Šiais laikais aktyviai vystosi įvairios technologijos, užtikrinančios maksimalų komfortą žmogaus veikloje. Visų pirma, verta paminėti, kad alternatyvių energijos š altinių plėtra vyksta pačiame įkarštyje. Ryškus to pavyzdys – saulės baterijos, kurias dabar galima montuoti ant nuosavo namo stogo. Ir kiekvienas gali juos nusipirkti. Tai ypač aktualu tais atvejais, kai namas yra toli nuo elektros linijų. Tačiau norint pajusti visus tokio sprendimo privalumus ir naudą, būtinas teisingas saulės baterijų skaičiavimas.
Bendra informacija
Fotoelektrinis efektas yra fizinis reiškinys, kuris buvo atrastas dar 1887 m. ir tapo saulės baterijų, skirtų elektros energijai gaminti, kūrimo pagrindu. Šviesos (fotonų) ar bet kokios kitos elektromagnetinės spinduliuotės įtakoje šių dalelių energija perduodama medžiagos elektronams. Kitaip tariant, su saulės pagalbagauti elektros energiją.
Atradus šį fizinį reiškinį, iškilo būtinybė jį kontroliuoti. Tam buvo sukurti fotoelementai – specialūs kompaktiško dydžio elektroniniai prietaisai. Tai apima puslaidininkines medžiagas.
Pramoninės gamybos sąlygomis tapo įmanoma sujungti mikroskopinius keitiklius į masyvias ir efektyvias plokštes. Daugelis šiuolaikinių įmonių gamina didelius silicio modulinius dizainus. Jų efektyvumas yra apie 18-22%.
Saulės bateriją sudaro keli panašūs moduliai, per kuriuos saulės šviesos fotonai nuolatinės srovės pavidalu patenka į elektros grandinę. Tada jie patenka į saugojimo įrenginius arba paverčiami kintamosios srovės įkrovimu (220 voltų). Gauta elektros energija leidžia buitiniams prietaisams veikti.
Namų saulės baterijų skaičiavimo ypatybės
Ši operacija visų pirma susijusi su jų galios nustatymu. Ir tam reikia žinoti, kokia energetinė apkrova teks visai konstrukcijai. Kitaip tariant, kiek kilovatų energijos bus sunaudota per mėnesį.
Šiuos rodmenis galima nustatyti stebint elektros skaitiklį. O jei vertė neviršija 100 kW, tuomet reikėtų pirkti būtent tokias plokštes, kurios gali generuoti tokį energijos kiekį.
Taip pat verta manyti, kad saulės darbasbaterijos visu režimu galimas tik dienos šviesoje. Visa problema bus tik tada, kai dangus bus giedras. Pasikeitus saulės spindulių kritimo kampui, taip pat horizonte pasirodžius debesims, galia sumažės 20%. Tas pats nutiks debesuotu oru. Visa tai neturėtų būti pamiršta.
Tai yra, skaičiuodami saulės baterijas privačiam namui, turėtumėte paimti laikotarpį, kai jie dirba visu pajėgumu. Paprastai tai yra 7 valandos - laikotarpis nuo 9 iki 16 val. Tuo pačiu metu vasaros sezono metu plokštės gali veikti nuo aušros iki sutemų. Tačiau anksčiau darbingumo procentas sieks tik 20–30%. Pirmiau nurodytomis valandomis galite gauti likusius 70%.
Galia
Kaip jau supratome, pagrindinis veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti skaičiuojant saulės baterijas, yra energijos apkrova. Galų gale, baterijų veikimas labai priklauso nuo elektros energijos kiekio, reikalingo namams aprūpinti:
- Norint sukurti visavertę stotį, reikia naudoti galingas plokštes – nuo 150 iki 250 vatų.
- Norėdami išlaikyti našumą tik šalies apšvietimui, galite apsieiti su mažai galios baterijomis – ne daugiau kaip 50 W, to pakanka.
Kaip atlikti tokius skaičiavimus?
Pagrindinis energijos suvartojimas
Prieš skaičiuojant saulės bateriją ir bateriją, būtina nustatyti bendrą visų naudojamų elektros srovės vartotojų galią. Šiuo tikslu kiekvieno įrenginio (prietaisų, elektros lempučių ir kt.) energijos suvartojimas dauginamas iš jo naudojimo valandų skaičiaus.per dieną.
