Um exemplo de cálculo de painéis solares para uma casa

Quer confessemos ou não, isso não muda a essência. Muitas vezes, quando começamos a implementar nossos planos sérios, especialmente menos sérios, negligenciamos projetos ou cálculos. Como regra, isso não leva aos resultados esperados, ou o tempo total ou os custos materiais não são esperados. Claro, tudo deve ser considerado. É improvável que alguém discorde.

Quanto aos painéis solares, o cálculo de sua energia é simplesmente necessário, uma vez que o menor desvio em qualquer direção leva a uma mudança nos custos de material em uma ordem de magnitude.

Há outro benefício incontestável do procedimento de cálculo - está sendo formado um entendimento consciente e claro do procedimento operacional da futura estação de energia solar. Somente uma pessoa que tenha operado um sistema autônomo de alimentação em sua casa entenderá completamente o que isso significa.

E esse entendimento se resume a uma coisa: como economizar cada Watt * hora de energia extraída. Em uma casa cuja energia é fornecida por um sistema autônomo, você não verá lâmpadas de iluminação luminosa sem a necessidade, como costuma ser o caso da fonte de alimentação tradicional.

No processo de uso de uma usina de energia solar, dispositivos como sensores de movimento, temporizadores para controle automático de iluminação, um retransmissor de foto para controlar a iluminação externa etc. podem aparecer em sua casa. Isso voltará ao normal.

Não se surpreenda por dedicar tanto tempo a esse problema. Realmente deve ser conhecido e entendido. Alguém atribuirá a necessidade de controlar cada Watt * hora a deficiências, não vou concordar com ele.

Primeiro, vamos lembrar aqueles que simplesmente não têm outras opções de fonte de alimentação. Em segundo lugar, quando essa economia robusta de repente se tornou uma desvantagem! Você deve admitir que seria um desperdício "aumentar" obviamente mais dinheiro no sistema de fornecimento de energia apenas para desperdiçar energia incontrolavelmente.

O início do cálculo de uma usina de energia solar é calcular a carga total de consumo de sua casa. Existem muitos exemplos desses cálculos em diferentes interpretações, tanto com uma parte descritiva quanto online. Nesse caso, não vale a pena inventar nada de novo. Primeiro, o objetivo é estabelecido e, em seguida, são buscadas maneiras de alcançá-lo. Também aqui: primeiro, as necessidades são esclarecidas e, em seguida, são calculadas as possibilidades técnicas e materiais de satisfazê-las.

Cálculo da carga total de consumo

Este é o primeiro passo no cálculo. Começa com o fato de você pegar uma folha de papel em branco e fazer uma lista de todos os instrumentos e dispositivos que você supõe que serão usados ​​em casa. Para iniciantes, faça essa lista sem se aprofundar em sua composição quantitativa e qualitativa. No primeiro estágio do cálculo, se você não precisou fazer isso, é difícil concluir se é aconselhável ou não deixar esse ou aquele dispositivo na lista. Adicionaremos, excluiremos ou substituiremos depois, quando a ordem dos custos do material for clara.

Enquanto isso, escreva:

• Lâmpada economizadora de energia

• Aparelho de TV

• Bomba elétrica

• Ferro

• Computador portátil

• Geladeira

• Chaleira elétrica

• Máquina de lavar roupa

• Forno microondas

• Aspirador

O próximo passo é descobrir o consumo de energia de cada um dos dispositivos. Isso pode ser encontrado nos passaportes dos dispositivos ou nas etiquetas dos próprios dispositivos, onde são indicadas suas características, incluindo o consumo de energia. Em um caso extremo, se não houver passaportes e tags, você poderá descobrir as informações necessárias dos gerentes de vendas nas lojas. E, finalmente, você tem a Internet na ponta dos dedos, pode pesquisar esses dados através dos mecanismos de pesquisa.

Anotei números aproximados, apenas para mostrar a ordem das ações:

Se você prestou atenção nas duas primeiras posições, então, como você pode ver, eu dividi as lâmpadas com um consumo de energia diferente. Não há necessidade de salas pequenas e raramente visitadas para colocar as lâmpadas da mesma forma que nas salas de estar. E como o próximo passo será definir o tempo total de operação desses dispositivos durante o dia, não faz sentido combinar essas lâmpadas em uma posição.

