fotoelektrický jev je fyzikální jev, který byl objeven již v roce 1887 a stal se základem pro vývoj solárních panelů pro výrobu elektřiny. Vlivem světla (fotonů) nebo jakéhokoli jiného elektromagnetického záření se energie těchto částic přenáší na elektrony látky. Tedy s pomocí sluncepřijímat elektřinu.
Po objevení tohoto fyzikálního jevu bylo nutné jej ovládat. Pro tento účel byly vytvořeny fotobuňky - speciální elektronická zařízení kompaktní velikosti. Zahrnují polovodičové materiály.
V podmínkách průmyslové výroby je možné kombinovat mikroskopické snímače do masivních a účinných panelů. Mnoho moderních podniků vyrábí křemíkové modulární konstrukce ve velkém objemu. Jejich účinnost je asi 18-22%.
Solární baterie obsahuje několik podobných modulů, kterými fotony slunečního světla vstupují do elektrického obvodu ve formě stejnosměrného proudu. Poté vstupují do úložných zařízení nebo jsou přeměněny na střídavý proud (220 voltů). Výsledná elektrická energie umožňuje fungování domácích spotřebičů.
Funkce výpočtu solárních panelů pro domácnost
Tato operace spočívá především v určení jejich síly. A k tomu je nutné vědět, jaké energetické zatížení dopadne na celou konstrukci. Jinými slovy, kolik kilowattů energie bude spotřebováno měsíčně.
Tyto hodnoty lze zjistit pozorováním elektroměru. A pokud je hodnota do 100 kW, pak by se měly kupovat panely přesně ty, které jsou schopné takové množství energie generovat.
Stojí také za zvážení, že práce solárníbaterie v plném režimu je možné pouze za denního světla. Úplný problém bude, až když bude jasná obloha. Když se změní úhel dopadu slunečních paprsků a také vzhled mraků na obzoru, výkon se sníží o 20 %. Totéž se stane za oblačného počasí. To vše by se nemělo zapomínat.
To znamená, že v procesu výpočtu solárních panelů pro soukromý dům byste měli vzít období, kdy pracují na plný výkon. Zpravidla se jedná o 7 hodin - období od 9 do 16 hodin. Zároveň v letní sezóně mohou panely fungovat od svítání do setmění. V minulosti se však procento pracovní schopnosti pohybovalo pouze v rozmezí 20–30 %. Během výše uvedených hodin můžete získat zbývajících 70 %.
Síla
Jak jsme již pochopili, základním faktorem, který je třeba vzít v úvahu při výpočtu solárních panelů, je energetická zátěž. Koneckonců, výkon baterií do značné míry závisí na množství elektřiny potřebné k zajištění domova:
- Vytvoření plnohodnotné stanice vyžaduje použití výkonných panelů – od 150 do 250 wattů.
- Abyste zachovali výkon pouze venkovského osvětlení, vystačíte si s nízkoenergetickými bateriemi – ne více než 50 W, což je dost.
Jak takové výpočty provést?
Základní spotřeba energie
Před výpočtem solární baterie a baterie je nutné určit celkový výkon všech použitých spotřebičů elektrického proudu. Za tímto účelem se spotřeba energie každé jednotky (spotřebiče, žárovky atd.) vynásobí počtem hodin jejího používání vběhem dne.
Poté sečtěte všechna přijatá data. Výsledkem je míra spotřeby elektřiny za den (v kilowatthodinách). Tolik by měly solární panely vyrábět a to je minimální hodnota. Na těchto datech budou záviset následné výpočty týkající se počtu panelů, jejich ceny a dalších parametrů.
Celý systém však není složen pouze ze solárních panelů, jsou zde zahrnuty i další komponenty:
- invertory;
- baterie;
- regulátory nabíjení.
Při výpočtu výkonu solárních panelů pro domácnost by se také nemělo slevovat! V bateriích dochází k poklesu energie – až o 20 %. V tomto ohledu musí být v dalších výpočtech získaná základní hodnota navýšena o tuto částku.
Spotřebitelé elektřiny
V každé domácnosti najdete řadu nejpotřebnějších spotřebičů. Následující technika bude vždy fungovat v určité hodiny:
- lednička;
- TV;
- počítač;
- pračka;
- boiler;
- železo;
- mikrovlnná trouba (ne každý ji však má).
Existují i další zařízení, v jejichž nepřítomnosti život ztrácí požadovanou úroveň pohodlí. Na území soukromých nemovitostí se navíc každý den rozsvítí určitý počet žárovek, které mohou dosáhnout až stovky.
Ukazuje tabulka níževýkon nejčastěji používaných elektrických spotřebičů.
| Domácí spotřebič | Jmenovitý příkon (W) | Přibližná délka práce na jeden den (hodiny) | Denní spotřeba (kWh) |
| Mikrovlnná trouba | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Pračka | 500 | 6 | 3 |
| Chladnička | 500 | 3 | 1, 5 |
| Žárovky | 200 | Asi 10 | 2 |
| Železo | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Notebook | 100 | 5 | 0, 5 |
| 150litrový kotel | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controller | 5 | 24 | 0, 1 |
| Invertor | 20 | 24 | 0, 5 |
S tímto stolem je pohodlné provádět jednoduchématematický výpočet solárních panelů. V tomto konkrétním příkladu je hodnota denní spotřeby 18,9 kWh. Jen to bez ohledu na to, co obvykle nepoužíváme každý den – rychlovarnou konvici, fén, čerpadlo, kuchyňský robot atd. V průměru tak lze získat až 25 kWh (minimálně).