Po to sudėkite visus gautus duomenis. Rezultatas yra elektros energijos suvartojimo norma per dieną (kilovatvalandėmis). Tiek saulės baterijų turėtų pagaminti, ir tai yra minimali vertė. Tolesni plokščių skaičiaus, jų kainos ir kitų parametrų skaičiavimai priklausys nuo šių duomenų.
Tačiau visą sistemą sudaro ne tik saulės baterijos, bet ir kiti komponentai:
- inverteriai;
- baterijos;
- įkrovimo valdikliai.
Skaičiuojant saulės baterijų galią namams, tai taip pat neturėtų būti nuvertinama! Baterijose sumažėja energija - iki 20%. Atsižvelgiant į tai, tolesniuose skaičiavimuose gauta bazinė vertė turi būti padidinta šia suma.
Elektros vartotojai
Kiekvienuose namuose galite rasti daugybę būtiniausių prietaisų. Ši technika visada veiks tam tikromis valandomis:
- šaldytuvas;
- TV;
- kompiuteris;
- skalbimo mašina;
- boileris;
- geležis;
- mikrobangų krosnelė (tačiau ne visi tokią turi).
Yra ir kitų įrenginių, kurių nesant gyvenimas praranda norimą komforto lygį. Be to, privataus nekilnojamojo turto teritorijoje kasdien užsidega tam tikras skaičius lempučių, kurių skaičius gali siekti iki šimto.
Toliau pateiktoje lentelėje parodytadažniausiai naudojamų elektros prietaisų galia.
| Buitinė technika | Galios įvertinimas (W) | Apytikslė vienos dienos darbo trukmė (valandomis) | Kasdienis suvartojimas (kWh) |
| Mikrobangų krosnelė | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Skalbimo mašina | 500 | 6 | 3 |
| Šaldytuvas | 500 | 3 | 1, 5 |
| Lemputės | 200 | Apie 10 | 2 |
| Geležis | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Užrašų knygelė | 100 | 5 | 0, 5 |
| 150 litrų boileris | 1, 2 | 5 | 6 |
| Valdiklis | 5 | 24 | 0, 1 |
| Inverteris | 20 | 24 | 0, 5 |
Su šiuo stalu patogu atlikti paprastąmatematinis saulės baterijų skaičiavimas. Šiame konkrečiame pavyzdyje dienos suvartojimo vertė yra 18,9 kWh. Tik tai neatsižvelgiant į tai, ko dažniausiai nenaudojame kasdien - elektrinį virdulį, plaukų džiovintuvą, siurblį, virtuvinį kombainą ir t.t.. Taigi vidutiniškai galima gauti iki 25 kWh (bent).
Svarbus dalykas yra insoliacija
Prieš pradėdami skaičiuoti saulės kolektorių skaičių, turėtumėte atsižvelgti į tokį dalyką kaip insoliacija. Grubiai tariant, šis terminas turėtų būti suprantamas kaip saulės energijos kiekis, patenkantis į ploto vienetą. Tai labai svarbus parametras, be kurio neįmanoma tiksliai nustatyti, kiek plokščių reikėtų įsigyti.
Galų gale, net jei saulės šviesos nepakanka, kad ir koks produktyvus būtų akumuliatorius, jis negalės pagaminti reikiamos energijos. Todėl skaičiuodami saulės baterijas turite suprasti šio parametro svarbą. Juk nuo to priklausys reikalingas energijos tiekimo lygis.
Žinoma, šis parametras yra visiškai individualus kiekvienam konkrečiam šalies regionui. Yra du būdai gauti šią reikalingą informaciją:
- specializuoti katalogai;
- elektroniniai meteorologiniai ištekliai.
Kaip suprantate, didžiausia insoliacijos vertė nukris vasaros laikotarpiu. Mažiausios vertės daugiausia yra š altaisiais mėnesiais.
Baterijų skaičius
Dabar galite pradėti skaičiuoti plokščių skaičių. Už tai nustatyta bazinio vartojimo vertėelektros energija per dieną turi būti padalinta iš reikiamo mėnesio insoliacijos duomenų.
