Meie kaasaegsel ajal arenevad aktiivselt mitmesugused tehnoloogiad, mis pakuvad inimtegevuses maksimaalset mugavust. Eelkõige väärib märkimist, et alternatiivsete energiaallikate arendamine on täies hoos. Selle ilmekaks näiteks on päikesepaneelid, mida saab nüüd paigaldada oma kodu katusele. Ja igaüks saab neid osta. See kehtib eriti juhtudel, kui maja asub elektriliinidest kaugel. Kuid selleks, et tunnetada kõiki sellise lahenduse eeliseid ja eeliseid, on vajalik päikesepaneelide korrektne arvutamine.
Üldine teave
Fotoelektriline efekt on füüsikaline nähtus, mis avastati juba 1887. aastal ja millest sai elektrit tootvate päikesepaneelide väljatöötamise aluseks. Valguse (footonite) või mõne muu elektromagnetkiirguse mõjul kandub nende osakeste energia aine elektronidele. Ehk siis päikese abigasaada elektrit.
Pärast selle füüsikalise nähtuse avastamist tekkis vajadus seda kontrollida. Sel eesmärgil loodi fotoelemendid - spetsiaalsed kompaktse suurusega elektroonilised seadmed. Nende hulka kuuluvad pooljuhtmaterjalid.
Tööstuslikes tootmistingimustes on saanud võimalikuks kombineerida mikroskoopilisi andureid massiivseteks ja tõhusateks paneelideks. Paljud kaasaegsed ettevõtted toodavad suures mahus ränist moodulkonstruktsioone. Nende efektiivsus on umbes 18-22%.
Päikesepatarei sisaldab mitmeid sarnaseid mooduleid, mille kaudu päikesevalguse footonid sisenevad alalisvoolu kujul elektriahelasse. Seejärel sisenevad nad salvestusseadmetesse või muundatakse vahelduvvoolu laadimiseks (220 volti). Saadud elektrienergia võimaldab kodumasinatel töötada.
Kodu päikesepaneelide arvutamise omadused
See toiming taandub ennekõike nende võimsuse määramisele. Ja selleks on vaja teada, milline energiakoormus langeb kogu konstruktsioonile. Teisisõnu, mitu kilovatti energiat kuus tarbitakse.
Neid näitu saab määrata elektriarvestit jälgides. Ja kui väärtus jääb 100 kW piiresse, siis tuleks osta just sellised paneelid, mis on võimelised sellisel hulgal energiat tootma.
Arvestada tasub ka sellega, et päikeseenergia tööpatareid täisrežiimil on võimalik ainult päevavalguses. Täielik probleem on alles siis, kui taevas on selge. Kui päikesekiirte langemisnurk muutub, samuti pilvede ilmumine silmapiirile, väheneb võimsus 20%. Sama juhtub ka pilvise ilmaga. Seda kõike ei tohiks unustada.
See tähendab, et eramaja päikesepaneelide arvutamisel peaksite võtma ajaperioodi, mil need töötavad täisvõimsusel. Reeglina on see 7 tundi - periood kella 9-16. Samas saavad paneelid suvehooajal töötada koidikust õhtuhämaruseni. Kuid varem oli töövõime protsent vaid 20-30%. Ül altoodud tundide jooksul saate ülejäänud 70%.
Toide
Nagu oleme juba aru saanud, on päikesepaneelide arvutamisel põhitegur energiakoormus. Lõppude lõpuks sõltub akude jõudlus suuresti kodu tagamiseks vajalikust elektrienergia hulgast:
- Täisväärtusliku jaama loomiseks on vaja kasutada võimsaid paneele – 150–250 vatti.
- Ainult maavalgustuse jõudluse säilitamiseks saate hakkama vähese energiatarbega akudega – mitte rohkem kui 50 W, mis on piisav.
Kuidas selliseid arvutusi teha?
Põhiline energiatarbimine
Enne päikesepatarei ja aku arvutamist on vaja kindlaks määrata kõigi kasutatud elektrivoolutarbijate koguvõimsus. Selleks korrutatakse iga seadme (seadmed, lambipirnid jne) energiatarve selle kasutustundide arvuga.päeva jooksul.
Pärast seda liidage kõik saadud andmed kokku. Tulemuseks on elektritarbimise määr päevas (kilovatt-tundides). Nii palju peaks päikesepaneelid tootma ja see on minimaalne väärtus. Nendest andmetest sõltuvad edasised arvutused paneelide arvu, nende maksumuse ja muude parameetrite kohta.
Kuid kogu süsteem ei koosne ainult päikesepaneelidest, siin on kaasatud ka muud komponendid:
- inverterid;
- patareid;
- laadimiskontrollerid.
Kodu päikesepaneelide võimsuse arvutamisel ei tohiks ka seda allahinnata! Patareides väheneb energia - kuni 20%. Sellega seoses tuleb edasistes arvutustes saadud baasväärtust selle summa võrra suurendada.
Elektritarbijad
Igast kodust leiate hulga kõige vajalikumaid seadmeid. Järgmine tehnika töötab alati teatud kellaaegadel:
- külmik;
- TV;
- arvuti;
- pesumasin;
- boiler;
- raud;
- mikrolaineahi (samas pole kõigil seda).
On ka teisi seadmeid, mille puudumisel kaotab elu soovitud mugavustaseme. Lisaks süttib erakinnistute territooriumil iga päev teatud arv elektripirne, mis võivad ulatuda kuni sajani.
Allpool olev tabel näitabkõige sagedamini kasutatavate elektriseadmete võimsus.
| Kodumasinad | Võimsuse reiting (W) | Ühe päeva orienteeruv töökestus (tundides) | Päevane tarbimine (kWh) |
| Mikrolaineahi | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Pesumasin | 500 | 6 | 3 |
| Külmkapp | 500 | 3 | 1, 5 |
| Lambipirnid | 200 | Umbes 10 | 2 |
| Raud | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Märkmik | 100 | 5 | 0, 5 |
| 150-liitrine boiler | 1, 2 | 5 | 6 |
| Juhtseade | 5 | 24 | 0, 1 |
| Inverter | 20 | 24 | 0, 5 |
Selle lauaga on mugav teha lihtsaidpäikesepaneelide matemaatiline arvutus. Selles konkreetses näites on päevane tarbimisväärtus 18,9 kWh. Ainult see on arvestamata seda, mida me tavaliselt iga päev ei kasuta - elektriline veekeetja, föön, pump, köögikombain jne. Seega saab keskmiselt kuni 25 kWh (vähem alt).
Oluline punkt on päikesekiirgus
Enne kui hakkate päikesepaneelide arvu lugema, peaksite arvestama sellise asjaga nagu insolatsioon. Jämed alt öeldes tuleks seda terminit mõista kui pindalaühikule langevat päikeseenergia hulka. See on väga oluline parameeter, ilma milleta on võimatu täpselt kindlaks määrata, kui palju paneele tuleks osta.
Lõppude lõpuks, isegi kui päikesevalgust pole piisav alt, ei suuda aku toota vajalikku energiat, hoolimata sellest, kui tootlik on aku. Seetõttu peate päikesepaneelide arvutamisel mõistma selle parameetri tähtsust. Sellest sõltub ju vajalik energiavarustuse tase.
Muidugi on see parameeter riigi iga konkreetse piirkonna jaoks täiesti individuaalne. Selle vajaliku teabe saamiseks on kaks võimalust:
- spetsialiseerunud kataloogid;
- elektroonilised meteoroloogilised ressursid.
Nagu aru saate, langeb insolatsiooni maksimaalne väärtus suveperioodile. Miinimumväärtused on peamiselt külmadel kuudel.
Patareide arv
Nüüd saate hakata paneelide arvu loendama. Selle jaoks põhitarbimise leitud väärtuselektrienergia päevas tuleb jagada nõutava kuu insolatsiooniandmetega.
