Mūsdienās aktīvi attīstās dažādas tehnoloģijas, kas nodrošina maksimālu komfortu cilvēka darbībā. Jo īpaši ir vērts atzīmēt, ka alternatīvo enerģijas avotu attīstība rit pilnā sparā. Spilgts piemērs tam ir saules paneļi, kurus tagad var uzstādīt uz savas mājas jumta. Un tos var iegādāties ikviens. Īpaši tas attiecas uz gadījumiem, kad māja atrodas tālu no elektropārvades līnijām. Bet, lai sajustu visas šāda risinājuma priekšrocības un priekšrocības, ir nepieciešams pareizs saules paneļu aprēķins.
Vispārīga informācija
Fotoelektriskais efekts ir fiziska parādība, kas tika atklāta tālajā 1887. gadā un kļuva par pamatu saules paneļu izstrādei elektroenerģijas ražošanai. Gaismas (fotonu) vai jebkura cita elektromagnētiskā starojuma ietekmē šo daļiņu enerģija tiek pārnesta uz vielas elektroniem. Citiem vārdiem sakot, ar saules palīdzībusaņemt elektrību.
Pēc šīs fiziskās parādības atklāšanas radās nepieciešamība to kontrolēt. Šim nolūkam tika izveidoti fotoelementi - īpašas kompakta izmēra elektroniskās ierīces. Tajos ietilpst pusvadītāju materiāli.
Rūpnieciskās ražošanas apstākļos ir kļuvis iespējams apvienot mikroskopiskos devējus masīvos un efektīvos paneļos. Daudzi mūsdienu uzņēmumi ražo silīcija moduļu konstrukcijas lielos apjomos. To efektivitāte ir aptuveni 18-22%.
Saules baterija ietver vairākus līdzīgus moduļus, caur kuriem saules gaismas fotoni līdzstrāvas veidā nonāk elektriskajā ķēdē. Pēc tam tie nonāk atmiņas ierīcēs vai tiek pārveidoti par maiņstrāvas lādiņu (220 volti). Iegūtā elektriskā enerģija ļauj sadzīves tehnikai darboties.
Mājai paredzēto saules paneļu aprēķina iezīmes
Šī darbība, pirmkārt, ir saistīta ar to jaudas noteikšanu. Un šim nolūkam ir jāzina, kāda enerģijas slodze kritīsies uz visu konstrukciju. Citiem vārdiem sakot, cik kilovatu enerģijas tiks patērēts mēnesī.
Šos rādījumus var noteikt, novērojot elektrisko skaitītāju. Un, ja vērtība ir 100 kW robežās, tad paneļi jāiegādājas tieši tādi, kas spēj saražot tādu enerģijas daudzumu.
Ir arī vērts padomāt, ka saules darbsbaterijas pilnā režīmā ir iespējams tikai dienasgaismā. Pilnīga problēma būs tikai tad, kad debesis būs skaidras. Mainoties saules staru krišanas leņķim, kā arī parādoties mākoņiem pie horizonta, jauda samazināsies par 20%. Tas pats notiks mākoņainā laikā. To visu nevajadzētu aizmirst.
Tas ir, privātmājas saules paneļu aprēķināšanas procesā ir jāņem laika periods, kad tie strādā ar pilnu jaudu. Parasti tas ir 7 stundas - laika posms no pulksten 9 līdz 16. Tajā pašā laikā vasaras sezonā paneļi var darboties no rītausmas līdz krēslai. Taču agrāk darbspēju procents būs tikai 20-30% robežās. Iepriekšminētajās stundās varat iegūt atlikušos 70%.
Jauda
Kā jau esam sapratuši, galvenais faktors, kas jāņem vērā, aprēķinot saules paneļus, ir enerģijas slodze. Galu galā akumulatoru darbība lielā mērā ir atkarīga no elektroenerģijas daudzuma, kas nepieciešams mājas nodrošināšanai:
- Lai izveidotu pilnvērtīgu staciju, ir jāizmanto jaudīgi paneļi - no 150 līdz 250 vatiem.
- Lai saglabātu tikai lauku apgaismojuma veiktspēju, varat iztikt ar mazjaudas akumulatoriem - ne vairāk kā 50 W, kas ir pietiekami.
Kā veikt šādus aprēķinus?