Tuo pačiu metu svarbu suprasti, kad skaičiavimai turi būti atliekami kas mėnesį, nes duomenys gali skirtis, o kartais ir reikšmingai. Dabar belieka dar kartą apskaičiavus saulės baterijų skaičių gautą vertę padalyti tik iš pasirinktos plokštės galios parametro. Ši charakteristika nurodyta pase. Jei rezultatas yra trupmeninis skaičius, jis suapvalinamas iki sveikojo skaičiaus ir tik į viršų. Tai bus galutinis rezultatas.
Žinoma, kuo didesnis skydelio našumas, tuo mažiau jų reikės paimti. Ir čia viskas daugiausia priklauso nuo šeimos biudžeto dydžio ir stogo ploto. Tuo pačiu metu būtina atsižvelgti į visos sistemos veikimo laikotarpį. Iš tiesų, sumažėjus saulės kolektorių insoliacijai, reikės daugiau nei įprastomis sąlygomis.
Racionalios išlaidos
Galvojus apie saulės baterijų skaičiavimą, verta atkreipti dėmesį į apšvietimą. Tačiau, kaip jau minėta, šviestuvų skaičius privataus namo teritorijoje gali būti didelis - 100 ar daugiau. Dėl šios priežasties verta atkreipti dėmesį į energiją taupančias lemputes. Dėl to galima žymiai sutaupyti energijos suvartojimo.
Be to, buitinę techniką turėtumėte įsigyti ne žemesnės nei A klasės ir net A +, A ++, A +++. Galiausiai tokia priemonė žymiai sumažins išlaidas, kurios bus išleistos perkant saulės energijąplokštės. Be to, dauguma šiuolaikinių prietaisų yra skirti vartoti 12 V.
Ir būtent tiek gali pagaminti nuotraukų skydeliai, nenaudojant papildomų įrenginių nuolatinei srovei paversti kintamąja įtampa.
Matematikos pavyzdys
Skaičiuojant saulės kolektorių skaičių namui, reikėtų atsižvelgti į tai, kokiu metų sezonu visa sistema veiks visu režimu. Ir vėl viskas čia dėl insoliacijos. Atsižvelgiant į mėnesį, gali prireikti kitokio skaičiaus nuotraukų skydelių.
Kad būtų aiškiau suprasti, verta pateikti konkretų pavyzdį:
- Pavyzdžiui, elektros energijos suvartojimas namuose bus 15 kWh per dieną.
- Insoliacijos parametras – 3 kWh/m2.
- Vieno skydelio galia yra 300 W arba 0,3 KW.
Apskaičiuokite reikiamą baterijų skaičių (žymimas raide N): N=15/3/0, 3=16, 6. Gautą reikšmę suapvalinus iki sveiko skaičiaus, gauname rezultatą - 17 panelių.
Tačiau žiemą insoliacija gerokai sumažėja ir gali siekti 1 kWh/m2. Tokiu atveju jums reikės žymiai daugiau baterijų – iki 50.
Daug niuansų
Viena vertus, centrinio maitinimo š altinio priklausomybės atmetimas reiškia tam tikrų pranašumų. Tačiau yra ir kita medalio pusė – tokia priemonė kupina tam tikrų niuansų, kurių nereikėtų nuvertinti. Ir pirmiausia reikia suprasti, kad saulė šviečia ne visus mėnesius, be „pertraukos“- juk šviesulystaip pat reikia „pailsėti“.
Dėl šios priežasties, skaičiuodami saulės baterijas, turėtumėte patikrinti gyvenamojo regiono oro sąlygų archyvą, kad nustatytumėte debesuotų dienų skaičių. Matyti, kad bent 7 dienos per vieną mėnesį yra nepalankių orų laikotarpis. Šiuo metu saulės baterijos negalės tiekti reikiamo elektros energijos kiekio.
Be to, rudenį ir pavasarį reikia nepamiršti trumpėjančios dienos. Atitinkamai debesuotų dienų skaičius didėja. Atsižvelgiant į tai, norint gauti saulės energiją nuo kovo iki spalio, plokščių masyvą reikia padidinti iki 50%, priklausomai nuo gyvenamojo regiono.
