Как рассчитать мощность солнечных батарей

Прежде всего вам следует узнать, как много электрической энергии потребляет ваша квартира, дом, коттедж. Сделать это не просто, а ОЧЕНЬ ПРОСТО. Возьмите свои счета за электричество за месяц. Во многих квитанциях прямо указано количество киловатт электроэнергии, которое вы потребляете.

Если вдруг такой цифры в квитанции нет, разделите суммарную сумму платежа на тариф, который вы платите за электричество. К примеру, этот тариф составляет 2 руб. 15 коп. за 1 кВт/ч.

Возьму для примера свои счета за электричество.

В месяц я потребляю 174 кВт электричества и плачу 374 руб. 10 коп. Теперь узнаем среднее дневное потребление.

174 кВт : 30 дней (лучше брать с запасом) = 5,8 кВт в сутки. Округлим до 6 кВт. Следовательно, энергетическая система, которую мне следует построить для автономного энергоснабжения моей квартиры, должна иметь возможность отдавать нам 6000 Вт электрической энергии в сутки.

Эта энергия должна где-то храниться и запасаться. Таким хранилищем является аккумулятор. Следует отметить, что аккумулятор, используемый в подобной системе, должен иметь «запас прочности», резервы. Эти резервы должны быть не менее 30 %. То есть 30 % от 6000 Вт потребления электрической энергией в сутки составит 2000 Вт. Суммарная мощность аккумуляторов должна составлять 6000 Вт + 2000 Вт = 8000 Вт. Естественно, что когда речь идет об энергосистемах, снабжающих квартиру или коттедж, то лучше перейти на аккумуляторы напряжением 24 В. 

При использовании аккумуляторов на 12 В в 2 раза возрастает ток, который протекает в системе. А чем больше ток, тем толще должны быть соединительные провода. Так что лучше увеличивать напряжение.

Я встречал в Сети упоминания американских систем автономного энергоснабжения, работающих на напряжении в 48 В.

Для бОльшей понятности проведем данный расчет все-таки для аккумуляторов на 12 В — их проще достать. Итак, аккумулятор моей квартиры должен запасать 8000 Вт электрической энергии в сутки. Тогда его емкость должна составить 8000 Вт : 12 В (напряжение аккумулятора) = 666 А*ч. Опять же округлим, пусть будет 700 А*ч. Для получения такой емкости можно взять, скажем, 7 аккумуляторов СТ-100. Вообще, аккумулятор в построении автономной энергосистемы – дорогая вещь. Но есть способы значительно, раза в четыре, сэкономить на аккумуляторах. О таких способах непременно расскажу покупателям моего (китайского) кремния.

Чтобы зарядить аккумулятор емкостью 700 А*ч, нужен контроллер заряда аккумулятора с током в 10 раз мЕньшим, чем емкость аккумулятора. То есть в моем случае с током заряда аккумулятора в 700 А*ч / 10 (коэффициент) = 70 А. Такие контроллеры вполне реально найти на китайском рынке. Есть у китайцев и контроллеры, которые работают сразу с системами на 12 В и на 24 В. Вам надо только переключить такой контроллер заряда аккумуляторов на нужное напряжение.

Теперь остается рассчитать мощность самой солнечной батареи. Очевидно, что солнечная батарея должна обеспечить ток заряда аккумулятора и бОльший ток. В моем случае солнечная батарея должна выдавать 70 А и более.  Умножаем 70 А на 12 В – напряжение, выдаваемое солнечной батареей под нагрузкой, и получаем 840 Вт – мощность солнечной батареи, которой МИНИМАЛЬНО хватит на автономное энергоснабжение моей квартиры. Округляем до 1000 Вт и получаем вполне реальное устройство, состоящее из 15–16 панелей солнечных батарей.

Тут следует упомянуть еще инвертор – прибор, который преобразует 12 В постоянного тока, выдаваемого солнечными батареями и запасаемого аккумулятором, в 220 В переменного тока, которым будут запитываться все бытовые приборы в моей квартире или в вашем коттедже. В моем случае будет вполне достаточно инвертора на 2000 Вт. Обычно берут энергопотребление за 24 часа (в моем случае это 6000 Вт) и делят эту цифру на 3—4 – коэффициент надежности с запасом.

Стоимость китайских инверторов на 3000 Вт составляет не более 300 долларов (на самом деле – меньше). Стоимость китайских инверторов на 2000 Вт составляет не более 250 долларов (на самом деле – чуть меньше). Вот и рассчитана вся ваша автономная энергосистема. Что это будет по деньгам, если брать у меня? 1200 долларов за набор кремниевых пластин для изготовления вашей системы солнечных батарей (в набор включены провода для соединения кремниевых пластин и герметик, которым кремниевые пластины приклеиваются к стеклу и герметизируется вся батарея). 150 долларов вы потратите на приобретение стекла и алюминиевых уголков рам для изготовления солнечных панелей (это покупается по месту, самостоятельно). 250 долларов вам обойдется инвертор, если вы будете брать его у меня. 250 долларов вам обойдется контроллер заряда аккумуляторов, если вы будете брать его у меня.

Итого: 1350 + 250 + 250 = 1850 долларов. Плюс стоимость аккумуляторов, покупаемых на месте. Вполне реальные деньги. Однако приведенный расчет выполнен с запасом прочности примерно в два раза. Объясню почему. У нас в квартире стоят энергосберегающие лампы (люминесцентные). Если их заменить на светодиодные, то мощность, потребляемая нашей квартирой, уменьшится примерно на 20 %. Если у вас стоят лампы накаливания, вы купите лампы на светодиодах и замените у себя все освещение — ваше энергопотребление в месяц сократится на 30—35 %. Также мы довольно часто стираем. То есть мы не накапливаем грязное белье и одежду, а стираем почти каждый день.  Если стирать два раза в неделю, это сократит энергопотребление еще минимум на 30 %. Стиральная машина потребляет много энергии при нагреве воды. У меня круглосуточно работает компьютер, что также вносит свою долю в увеличение потребления.

Если соблюсти все те ограничения, которые я привел выше (замена ламп, стирка не более двух раз в неделю, использование ноутбука), то энергопотребление сократится в два раза, и вся система станет дешевле процентов на 70.