Weswen

Чистые технологии в каждый дом

Расчет СЭС

Расчёт солнечной электростанции необходим для определения её комплектации, ведь именно от комплектации зависит номинальная мощность, мощность контроллера и инвертора, ёмкость и количество панелей.

Факторы, влияющие на расчёт

Перед тем, как выполнить расчёт СЭС, инженерам-проектировщикам необходимо получить некоторые данные. Часть из них индивидуальна (например, размер дома), часть определяется по среднему значению (потребление электроэнергии на душу населения). Но даже усредненные показатели обычно применяют не в чистом виде, а с запасом. Итак, для расчета СЭС чаще всего запрашивают следующие данные:

  • -общую площадь объекта, площадь крыши или солнечной стороны;
  • -его географическое расположение;
  • -наличие и количество существующих подключений;
  • -перечень используемых электроприборов;
  • -время использования электроприборов;
  • -суммарная максимальная мощность всех используемых приборов;

Этот список не окончательный, он может быть расширен инженером компании-проектировщика.

Нюансы потребления

Следует помнить, что нагрузки на сеть колеблются не только в течение суток, но и в зависимости от времени года, числа гостей и т.д. В момент пуска приборы потребляют в 3-4 раза больше энергии, чем в период нормальной работы. Поэтому никогда не стоит сообщать инженеру сведения о мощности «навскидку». Лучше взять технические паспорта изделий. Плюс подумайте, какую технику планируется устанавливать в доме в ближайшие пять лет, особенно если это крупные механизмы (например, тепловой насос).
Обычно рекомендуют умножить полученную в ходе расчётов мощность на 1,3. Но подумайте сами: много ли вы переплатите, если увеличите запас мощности не на 30%, а, скажем, на 70%? Зато перспективы потребления при этом просто поражают! Беспроблемное подключение зарядки генератора, электромобиля, газонокосилки, мотоблока и т.д. В будущем изменить мощность просто добавлением ещё нескольких панелей не получится, ведь электроника, управляющая работой системы, тоже подбирается с учетом максимальной мощности, и может не выдержать перегрузки.

Алгоритм расчета СЭС

Ниже приведен алгоритм расчёта солнечной электростанции. Он отражает суть калькуляции и этапы. В реальности каждый расчёт индивидуален и может быть выполнен только специалистом. Не пытайтесь ввести в эксплуатацию объект, собранный по непрофессиональному расчёту СЭС – это опасно!
1. Определяем нагрузку потребителя, Для этого нужно суммарную мощность электроприборов (по техническим документам) умножить на время их работы.
2. Рассчитываем максимальную мощность: суммируем все мощности приборов, плюс добавляем пиковые нагрузки, возникающие при пуске. Исходя из полученных результатов, подбираем подходящий инвертор.
3. Суммарная энергия нагрузки отчисляется от потребляемой. Чтобы узнать её, делим значение потребляемой энергии на показатель КПД инвертора.
4. Определяем минимально необходимое значение мощности установки. Для этого нам необходимо знать продолжительность светового дня в разные времена года (справочные данные).
5. Рассчитываем минимальную ёмкость аккумуляторных батарей (они необходимы для обеспечения объекта энергией в тёмное время суток). Учитываем потери при заряде–раздаче энергии.
6. Рассчитываем ток от солнечных панелей, чтобы выбрать подходящий контролер. Напряжение и суммарный ток панелей зависят не только от освещённости поверхности, заявленных характеристик панели, но и способа их подключения.
7. Убеждаемся, что напряжение солнечных панелей и АКБ совпадают. При обнаружении несоответствий меняем схему подключения и проводим расчёты заново (на рисунке показан пример подключения).

claculation

Расчёт СЭС – необходимый этап установки солнечной электростанции, он предшествует покупке оборудования и служит основой для дальнейших работ по монтажу. От правильного расчета зависит не только эффективность, но и вообще возможность работы системы. Производить расчёт имеет право исключительно специализированная проектная компания или дилер оборудования.

Пример расчета

Для заданного коттеджа определить состав СЭС.
Существующие потребители: холодильник 150 Вт; телевизор 100 Вт (работает 3ч днем и 2ч ночью); компьютер 250 Вт (2ч днем); пылесос* 400 Вт (0,5ч днем). Продолжительность светового дня составляет 10 часов.
Решение:
1). Определим значения потребляемой энергии и значения мощности:
Эднпотр=ΣPуст*tраб = 150*10+100*3+250*2+400*0,5 = 2500 Вт*ч
Энчпотр=ΣPуст*tраб = 150*14+100*2 = 2300 Вт*ч
Pmax = 150+100+250+400 = 900 Вт*ч
Pпик = 150+100+250+400*3= 1700 Вт*ч
2) В соответствии с полученными значениями, необходимо взять инвертор NC-1000-S (номинальная мощность 1000 Вт, максимальная 2000 Вт). КПД для таких инверторов равняется не менее 87%, а значит, энергия нагрузки на стороне постоянного тока составит:
3) Для обеспечения потребителя ночью (), необходима установка аккумуляторных батарей, общей емкостью:
где α = 0,4 (т.е. аккумуляторы можно разряжать на 40% от номинальной емкости).
Приводим полученное значение к напряжению батареи (12 В).
Рекомендуется устанавливать батареи с небольшим запасом. В результате выбираем два аккумулятора по 200 А*ч.
4). Аккумуляторные батареи также имеют потери при заряде-разряде.
где, – КПД заряда-разряда для гелиевых аккумуляторов.
5). Количество электроэнергии, которое необходимо получать от солнечных панелей:
6). Общая установленная мощность солнечных панелей:
Выбираем 3 панели ZDNY-200P54 по 200 Вт.
7). Ток от каждой панели составляет:
Тогда суммарный ток при соединении панелей параллельно составит:
Следовательно, необходимо использовать контроллер JY30-ST-MT.
___
*- прибор имеет пусковой ток (для пылесоса он составляет 3х-кратное значение)