Solkraftverk används sällan som den huvudsakliga energikällan. Korrekt valda och installerade paneler på en klar dag kan dock ge elektricitet till alla elektriska hushållsapparater.
Mängden energi som genereras beror på hur många ljuspartiklar som träffar fotocellen. Det finns också ett antal andra faktorer som inte beror på batteriström eller panelyta.
Beräkning av solpanelseffekt
Prestandan hos paneler beror på materialet och tekniken som de produceras med. Batterier kan delas in i 2 klasser: film- och silikonbaserade.
Effektivitet hos silikonbatterier:
- Monokristallint – 22 %. Det är fördelaktigt att placera på ett begränsat utrymme;
- Flexibla (amorfa) paneler – 5 %;
- Polykristallin – upp till 18 %.
Effektivitet hos film-moduler:
- Indium gallium selenidfilm – 20 %;
- Kadmiumtellurid – upp till 12 %;
- Polymer – inte mer än 5 %.
Det finns också blandade typer av paneler, vars effektivitet är högre.
Det första du bör tänka på – energikonsumenternas totala effekt i kWh. Tillverkaren anger effekten utifrån det faktum att per 1 kvm. batterier får 1000 watt energi.
Ett sätt att beräkna verklig effekt: E = I x V x Kо x Kpot.
E – riktig kraft; Jag – mängden energi som kommer in på panelens installationsplats (kW*h/m2); V – nominell effekt för en panel; Kpot – koefficient för totala förluster i systemet; Co – korrektionsfaktor, beroende på panelens position (lutningsvinkel) i förhållande till sydlig riktning; U – mängden solstrålning är alltid konstant 1 kW*h.
Det är värt att notera att strålning beräknas på daglig, månads- och årsbasis. Till exempel, om indikatorn är 7 kWh/m2 dygn betyder det att per dag per 1 kvm. 7 kW solenergi tillförs.
Ännu ett räkneexempel
Om vi tar en modul med en yta på 2 m2 som en beräkning. Den totala mängden energi per solig dag är 1000 W per m2. Formeln blir följande: 1000 W multiplicerat med prestanda (20%) och multiplicerat med panelarea (2m) = 400 W.
Vad avgör batterikraften
Panerna använder högtransparent glas med låg järnhalt och trots detta minskar det effektiviteten med flera procent.
Den optimala drifttiden för panelerna är från 09:00 till 16:00 – denna period står för 70 % av den genererade energin. Under denna tid producerar ett batterikomplex på 1 kW 7 kWh el, det vill säga 210 kWh per månad. Du kan lägga till ytterligare 3 kW på morgonen och kvällen. Detta är idealiskt. Men i verkligheten är denna siffra mindre:
- Alla dagar i en månad är inte soliga. Om vi tar hänsyn till regniga och molniga dagar, låt oss säga att det fanns 5 sådana dagar – Detta blir redan cirka 180 kWh.
- Längden av dagsljus på vintern är kortare, vilket kräver ett större antal batterier eller installation av en vindgenerator.
- Energi går förlorad i växelriktaren och batteriet. Batterier kan inte laddas ur till 100 % och deras effektivitet är inte högre än 80 %.
Mängden energi som genereras beror på antalet klara dagar på ett år. Att installera ett batteri kommer att vara opraktiskt om det finns mindre än tvåhundra soldagar om året. Dessutom måste solens strålar träffa panelen i rät vinkel – För detta ändamål rekommenderas det att installera solspårningssystem. Dessa enheter är dyra.
Kvaliteten på batteriprestanda påverkas också av modulernas värmenivå. Energiproduktionen sjunker med 0,5 procent om modulen värms upp 1 grad. Konstant drift med en temperatur ökad med 100 C kommer att minska enhetens effektivitet med 30%. Därför kräver SES högkvalitativ ventilation och kyla.
Energiförluster kan vara: i ledningar 1 %; shuntdiod 0,5%; inverter – från 3 till 7 %.
En annan faktor som påverkar nuvarande generation – totalt antal installerade moduler, eftersom alla kan ta in en begränsad mängd energi.