Pamata enerģijas patēriņš
Pirms aprēķināt saules bateriju un akumulatoru, nepieciešams noteikt visu izmantoto elektriskās strāvas patērētāju kopējo jaudu. Šim nolūkam katras vienības (ierīces, spuldzes utt.) enerģijas patēriņš tiek reizināts ar tās lietošanas stundu skaitudienas laikā.
Pēc tam saskaitiet visus saņemtos datus. Rezultāts ir elektroenerģijas patēriņa likme dienā (kilovatstundās). Tas ir tas, cik daudz saules paneļiem vajadzētu ražot, un tā ir minimālā vērtība. Turpmākie aprēķini par paneļu skaitu, to izmaksām un citiem parametriem būs atkarīgi no šiem datiem.
Tomēr visa sistēma sastāv ne tikai no saules paneļiem, bet arī citas sastāvdaļas ir iekļautas šeit:
- invertori;
- akumulatori;
- uzlādes kontrolieri.
Aprēķinot saules paneļu jaudu mājoklim, arī to nevajadzētu atlēt! Baterijās ir vērojams enerģijas samazinājums - līdz 20%. Šajā sakarā turpmākajos aprēķinos iegūtā bāzes vērtība jāpalielina par šo summu.
Elektrības patērētāji
Katrā mājā var atrast vairākas nepieciešamākās tehnikas. Šāda tehnika vienmēr darbosies noteiktās stundās:
- ledusskapis;
- TV;
- dators;
- veļas mašīna;
- boileris;
- dzelzs;
- mikroviļņu krāsns (tomēr ne visiem tāda ir).
Ir arī citas ierīces, kuru neesamības gadījumā dzīve zaudē vēlamo komforta līmeni. Turklāt privāto nekustamo īpašumu teritorijā katru dienu iedegas noteikts skaits spuldžu, kas var sasniegt pat simtu.
Tālāk redzamā tabula parādavisbiežāk izmantoto elektroierīču jauda.
| Sadzīves tehnika | Jaudas reitings (W) | Aptuvenais darba ilgums vienai dienai (stundas) | Ikdienas patēriņš (kWh) |
| Mikroviļņu krāsns | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Veļas mašīna | 500 | 6 | 3 |
| Ledusskapis | 500 | 3 | 1, 5 |
| Spuldzes | 200 | Apmēram 10 | 2 |
| Dzelzs | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Piezīmju grāmatiņa | 100 | 5 | 0, 5 |
| 150 litru katls | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controller | 5 | 24 | 0, 1 |
| Invertors | 20 | 24 | 0, 5 |
Ar šo tabulu ir ērti veikt vienkāršusaules paneļu matemātiskais aprēķins. Šajā konkrētajā piemērā ikdienas patēriņa vērtība ir 18,9 kWh. Tikai tas ir neņemot vērā to, ko ikdienā parasti neizmantojam - elektrisko tējkannu, fēnu, sūkni, virtuves kombainu utt.. Tādējādi vidēji var iegūt līdz 25 kWh (vismaz).
Svarīga lieta ir insolācija
Pirms sākat skaitīt saules paneļu skaitu, jāņem vērā tāda lieta kā insolācija. Aptuveni runājot, šis termins ir jāsaprot kā saules enerģijas daudzums, kas nokrīt uz laukuma vienību. Tas ir ļoti svarīgs parametrs, bez kura nav iespējams precīzi noteikt, cik daudz paneļu ir jāiegādājas.
Galu galā, pat ja nav pietiekami daudz saules gaismas, neatkarīgi no tā, cik produktīvs ir akumulators, tas nespēs ražot nepieciešamo jaudu. Tāpēc, aprēķinot saules paneļus, jums ir jāsaprot šī parametra nozīme. Galu galā no tā būs atkarīgs nepieciešamais enerģijas piegādes līmenis.
Protams, šis parametrs ir tīri individuāls katram konkrētajam valsts reģionam. Ir divi veidi, kā iegūt šo nepieciešamo informāciju:
- specializētie katalogi;
- elektroniskie meteoroloģiskie resursi.
Kā jūs saprotat, maksimālā insolācijas vērtība samazināsies uz vasaras periodu. Minimālās vērtības galvenokārt ir aukstajos mēnešos.
Bateriju skaits
Tagad varat sākt skaitīt paneļu skaitu. Šim nolūkam atrastā pamata patēriņa vērtībaelektroenerģija dienā jādala ar vajadzīgā mēneša insolācijas datiem.
