Расчет мощности солнечных батарей: сколько нужно для частного дома, подробная методика подсчета

Система электроснабжения частного дома, построенная на солнечных батареях, является, по сути, новым направлением среди традиционных электрических схем.

Перед владельцами домов, изъявивших желание установить такие солнечные накопители и генераторы, возникает вполне закономерный вопрос: какие типы батарей нужно выбирать, чтобы они стали постоянным и надежным источником электрической энергии, и способны были обеспечивать бытовые потребности всей семьи?

Ответ на этот вопрос и рассматривается в нашей статье.

Виды панелей

Под солнечными накопителями следует понимать полупроводниковые элементы, содержащие кремний.

Их действие построено на основе принципа работы фотоэлемента, когда на полупроводник воздействует световой поток, приводящий к освобождению свободных электронов и создающий из них ток.

Вот из множества таких вот фотоэлементов состоит одна солнечная батарея. Передача электрической энергии производится так, как показано на рисунке.

Параметры солнечного накопителя во многом зависят от характеристик кремния, то есть, какой формой состава данного химического элемента он наполнен.

Производителями выпускаются следующие типы модулей:

1. Тонкопленочные накопители. Изготавливаются в виде пленки, изготовленной из аморфного кремния. Они просты в монтаже, не боятся аномальных погодных явлений. Недостатком их является значительное снижение КПД в пасмурную погоду и требуемая большая площадь для установки. Положительная сторона – это не высокая стоимость.
2. Монокристаллический тип. Устройства, сложенные из множества ячеек, напоминающие пчелиные соты. Широко применяются такие накопители в судоходстве, так как за счет силиконовой защиты не поддаются воздействию влаги. Данная техническая возможность позволяет их монтировать поверх кровли. Они просты в установке за счет компактных размеров и не большого веса. Недостаток – это снижение КПД при рассеянном свете.
3. Поликристаллические модификации. Их слои состоят из разнонаправленных кремниевых кристаллов. Производители изготавливают такие модульные устройства синим цветом. За счет разнонаправленности они не зависят от направления светового потока.

Как рассчитать

Простая схема подключения электрической схемы дома к солнечной энергосистеме выглядит, так как показано на рисунке.

Ее несложно создать, если под рукой иметь правильный расчет. Он создается по определенной методике, состоящий из следующего алгоритма:

• подсчет предполагаемой нагрузки токоприемников для определения суммарной мощности;
• установление параметров инверторного прибора и аккумуляторной батареи;
• подсчет количества необходимых солнечных накопителей (определение данного параметра проводится на основании данных о месте монтажа и уровня солнечного излучения, а так же на основании размера самой солнечной батареи);
• определение стоимости всей солнечной энергосистемы, подключенной к дому (здесь требуется рассматривать разные варианты от нескольких изготовителей).

Эффективность и рациональность использования

Если при подсчете получается большая стоимость, то следует применить следующие действия:

• снизить параметр нагрузки за счет замены бытовых устройств на аналогичные приборы с экономным потреблением;
• заменить токоприемники, работающие на переменном токе, на агрегаты, функционирующие от постоянного тока (позволит уменьшить потери в инверторном устройстве до 40%);
• в процессе эксплуатации схемы, работающей от солнечных батарей, вводить ограничения потребления, так как могут наступить периоды полного отсутствия электричества в доме.

В добавление ко всему следует учитывать, что в летний период года проблем с производством электричества не будет, так как солнце полностью отдает свою энергию.

Но в осеннюю или зимнюю пору, когда небо часто затянуто тучами, эффективность такой энергосистемы может снизиться в 40 раз.

Единственным выходом здесь является правильный выбор направления модулей. Они должны быть направлены на юго-восток или на юг.

Существующие технологии позволяют использовать солнечные лучи с максимальной эффективностью. Поэтому сегодня данные модули все чаще можно встретить на кровлях домов, административных и офисных сооружений и даже на поверхности самолетов.

Это говорит о больших перспективах развития систем преобразования солнечной энергии в электрическую.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет принципы подсчета требуемой мощности солнечных батарей: