Изчисляване на слънчева електроцентрала за дома

Въпросът за производството на електроенергия по алтернативни методи е доста актуален в наше време. Една от възможностите за осигуряване на електричество на къщата е инсталирането на слънчева електроцентрала. Тази опция може да се използва като допълнителен алтернативен източник на електроенергия или като основен, ако има задача за електрозахранване у дома при липса на възможност за свързване към електрически мрежи, например поради отдалечеността им.

Първият етап от реализацията на тази идея е изчисляването на бъдещето слънчева електроцентрала, В тази статия даваме препоръки, които ще помогнат за правилното изчисляване на необходимата мощност на бъдеща слънчева електроцентрала и правилно да оценим възможността за реализиране на тази идея, в зависимост от различни фактори.

Източни данни

На първо място е необходимо да се определи какви задачи трябва да изпълни бъдещата електроцентрала. Най-важният проблем е наличието на централизирано захранване и неговата надеждност.

Първа опция

Къщата е свързана с електрически мрежи, но захранването е ненадеждно и има проблем с чести прекъсвания на електрозахранването. В този случай е необходимо да се определи какви задачи трябва да изпълнява домашната слънчева централа.

Ако прекъсванията на електрозахранването са кратки, задачата на алтернативен източник на електроенергия е да осигури захранване на най-важните електрически уреди.

Необходимо е да се анализира кои електрически уреди ще се експлоатират в периода на прекъсване на електрозахранването и да се запишат тяхната мощност и времето за работа за допълнителни изчисления.

Втори вариант

Същите първоначални данни като в първата версия, но прекъсванията в захранването са дълги и е необходимо да се внедрява резервен източник на захранване, доставяйки всички необходими домакински електрически уреди, които се експлоатират ежедневно в къщата. Записваме също мощността и продължителността на електрическите уреди.

Трети вариант

Къщата няма връзка с електрически мрежи и няма възможност за свързване по една или друга причина. В този случай слънчевата електроцентрала ще действа като основен източник на електроенергия за къщата.

Ако въпросът за електрозахранването у дома се решава за първи път, тогава е необходимо да се помисли над какви електрически уреди се планира да работят в къщата и да избере тяхната мощност, ръководена от принципа на икономия, тоест да изберете минималната мощност, тъй като цената на соларната централа директно зависи от нейната мощност.

Изпълнението на идеята за соларна централа е доста скъпо, така че трябва много отговорно да подходите към въпроса за изчисляване на бъдещите товари и да обмислите всички възможни варианти.

Изчисляване на натоварвания на електрически уреди

При изчисляване на натоварванията на електрическите уреди е необходимо отделно да се разгледа всеки един от електрическите уреди, анализирайки всички възможни нюанси на неговата работа.

Веднага е необходимо да се премахнат всички електрически уреди, чиито функции могат да бъдат изпълнени по друг начин, без използването на електричество.

Ние изброяваме електрически уреди, които са непрактични за захранване от слънчева електроцентрала и съответната алтернативна подмяна:

• електрическа пещ, електрическа кана, електрически нагреватели. Ако за готвене в къщата се използва електрическа пещ, тогава в случай на прекъсване на електрозахранването можете да изградите пещ за твърдо гориво, където можете да готвите храна, топлинна вода, а също и да я използвате за отопление на къщата. Като резервна опция можете да закупите газова печка с цилиндър;

• електрически бойлер.Алтернатива е слънчевият бойлер или прилагането на отоплителна вода от пещ; - кладенец с водна помпа. В случай на прекъсване на електрозахранването трябва да се предвиди възможност за ръчно поемане на вода от кладенеца. Ако няма връзка с електропреносната мрежа за удобство на ежедневната работа, можете да включите помпата в списъка с товари, които ще бъдат захранвани от бъдещата електроцентрала;

• песъчинки, мелница и други устройства, използвани в домакинството. В този случай може да се предпочитат ръчни устройства.

Отделно трябва да се каже и за осветлението на къщата. Ако има централизирано захранване за ежедневна употреба, всеки тип лампа се избира въз основа на личните предпочитания. А за автономно захранване е необходимо да се даде предпочитание на най-икономичните видове лампи от наличния асортимент - т.е. LED, Необходимо е да се избере оптималният брой лампи и тяхната мощност, за да се осигури желаното ниво на осветеност на определено място.

Къщата разполага с електрически уреди и устройства, които имат голяма мощност, но рядко се използват. Непрактично е да се взема предвид мощността на тези електрически уреди при проектирането на соларна електроцентрала, тъй като цената на електроцентралата ще се увеличи значително, но в общи линии тази мощност няма да се използва. Такива устройства включват заваръчна машина, електрифициран инструмент (ъглошлайф, въртящ се чук, машини за обработка и др.).