Anotamos o número e o tempo total de trabalho por dia:

Os resultados na última coluna devem ser explicados. Por exemplo, se você não usar o aspirador de pó todos os dias, mas uma vez por semana durante 2 horas, o tempo total por mês será 2 X 4 = 8 horas, ou seja, por dia 8 horas: 30 = 0,3 horas. A mesma coisa com a bomba. Se você precisar bombear água, suponha que duas vezes por semana e esse processo durem 2 horas, então 2 X 2 = 4 horas, 4 X 4 = 16 horas, 16: 30 = 0,6 horas. É claro, junte-se.

Agora podemos calcular quanto cada um dos dispositivos consome eletricidade por dia:

O estágio final do cálculo do consumo diário é adicionar todos os resultados da última coluna. O resultado será: 7919,8 W * hora por dia.

Bem, então, vamos começar a calcular os painéis solares. Temos um consumo diário de US $ 7.919,8 W * hora, a partir do qual iremos "adiar".

Seleção da tensão DC do sistema

A escolha da magnitude da tensão do sistema é necessária, em primeiro lugar, para selecionar os dispositivos do sistema em termos de consistência em tensão, inversor, controlador de carga da bateria e, em segundo lugar, os esquemas de conexão dos módulos e baterias solares dependerão da magnitude dessa tensão. terceiro, para cálculos adicionais de células solares.

Normalmente, para sistemas autônomos de fonte de alimentação de um edifício residencial particular, são selecionados 12 V ou 24 V. É claro que, se o sistema de fonte de alimentação não for muito potente e isso, sua energia não forçar a recorrer a uma tensão de 36 V ou, por exemplo, 48 V, reduzir as correntes em correntes e, portanto, poder usar um fio de uma seção transversal menor, isto é, mais barato.

No nosso caso, proponho aderir à seguinte lógica: se você não planeja aumentar o sistema de fonte de alimentação, mas assume que ele será limitado a 1000 W ou 2000 W, basta parar a 12 V.

Caso você planeje aumentá-lo, além de operá-lo no inverno, é mais razoável construir um sistema de 24 volts. Isso será razoável, porque em um certo estágio da operação do sistema de fornecimento de energia, você provavelmente chegará à inevitabilidade de complementá-lo com um gerador eólico. Isso é bastante lógico e oferece vantagens inegáveis ​​ao sistema durante a operação durante todo o ano. Falaremos mais sobre isso quando abordarmos o tópico de geradores eólicos.

Portanto, para que você não precise alterar os dispositivos instalados uma vez, é melhor selecionar imediatamente a opção 24 V; em seguida, um gerador de vento com uma saída de 24 V caberá no sistema existente sem dificuldades.

E assim Suponha que paremos em uma variante do sistema de fonte de alimentação de 24 V. Faço essa escolha em nosso exemplo para mostrar um exemplo de cálculo mais claro. Você faz o que acha necessário com base em seus dados, é claro, levando em conta o que foi dito acima.

Determinação da quantidade de energia necessária por dia

Para determinar a quantidade necessária de energia por dia, precisamos calcular o valor do consumo diário calculado por nós - 7919,8 W * hora, dividido pela tensão do sistema que selecionamos - 24 V. O resultado dessa divisão será de 330 A * hora.

Mas não devemos esquecer que o próprio inversor consome parte da energia para suas próprias necessidades. Portanto, devemos providenciar a reserva de energia para ele. Com base nisso, multiplicamos o resultado por 330 A * horas por um fator de 1,2 e obtemos 396 A * horas.

Assim, calculamos a quantidade diária de energia necessária para fornecer energia aos nossos consumidores. E ela tinha 396 A * horas.

O que você não deve esquecer ao escolher módulos solares

Sem dúvida, as características elétricas dos módulos fotovoltaicos são de suma importância. Potência, tensão, corrente. Mas não se pode deixar de prestar atenção a parâmetros como dimensões, design, peso, etc.

Vamos listar as características e os parâmetros desses dispositivos e observar simultaneamente como um ou outro valor desses indicadores pode afetar a operação adicional.

Tensão

Começamos, é claro, com o estresse. A escolha do controlador de carregamento da bateria, a escolha da voltagem da bateria e, consequentemente, o circuito de conexão dependerão da escolha da voltagem.