Samas on oluline mõista, et arvutus tuleb läbi viia igakuiselt, kuna andmed võivad erineda ja mõnikord ka olulisel määral. Nüüd jääb üle päikesepaneelide arvu arvutamise tulemusena saadud väärtus veel kord jagada ainult valitud paneeli võimsusparameetriga. See omadus on märgitud passis. Kui tulemuseks on murdarv, ümardatakse see täisarvuni ja ainult ülespoole. See on lõpptulemus.
Muidugi, mida suurem on paneeli jõudlus, seda vähem tuleb neid võtta. Ja siin sõltub kõik peamiselt pere eelarve suurusest ja katuse pindalast. Samal ajal on vaja arvestada kogu süsteemi tööperioodiga. Tõepoolest, päikesepaneelide insolatsiooni vähenemisega on vaja rohkem kui tavatingimustes.
Ratsionaalne kulutamine
Päikesepaneelide arvutamisele mõeldes tasub pöörata tähelepanu valgustusele. Kuid nagu juba märgitud, võib eramaja territooriumil lampide arv olla suur - 100 või rohkem. Sel põhjusel tasub tähelepanu pöörata säästupirnidele. Selle tulemusel on võimalik energiatarbimist oluliselt kokku hoida.
Lisaks peaksite ostma kodumasinaid, mis ei ole madalamad kui klassi A ja isegi A +, A ++, A +++. Lõppkokkuvõttes vähendab selline meede oluliselt kulusid, mis kuluvad päikeseenergia ostmiselepaneelid. Lisaks on enamik kaasaegseid seadmeid mõeldud tarbima 12 V.
Ja täpselt nii palju fotopaneelid on võimelised tootma ilma lisaseadmeid kasutamata alalisvoolu vahelduvpingeks muundamiseks.
Matemaatika näide
Maja päikesepaneelide arvu arvutamisel tuleks arvestada, mis aastaajal töötab kogu süsteem täisrežiimil. Ja jällegi on siin kõik tingitud insolatsioonist. Olenev alt kuust võib vaja minna erinevat arvu fotopaneele.
Selgema arusaamise huvides tasub tuua konkreetne näide:
- Näiteks maja päevane elektritarbimine on 15 kWh.
- Isolatsiooniparameeter – 3 kWh/m2.
- Ühe paneeli võimsus on 300W või 0,3KW.
Arvutage vajalik akude arv (tähistatakse tähega N): N=15/3/0, 3=16, 6. Ümardades saadud väärtuse täisarvuni, saame tulemuseks - 17 paneeli.
Samas talvel langeb insolatsioon oluliselt ja võib ulatuda 1 kWh/m2. Sel juhul vajate oluliselt rohkem akusid – kuni 50.
Mitu nüansse
Ühelt poolt tähendab tsentraalse toiteallika sõltuvuse tagasilükkamine teatud eeliseid. Kuid on ka mündi teine külg – selline meede on tulvil mõningaid nüansse, mida ei tohiks allahinnata. Ja kõigepe alt on vaja mõista, et päike ei paista ilma "pausita" kõiki kuid - lõppude lõpuks valgustivajavad ka "puhkamist".
Sel põhjusel peaksite päikesepaneelide arvutamisel kontrollima elukohapiirkonna ilmastikutingimuste arhiivi, et määrata pilviste päevade arv. On näha, et ühes kuus on vähem alt 7 päeva ebasoodsa ilma periood. Praegu ei suuda päikesepaneelid nõutavat kogust elektrienergiat pakkuda.
Lisaks ei tohi unustada ka päevade lühenemist sügisel ja kevadel. Sellest tulenev alt suureneb pilviste päevade arv. Sellega seoses on päikeseenergia saamiseks märtsist oktoobrini vaja suurendada paneelide hulka kuni 50%, olenev alt elukohapiirkonnast.