При липса на централизирано захранване за работата на такива електрически уреди е препоръчително да се закупи дизелов (бензинов) генератор, Наличието на генератор в къщата дава предимството, че ако слънчевите панели не са заредили батерията, тогава можете да попълните липсата на заряд, като включите генератора.

За по-голяма ефективност, надеждност и носеща способност е по-препоръчително да се прилага автономно захранване у дома, като се използват два алтернативни източника - слънчеви панели и вятърни генератори.

Още по темата:Вятърни генератори или слънчеви панели, кое е по-добре да изберете?  

Наличието на ветрогенератори ви позволява да увеличите общата мощност на автономно захранване и, вероятно, всички електрически уреди, включително мощни, могат да се работят без нужда от генератор. Във всеки случай е необходимо да се разгледа възможността за комбиниране на два източника на алтернативно електричество, без да се дава предпочитание само на един от вариантите.

За подробен пример за изчисляване на общото потребление на електроенергия и избор на оборудване за домашна слънчева електроцентрала вижте статиите на Борис Цупило:

Пример за изчисляване на слънчеви панели за дом

Избор на инвертор и изчисляване на батерията

Инвертор: синусова вълна или модифицирана синусоида?

Как да изберем слънчев контролер за зареждане

Слънчева схема за свързване

Монтаж, свързване на слънчеви панели и монтирането им на покрива

Изчисляване на необходимата мощност на електроцентрала

Вторият важен параметър е товароносимостта на електроцентралата, тоест максималното количество мощност, което може да произведе соларна централа.

При изчисляване на натоварванията на електрическите уреди е необходимо да се анализира кои електрически уреди ще работят едновременно и каква максимална мощност ще е необходима, за да ги захранва при пикови натоварвания. В този случай е препоръчително да се обмисли работата на електрическите уреди, така че да няма резки промени в натоварванията.

Необходимо е също така да се вземат предвид особеностите на работата на някои електрически уреди. Например, необходимо е да се вземат предвид стартовите токове на компресора на хладилника и двигателите на различни електрически уреди.

Ограничението на мощността на електроцентралата е ограничено инвертор - устройство, което преобразува батерия с постоянен ток в променлив ток 220 V.

При изчисляване на мощността на инвертора трябва да се вземат предвид и характеристиките на батерията, която акумулира електроенергията, генерирана от соларни панели. В този случай говорим за максимално допустимите токове на разреждане на батерията.

За да се предпази инвертора на слънчевата електроцентрала от претоварвания, по-специално от претоварвания, се използва прекъсвач, За да контролирате и ограничите товара, можете да използвате релето за приоритет на натоварването. Домакинските уреди се разделят на няколко групи според степента на важност (приоритет), определя се ограничението за натоварване.

По време на работа на електрически уреди релето за приоритет на натоварването ще следи стойността на натоварването в реално време и ако зададената граница е надвишена, ще изключи част от товара с по-нисък приоритет, предотвратявайки изключването на прекъсвача и съответно дезактивиране на най-важните електрически уреди.

Изчисляване на мощността на слънчевите панели

Слънчевата централа произвежда електрическа енергия само през дневните часове, ако има достатъчно светлинна мощност. Слънчевите панели трябва да имат такава мощност, че да могат да акумулират в батериите такова количество електрическа енергия, което да осигурява захранване на всички домакински електрически уреди през деня.

Има справочници за нивото на слънчевата радиация и слънчевата инсолация за всеки регион - обикновено такива данни се предоставят от реализатори на слънчеви панели. Нивото на слънчевата радиация показва приблизителното количество електроенергия, генерирана от слънчеви панели през различните периоди на годината. Индексът на слънчевата инсулация ви позволява да вземете предвид възможните влошаващи се метеорологични условия и да получите по-точна стойност на генерираната мощност от слънчевите клетки.

Моля, обърнете внимание, че референтните данни са ориентировъчни и не винаги съответстват на действителните характеристики на слънчевите панели.

При изграждането на домашна слънчева електроцентрала е необходимо да се предвиди възможността за увеличаване на нейния капацитет в бъдеще чрез свързване на допълнителни слънчеви панели и батерии за акумулиране на генерираната електроенергия.

Както бе споменато по-горе, е необходимо да се анализира релевантността на използването на друг алтернативен източник на електроенергия, за да се осигури адекватно снабдяване с автономно захранване у дома, като се вземат предвид всички възможни фактори.

Изберете въз основа на мощността на слънчевите панели контролерас помощта на която генерираното електричество се предава на батерията.

Много важен критерий е наличието на средства за внедряване на автономен източник на електрозахранване у дома. Ето защо, когато избирате определени елементи, трябва да коригирате избора си въз основа на бюджета си.