Tajā pašā laikā ir svarīgi saprast, ka aprēķins jāveic katru mēnesi, jo dati var atšķirties dažādos un dažkārt ievērojamos apmēros. Tagad atliek vēlreiz dalīt iegūto vērtību, kas iegūta, aprēķinot saules bateriju skaitu, tikai ar izvēlētā paneļa jaudas parametru. Šis raksturlielums ir norādīts pasē. Ja rezultāts ir daļskaitlis, tas tiek noapaļots līdz veselam skaitlim un tikai uz augšu. Šis būs gala rezultāts.
Protams, jo lielāka paneļa veiktspēja, jo mazāk no tiem būs jāņem. Un šeit viss galvenokārt ir atkarīgs no ģimenes budžeta lieluma un jumta platības. Tajā pašā laikā ir jāņem vērā visas sistēmas darbības periods. Patiešām, samazinoties saules paneļu insolācijai, būs nepieciešams vairāk nekā parastos apstākļos.
Racionāli tēriņi
Domājot par saules paneļu aprēķinu, ir vērts pievērst uzmanību apgaismojumam. Bet, kā jau minēts, lampu skaits privātmājas teritorijā var būt liels - 100 vai vairāk. Šī iemesla dēļ ir vērts pievērst uzmanību enerģijas taupīšanas spuldzēm. Rezultātā var panākt ievērojamus ietaupījumus enerģijas patēriņa ziņā.
Turklāt jums vajadzētu iegādāties sadzīves tehniku, kas nav zemāka par A klasi un pat A +, A ++, A +++. Galu galā šāds pasākums ievērojami samazinās izmaksas, kas tiks tērētas saules enerģijas iegādeipaneļi. Turklāt lielākā daļa mūsdienu ierīču ir paredzētas tikai 12 V patēriņam.
Un tieši tik daudz fotoattēlu paneļi spēj radīt, neizmantojot papildu ierīces līdzstrāvas pārvēršanai maiņspriegumā.
Matemātikas piemērs
Aprēķinot saules paneļu skaitu mājai, jāņem vērā, kurā gada sezonā visa sistēma darbosies pilnā režīmā. Un atkal viss šeit ir insolācijas dēļ. Atkarībā no mēneša var būt nepieciešams atšķirīgs fotoattēlu paneļu skaits.
Lai iegūtu skaidrāku izpratni, ir vērts sniegt konkrētu piemēru:
- Piemēram, ikdienas elektroenerģijas patēriņš mājā būs 15 kWh.
- Izolācijas parametrs - 3 kWh/m2.
- Viena paneļa jauda ir 300 W vai 0,3 KW.
Aprēķināt nepieciešamo bateriju skaitu (apzīmē ar burtu N): N=15/3/0, 3=16, 6. Noapaļojot iegūto vērtību līdz veselam skaitlim, iegūstam rezultātu - 17 paneļi.
Tomēr ziemā insolācija ievērojami samazinās un var sasniegt 1 kWh/m2. Šajā gadījumā jums būs nepieciešams ievērojami vairāk bateriju - līdz 50.
Daudzas nianses
No vienas puses, centrālā barošanas avota atkarības noraidīšana nozīmē noteiktas priekšrocības. Taču ir arī medaļas otra puse – šāds pasākums ir pilns ar dažām niansēm, kuras nevajadzētu noliegt. Un vispirms ir jāsaprot, ka saule nespīdēs visus mēnešus bez “pārtraukuma” - galu galā gaismeklisvajag arī "atpūtu".
Šā iemesla dēļ, aprēķinot saules paneļus, ir jāpārbauda laika apstākļu arhīvs dzīvesvietas reģionā, lai noteiktu mākoņaino dienu skaitu. Var redzēt, ka vismaz 7 dienas vienā mēnesī ir nelabvēlīgu laikapstākļu periods. Šobrīd saules paneļi nespēs nodrošināt nepieciešamo elektroenerģijas daudzumu.
Turklāt nedrīkst aizmirst par dienas saīsināšanu rudenī un pavasarī. Attiecīgi palielinās mākoņaino dienu skaits. Šajā sakarā, lai saņemtu saules enerģiju no marta līdz oktobrim, ir jāpalielina paneļu klāsts līdz 50%, atkarībā no dzīvesvietas reģiona.
