у статті "Приклад розрахунку сонячних батарей для дому" ми отримали значення добового споживання - 7919,8 Вт * год і величину енергії необхідної для покриття добових потреб перелічених нами приладів - 396 А * год.

Давайте зробимо класичний розрахунок всієї сонячної системи електропостачання і в тому числі сонячної батареї. Відразу хочу попередити, в даному розрахунку я не мав на меті домогтися мінімізації економічних показників (цим ми займемося пізніше), а лише ставив завдання показати порядок розрахунку.

вибір інвертора

Виходячи з переліку приладів, які ми перераховували, ми можемо визначитися з основними параметрами інвертора для нашої системи.

По-перше, оскільки в списку приладів присутні пристрої мають в своєму складі двигуни: електронасос, холодильник, пральна машина, пилосос, мова безумовно може і повинна вестися про инверторе має на виході синусоїдальну форму напруги, а не квазісінусоіду.

По-друге, вхідна напруга інвертора має відповідати обраному нами напрузі - 24В.

Що стосується потужності, її вибір залежить від того, як ви умовах користуватися вашими приладами. Якщо ви вважаєте за необхідне одночасну роботу енергоємних пристроїв, таких, як пральна машина, мікрохвильова піч, праска і все це на "тлі" працює холодильника, то вам доведеться скласти їх номінальні потужності.

Ви отримаєте пікову потужність, яка і визначить потужність інвертора (мінімум 5 кВт), але самі розумієте, що якщо ці пристрої одночасно не використовувати, то потужність інвертора буде потрібно менше, відповідно ціна його буде нижче. Вирішувати вам.

З огляду на обумовлений перелік приладів і разнеся їх використання за часом, можна було б обмежитися інвертором потужністю 3,0 кВт: виробник OutDack Power Technologies, модель з вбудованим зарядним пристроєм: GVFX3024E, Grid-Interactive GVFX3024E Vented 3000 Вт, 24 В, 80 А (середньої вартістю 99500 рублів).

Дивіться також по цій темі: Інвертор: синусоїда або модифікована синусоїда?

Розрахунок акумуляторної батареї

Тепер давайте поговоримо про акумулятор. Про призначення акумуляторів ми вже знаємо зі статті "Акумулятори для сонячних батарей" . Необхідно лише визначитися як ми користуємося будинком. Якщо ви приїжджаєте у вихідні дні, відповідно і основне споживання електроенергії буде здійснюватися по вихідним. А ось накопичення її, тобто заряд акумуляторів буде відбуватися весь тиждень - з понеділка до вечора п'ятниці. Я, наприклад, приїжджаю в свій будинок по вихідним.

Запас енергії передбачимо на один день. Чому один? Тому, що за п'ять днів моєї відсутності ймовірність повного заряду акумуляторів досить висока. Можна забезпечити гарантованого запасу енергії і на два дні, але це можливо за рахунок збільшення загальної ємності акумуляторів, а значить і вартості всієї системи.

Доцільно обмежитися одним днем, а коли вималюється вартість всієї системи ще й пограти з варіантами комплектації і подивитися на реакцію вартості.

Необхідно врахувати ще кілька моментів.

Перше: справа в тому, що розряджати акумулятори на велику "глибину розряду" все одно, що власними руками приводити їх в непридатність (термін служби скорочується значно). Орієнтуватися слід на 20 відсоткову глибину розряду.

Друге: з точки зору безпечної експлуатації, найкраще користуватися герметизованими акумуляторами, оскільки не герметизовані в процесі роботи виділяють шкідливі для дихання і вибухонебезпечні гази. Незважаючи на використання герметизованих акумуляторів, я б рекомендував приміщення для їх установки вибрати все ж добре провітрюваним.

Третє: за експлуатаційними характеристиками для автономної системи найбільш підходящий тип акумуляторів, хоча і не найдешевший - гелеві акумулятори (GEL) .

І останнє. Слід враховувати і температуру навколишнього середовища для розрахунку необхідної ємності акумуляторів, якщо доводиться експлуатувати акумулятори в холодні періоди.

При зниженій температурі навколишнього середовища ємність акумулятора знижується, тобто знижується енергоємність, яку акумулятор здатний віддати при даній температурі. Це означає, що при розрахунку необхідної ємності акумулятора (або акумуляторів) вам слід обчислене значення ємності збільшити, щоб створити запас на випадок її зниження.

Простими словами, вам слід обчислену ємність помножити на відповідний температурі коефіцієнт:

• 26,7С - коеф = 1,00;

• 21,2С - коеф = 1,04;

• 15,6С - коеф = 1,11;

• 10,0С - коеф = 1,19;

• 4,4С - коеф = 1,30;

• -1,1С - коеф = 1,40;

• -6,7С - коеф = 1,59.

І так. Я вибрав один день забезпечення гарантованого запасу енергії: 396 А * год х 1 = 396 А * год.

Врахуємо глибину розряду: 396 А * г: 0,2 = 1980 А * ч.

Оскільки експлуатую систему лише в літній період (мова йде про температуру зовнішнього середовища): 1980 А * год х 1,00 = 1980 А * ч.