Důležitým bodem je oslunění
Než začnete počítat počet solárních panelů, měli byste vzít v úvahu takovou věc, jako je sluneční záření. Zhruba řečeno by se tento pojem měl chápat jako množství sluneční energie připadající na jednotku plochy. Toto je velmi důležitý parametr, bez kterého nelze přesně určit, kolik panelů by se mělo zakoupit.
Koneckonců, i když není dostatek slunečního světla, bez ohledu na to, jak produktivní je baterie, nebude schopna vyrábět potřebnou energii. Proto musíte pochopit důležitost tohoto parametru při výpočtu solárních panelů. Koneckonců na tom bude záviset požadovaná úroveň dodávky energie.
Tento parametr je samozřejmě čistě individuální pro každý konkrétní region země. Tyto potřebné informace lze získat dvěma způsoby:
- specializované adresáře;
- elektronické meteorologické zdroje.
Jak jistě chápete, maximální hodnota slunečního záření připadne na letní období. Minimální hodnoty jsou hlavně v chladných měsících.
Počet baterií
Nyní můžete začít počítat počet panelů. K tomu zjištěná hodnota základní spotřebyelektrická energie za den se musí vydělit údaji o slunečním záření za požadovaný měsíc.
Zároveň je důležité pochopit, že výpočet musí být prováděn na měsíční bázi, protože údaje se mohou lišit v různém a někdy i významném rozsahu. Nyní zbývá výslednou hodnotu jako výsledek výpočtu počtu solárních panelů ještě jednou vydělit pouze parametrem výkonu zvoleného panelu. Tato vlastnost je uvedena v pasu. Pokud je výsledkem zlomkové číslo, zaokrouhlí se nahoru na celé číslo a pouze nahoru. Toto bude konečný výsledek.
Samozřejmě, čím větší je výkon panelu, tím méně jich bude potřeba vzít. A zde vše závisí především na velikosti rodinného rozpočtu a ploše střechy. Zároveň je nutné počítat s dobou provozu celého systému. Se snížením slunečního záření solárních panelů bude skutečně potřeba více než za normálních podmínek.
Racionální výdaje
Když přemýšlíte o výpočtu solárních panelů, vyplatí se věnovat pozornost osvětlení. Ale jak již bylo uvedeno, počet lamp na území soukromého domu může být velký - 100 nebo více. Z tohoto důvodu stojí za to věnovat pozornost úsporným žárovkám. V důsledku toho lze dosáhnout významných úspor ve spotřebě energie.
Kromě toho byste si neměli pořizovat domácí spotřebiče nižší než třídy A a dokonce A +, A ++, A +++. V konečném důsledku takové opatření výrazně sníží náklady, které budou vynaloženy na nákup solární energiepanely. Většina moderních spotřebičů je navíc navržena tak, aby spotřebovávala 12 V.
A přesně takové množství dokáží fotopanely vyprodukovat bez použití dalších zařízení pro přeměnu stejnosměrného proudu na střídavé napětí.
Matematický příklad
Při výpočtu počtu solárních panelů pro dům je třeba vzít v úvahu, v jakém ročním období bude celý systém fungovat v plném režimu. A opět, vše je zde způsobeno slunečním zářením. V závislosti na měsíci může být vyžadován jiný počet fotopanelů.
Pro jasnější pochopení stojí za to uvést konkrétní příklad:
- Například denní spotřeba elektřiny v domě bude 15 kWh.
- Parametr slunečního záření – 3 kWh/m2.
- Výkon jednoho panelu je 300W nebo 0,3KW.
Vypočítejte požadovaný počet baterií (označeno písmenem N): N=15/3/0, 3=16, 6. Zaokrouhlením výsledné hodnoty nahoru na celé číslo dostaneme výsledek – 17 panelů.
V zimě však sluneční záření výrazně klesá a může dosáhnout 1 kWh/m2. V tomto případě budete potřebovat podstatně více baterií – až 50.
Řada nuancí
Na jedné straně odmítnutí závislosti na centrálním napájení přináší určité výhody. Ale je tu i druhá strana mince – takové opatření je plné některých nuancí, které by neměly být podceňovány. A nejprve je třeba pochopit, že slunce nebude svítit po všechny měsíce, bez „přestávky“- koneckonců, svítidlotaké potřebují "odpočinek".
Z tohoto důvodu byste při výpočtu solárních panelů měli zkontrolovat archiv povětrnostních podmínek v regionu bydliště, abyste mohli určit počet zamračených dnů. Je vidět, že minimálně 7 dní v jednom měsíci je obdobím nepříznivého počasí. V tuto chvíli nebudou solární panely schopny poskytnout požadované množství elektrické energie.
Na podzim a na jaře navíc nesmíte zapomenout na zkracování dne. V souladu s tím se zvyšuje počet zamračených dnů. V tomto ohledu je pro příjem solární energie od března do října nutné zvýšit pole panelů až o 50 % v závislosti na regionu bydliště.