Energigenerering i molnigt väder
| Skick | % av "full" sol |
Strålande sol — panelerna är placerade vinkelrätt mot solens strålar | 100 % |
| Lätt molnigt | |
| Molnigt väder | 20-30% |
Bakom fönsterglaset är ett lager, glas och modul vinkelräta mot solstrålarna | 91 % |
Bakom fönsterglas, 2 lager, glas och modul vinkelrätt mot solstrålarna | 84% |
Bakom fönsterglaset, ett lager, glas och modul i en vinkel på 45&grader; solstrålar | 64% |
| Artificiellt ljus på kontoret, på skrivbordets yta | 0,4% |
| Artificiellt ljus i ett ljust rum (till exempel en butik | 1,3 % |
| Artificiellt ljus i ett vardagsrum | 0,2% |
Batterierna producerar energi endast under dagsljus och levererar den deklarerade effekten endast på en klar dag när strålarna träffar dem i rät vinkel.
I dåligt väder är beräkningen följande: 1000 W multipliceras med sinus för vinkeln för solens strålar och panelen multipliceras med procentandelen energi på en dag utan sol. Till exempel är strålarnas infallsvinkel 40%, följande erhålls: 1000 W/m2 x sin 40% x 60% = 240 W/m2
I vissa länder fungerar solpaneler ofta vid belysningsnivåer under 1 000 W/m2. Billiga moduler tillverkas utan antireflexbeläggning. Som ett resultat – en betydande del av solens strålar reflekteras av glas av låg kvalitet. De fungerar även dåligt i diffust ljus.
Under olika månader är ljusintensiteten olika, därför behövs olika antal paneler och batterier för att generera samma mängd energi.
Vissa husägare installerar paneler bakom husets fönster. Detta är också ett misstag. Enkelglas minskar panelens effektivitet med 9 % och dubbelglas med 16 % - förutsatt att glaset är helt rent. Smuts på glaset minskar genomskinligheten, vilket orsakar bakåtreflektion av ljus – Batteriet fungerar inte effektivt.
Den energi som genereras beror på mängden inkommande ljus – spänningen stiger till en viss gräns. För kiselelement är denna siffra 0,6. Spänningsökningen uppnås genom att modulerna seriekopplas. SES behöver en spänningsreserv. Det håller batteriet laddat när du arbetar i molnigt väder. Den maximala effekten under belastning genereras av batteriet med en nedladdning på upp till 0,47 – 0,5 V. Ett batteri med 36 celler vid optimal belastning ger en spänning på 17 V.
Varje panel har en nedre gräns för belysningskänslighet. Under denna gräns kommer panelen att sluta generera energi. Vid dåligt väder sjunker modulernas kraft med 10-20 gånger. Så för kristallina silikonpaneler är denna gräns 150-200 W/m2. För tunnfilmsfilmer är denna parameter lägre – 100-200 W/m2. Filmpaneler presterar bättre än silikonpaneler i molnigt väder. Men en tröskelbelysningsskillnad på 50 W/m2 har praktiskt taget ingen effekt på energiproduktionen.
Så att kraften är tillräcklig – det är nödvändigt att beräkna det nödvändiga antalet batterier. För att göra detta delas strömförbrukningen med paneleffekten. Total förbrukning produceras genom att summera drifttiden (timmar per dag) för alla elektriska apparater i huset – effekt läggs till antalet timmar. Förbrukningen kan också beräknas från kvittot för el: maxförbrukningssiffran (kWh) för de senaste månaderna tas och multipliceras med 1,5 (reserv).
Du kan öka exponeringen för solljus genom att installera paneler på en biaxial tracker – en plattform som roterar bakom solen i 2 plan. Dessutom bör panelerna på vintern placeras mer horisontellt än på sommaren. På sommaren är modulernas lutningsvinkel mindre. För varje geografisk latitud finns en optimal lutningsvinkel.
På hösten och våren väljer du en vinkel som är lika med områdets latitud. På vintern läggs 10-15 grader till det önskade värdet, och på sommaren subtraheras 10-15 grader. Om modulerna installeras orörligt– välj en vinkel baserat på latitud för din bostadsregion.
Det är alltid nödvändigt att ha en kraftreserv – Med tiden försämras batteriets prestanda. Varje år minskar effekten med 0,6 – 0,7 %. Efter 25 års användning är strömförlusten 20 %. Den saknade strömmen kan dock kompenseras utan problem genom att ansluta ytterligare moduler.