Таким чином загальна ємність акумулятора (або акумуляторів) становить 1980 А * ч.

Припустимо ми вибрали GEL акумулятор, виробника Haze, модель HZY 12-200 (середня вартість 18500 руб). Його номінальна ємність 200 А * год. Давайте порахуємо скільки акумуляторів буде підключено паралельно: 1980 А * г: 200 А * год = 9,9 шт.

Округляємо в більшу сторону (округляти слід завжди в більшу сторону, навіть якщо цифра після коми менше п'яти) - 10 штук акумуляторів будуть з'єднані паралельно.

З'ясуємо скільки акумуляторів буде з'єднано послідовно. Для цього обраний нами напруга системи (24 В) ділимо на напругу одного акумулятора: 24 В: 12 В = 2.

Ну і з'ясовуємо скільки всього акумуляторів буде входити до складу акумуляторної батареї системи: 10 х 2 = 20.

Ми отримали загальну кількість акумуляторів необхідних, щоб зібрати акумуляторну батарею для системи: 20 штук.

З'єднання акумуляторів послідовно-паралельне. В даному випадку це означає, що акумулятори попарно повинні бути з'єднані послідовно (десять таких пар), а вже в свою чергу ці десять пар з'єднуються паралельно.

Порахуємо склад сонячної батареї.

Припустимо ми виберемо сонячний модуль 200 Вт, 24 В, монокристаллический, виробництва Chinaland Solar Energy, модель: CHN200-72M (середньої вартості 17500 рублів).

Для розрахунку сонячної батареї необхідно перш за все визначитися з сонячною інсоляцією регіону де буде експлуатуватися система. Знайти дані по інсоляції можна в інтернеті. Знайти можна за запитом "місячна і річна сонячна радіація кВт * год / м2" в Яндекс.

Наприклад: якщо взяти Москву (або місто на широті Москви 55,7), період експлуатації з 1 березня по 31 вересня, нахил панелі 40,0 градусів. Природно, з усього ряду значень з березня по вересень включно, я вибираю найменше значення, тобто найгірше з усіх. Це вересень - 104,6. Ділю це число на кількість днів у місяці: 104,6: 30 = 3,49

Таким чином ми отримали середнє значення кількості сонячних пікових годин.

Нагадаю, наша добова потреба становить 7919,8 Вт * год.

Втрати на заряд-розряд складуть не більше 20%, їх ми повинні врахувати: 7919,8 Вт * год х 1,2 = 9503,76 Вт * ч.

Звідси потужність сонячної батареї повинна бути: 9503,76 Вт * ч: 3,49 = 2723,14 Вт.

Тепер можемо визначити кількість модулів з'єднаних паралельно, з урахуванням їх типу, який ми вибрали раніше. Для цього в зазначених характеристиках модулів знаходимо параметр пікова потужність модуля в точці максимальної потужності (або напруга в точці максимальної потужності і струм в точці максимальної потужності і перемножуємо їх).

У нашому випадку напруга в точці максимальної потужності одно 38,8 В, струм в точці максимальної потужності дорівнює 5,15 ампера. Перемножуємо їх і отримуємо максимальну потужність в точці максимальної потужності: 38,8 В х 5,15 А = 199,82 Вт.

Тобто потужність модуля в точці максимальної потужності становить 199,82 Вт. Ділимо потужність сонячної батареї на цей показник модуля і отримуємо шукане значення: 2723,14 Вт: 199,82 Вт = 13,63 шт.

Кількість модулів з'єднаних послідовно (обраний нами напруга системи - 24 В ділимо на номінальну напругу одного модуля - 24 В): 24 В: 24 В = 1

Перемножуємо кількість модулів з'єднаних паралельно і кількість модулів з'єднаних послідовно і цим дізнаємося загальна кількість модулів: 13,63 х 1 = 13,63 штук

Знову ж округляємо в більшу сторону. Таким чином кількість сонячних модулів повинно бути 14 (з'єднаних паралельно).

Ще не висновок

Ми виконали розрахунок сонячної системи, але висновки робити ще дуже рано. Я не мав на меті мінімізувати вартість всієї системи саме в цій статті. З цієї причини безглуздо вираховувати результат її вартості.

І все-таки давайте порахуємо, це допоможе нам в майбутньому орієнтуватися у виборі режимів експлуатації, у виборі обладнання, в наборі споживачів при вже прикладних розрахунках, а не теоретичних:

• Інвертор - 99500 рублів;

• Акумулятори - 18500 руб х 20 = 370000 рублів;

• Сонячні модулі - 17500 рублів х 14 = 245000 рублів.

Тобто основне обладнання обійдеться в суму 714500 рублів. Плюс матеріали, плюс накладні витрати і т.д. Порядок чисел зрозумілий. Це для повноцінної системи, яка дозволить, практично ні в чому собі не відмовляючи, експлуатувати будинок з березня по вересень навіть не тільки по вихідним.

Що стосується зимового періоду, я спеціально не став зараз про нього говорити, оскільки у мене сформувалася своя думка на цей рахунок. Цю тему ми з вами обов'язково обговоримо.

Борис Цупило