Não há dogma nesta escolha, você pode escolher qualquer voltagem. Mas! O mais importante é que seja padronizado. Caso contrário, você encontrará a dificuldade de selecionar equipamentos como um controlador de carregamento, inversor e baterias. Mesmo com base em uma linha padronizada de tensões, faz sentido observar quais tensões estão disponíveis todos os dispositivos necessários. Isso geralmente é de 12 volts, 24 volts, 48 ​​volts.

Aqui você precisa fazer uma pequena observação. Você prestou atenção ao fato de que a magnitude da tensão, e geralmente são dadas por dois para o módulo fotovoltaico (tensão de potência máxima e tensão de circuito aberto), difere do padrão para cima. Isso é necessário para garantir uma carga completa das baterias. Essa margem destina-se a compensar as perdas no sistema e leva em consideração a operação do módulo em condições reais quando a insolação solar não é igual a 1000 W / sq. m, a temperatura não corresponde a 25 graus Celsius.

Paramos em 12, 24, 48 Volts. Não faz mais sentido escolher outras quantidades pelo motivo de que será mais difícil encontrar, se necessário, um dispositivo com voltagem diferente. Por que criar deliberadamente dificuldades para si mesmo.

Também deve-se levar em consideração o momento em que alguns módulos são projetados para tensões fora do padrão e projetados para funcionar com inversores de rede. Por esse motivo, eles não podem nos interessar.

Em geral, o principal princípio de construir qualquer sistema deve ser - sempre que possível, evitar o uso de dispositivos exclusivos. Unidades e dispositivos devem ser padrão e o mais acessível possível. Somente nesse caso você garantirá a disponibilidade contínua do seu sistema.

Poder e corrente

Obviamente, você obtém a potência total desses módulos cuja tensão corresponde à selecionada anteriormente para o sistema. Eu acho que eles não devem ser lembrados de que devem ter as mesmas características.

Ao conectá-los em paralelo, se a tensão de cada um deles for igual à selecionada, ou em série, no caso em que a tensão de cada um deles for menor que a selecionada. Bem, em série e paralelo, para fornecer a potência total, garantindo a tensão do sistema selecionada. Quem perdeu o artigo "O esquema de conectar painéis solares"Eu recomendo a leitura.

Depois de ter decidido o número de módulos e seu esquema de conexão, você pode escolher o controlador de carregamento com base na corrente resultante, porque a tensão do sistema já está selecionada.

Dimensões e peso

Lembrando a verdade de que cada conexão elétrica adicional no sistema aumenta a probabilidade de falha (quebra), entendemos que um único módulo correspondente à energia e tensão necessárias seria uma opção ideal para nós. Nem conexões extras para você, nem fios extras para você.

Mas entendemos que isso é impossível. E, em geral, não é necessário. Não é necessário apenas porque, neste caso, estamos privando nosso sistema de flexibilidade, e a manutenção também sofrerá. Não estou falando de peso, que desempenhará um papel importante durante a instalação.

Será muito mais difícil construir o sistema, alterar a voltagem do sistema, se isso for subitamente necessário. Repare o módulo, afinal. Mais uma vez, vento alto. Isso também não deve ser descartado, pois você montará os módulos em uma superfície aberta a todos os ventos.

No entanto, sem esquecer a verdade mencionada acima, devemos prestar atenção às dimensões dos módulos do ponto de vista da instalação (nem todos os tamanhos permitirão a instalação sem mecanismos de elevação), deitado no telhado (sem sombreamento durante o dia).

Por outro lado, pequeno demais para triturar dimensões - custará mais.

Desenho

O design também desempenha um papel importante em termos de características operacionais e do ponto de vista financeiro. Os módulos sem moldura, por exemplo, custarão menos, mas você só poderá usá-los se tiver a oportunidade de executar a instalação de forma a garantir a operação normal sem quadros.

Ou você tem a oportunidade de criar seu próprio quadro e isso custará menos. Somente a questão da vedação do módulo deve ser levada em consideração, pois o contato do ar ocorre quando o ar e a umidade entram. Isso reduz significativamente sua vida útil.

Coisas como vidro. Eles são diferentes e o preço também depende disso. O vidro convencional leva a perdas de até 15% devido à reflexão. Óculos que podem suportar cargas de choque podem ser supérfluos, mas faz sentido considerar óculos com um alto grau de transparência.

Continuação do artigo:Escolhendo um inversor e calculando a bateria para uma estação de energia solar doméstica

Boris Tsupilo