Obliczanie elektrowni słonecznej dla domu

Kwestia wytwarzania energii elektrycznej metodami alternatywnymi jest w naszych czasach dość istotna. Jedną z opcji dostarczenia energii elektrycznej do domu jest instalacja elektrowni słonecznej. Tę opcję można wykorzystać jako dodatkowe alternatywne źródło energii elektrycznej lub jako główne, jeśli istnieje zadanie zasilania w domu przy braku możliwości podłączenia do sieci elektrycznych, na przykład ze względu na ich oddalenie.

Pierwszym etapem realizacji tego pomysłu jest obliczenie przyszłości elektrownia słoneczna. W tym artykule podajemy zalecenia, które pomogą poprawnie obliczyć wymaganą moc przyszłej elektrowni słonecznej i poprawnie ocenić możliwość realizacji tego pomysłu w zależności od różnych czynników.

Dane źródłowe

Przede wszystkim należy ustalić, jakie zadania powinna spełniać przyszła elektrownia. Najważniejszą kwestią jest dostępność scentralizowanego zasilacza i jego niezawodność.

Pierwsza opcja

Dom jest podłączony do sieci elektrycznych, ale zasilanie jest zawodne i występuje problem częstych przerw w dostawie prądu. W takim przypadku konieczne jest określenie, jakie zadania powinna wykonać domowa elektrownia słoneczna.

Jeśli przerwy w dostawie prądu są krótkie, zadaniem alternatywnego źródła energii elektrycznej jest dostarczenie energii do najważniejszych urządzeń elektrycznych.

Konieczne jest przeanalizowanie, które urządzenia elektryczne będą używane w okresie przerwy w dostawie prądu oraz zapisanie ich mocy i czasu pracy do dalszych obliczeń.

Druga opcja

Te same dane początkowe, co w pierwszej wersji, ale przerwy w zasilaniu są długie i konieczne jest wdrożenie zapasowego źródła zasilania, dostarczającego wszystkie niezbędne domowe urządzenia elektryczne, które działają codziennie w domu. Rejestrujemy również moc i czas trwania urządzeń elektrycznych.

Trzecia opcja

Dom nie ma połączenia z sieciami elektrycznymi i nie ma możliwości podłączenia z tego czy innego powodu. W takim przypadku elektrownia słoneczna będzie działać jako główne źródło energii elektrycznej dla domu.

Jeśli problem z zasilaniem w domu jest rozwiązany po raz pierwszy, należy zastanowić się, jakie urządzenia elektryczne mają działać w domu i wybrać ich moc, kierując się zasadą oszczędności, to znaczy wybierz moc minimalną, ponieważ koszt elektrowni słonecznej zależy bezpośrednio od jej mocy.

Wdrożenie idei elektrowni słonecznej jest dość kosztowne, dlatego należy bardzo odpowiedzialnie podejść do kwestii obliczania przyszłych obciążeń i rozważyć wszystkie możliwe opcje.

Obliczanie obciążeń urządzeń elektrycznych

Przy obliczaniu obciążeń urządzeń elektrycznych należy osobno rozważyć każde z urządzeń elektrycznych, analizując wszystkie możliwe niuanse jego działania.

Konieczne jest natychmiastowe wyeliminowanie wszystkich urządzeń elektrycznych, których funkcje można realizować w inny sposób, bez użycia prądu.

Podajemy urządzenia elektryczne niepraktyczne do zasilania z elektrowni słonecznej i odpowiadające im alternatywne zamienniki:

• piec elektryczny, czajnik elektryczny, grzejniki elektryczne. Jeśli do gotowania w domu używany jest piec elektryczny, to w przypadku awarii zasilania możesz zbudować piec na paliwo stałe, w którym można gotować jedzenie, podgrzewać wodę, a także używać go do ogrzewania domu. Jako opcję zapasową możesz kupić kuchenkę gazową z cylindrem;

• elektryczny podgrzewacz wody.Alternatywą jest słoneczny podgrzewacz wody lub wdrożenie wody grzewczej z pieca; - studnia z pompą wody. W przypadku awarii zasilania należy zapewnić możliwość ręcznego pobierania wody ze studni. Jeśli nie ma połączenia z siecią elektryczną dla wygody codziennej pracy, można umieścić pompę na liście obciążeń, które będą zasilane przez przyszłą elektrownię;

• grys, młyn i inne urządzenia stosowane w gospodarstwie domowym. W takim przypadku mogą być preferowane urządzenia ręczne.

Osobno należy powiedzieć o oświetleniu domu. Jeśli istnieje scentralizowany zasilacz do codziennego użytku, każdy rodzaj lampy wybierany jest na podstawie osobistych preferencji. W przypadku autonomicznego zasilania należy preferować najbardziej ekonomiczne typy lamp z dostępnego asortymentu - to znaczy LED. Konieczne jest wybranie optymalnej liczby lamp i ich mocy, aby zapewnić pożądany poziom oświetlenia w danym miejscu.

Dom ma urządzenia elektryczne i urządzenia, które mają wielką moc, ale są rzadko używane. Niepraktyczne jest uwzględnianie mocy tych urządzeń elektrycznych podczas projektowania elektrowni słonecznej, ponieważ koszt elektrowni znacznie wzrośnie, ale w zasadzie ta energia nie zostanie wykorzystana. Takie urządzenia obejmują spawarkę, naelektryzowane narzędzie (szlifierka kątowa, młot udarowy, maszyny do obróbki itp.).

W przypadku braku scentralizowanego zasilacza do obsługi takich urządzeń elektrycznych zaleca się zakup generator diesla (benzyny). Obecność generatora w domu ma tę zaletę, że jeśli panele słoneczne nie naładowały akumulatora, wówczas można uzupełnić brak ładunku, włączając generator.

Aby uzyskać większą wydajność, niezawodność i nośność, bardziej wskazane jest wdrożenie autonomicznego zasilania w domu przy użyciu dwóch alternatywnych źródeł - paneli słonecznych i generatorów wiatrowych.

Więcej na ten temat:Generatory wiatrowe lub panele słoneczne, który lepiej wybrać?  

Obecność generatorów wiatrowych pozwala zwiększyć całkowitą moc autonomicznego źródła zasilania i ewentualnie wszystkie urządzenia elektryczne, w tym mocne, mogą być obsługiwane bez potrzeby korzystania z generatora. W każdym razie należy rozważyć opcję połączenia dwóch źródeł alternatywnej energii elektrycznej, bez preferencji tylko jednej z tych opcji.

Szczegółowy przykład obliczania całkowitego zużycia energii elektrycznej i wyboru sprzętu do domowej elektrowni słonecznej znajduje się w artykułach Borisa Tsupilo:

Przykład obliczania paneli słonecznych dla domu

Wybór falownika i obliczanie baterii

Falownik: fala sinusoidalna czy zmodyfikowana fala sinusoidalna?

Jak wybrać kontroler ładowania słonecznego

Schemat połączeń solarnych

Montaż, podłączenie paneli słonecznych i ich instalacja na dachu

Obliczanie wymaganej elektrowni

Drugim ważnym parametrem jest obciążalność elektrowni, to znaczy maksymalna ilość mocy, jaką może wytworzyć elektrownia słoneczna.

Przy obliczaniu obciążeń urządzeń elektrycznych należy przeanalizować, które urządzenia elektryczne będą działać w tym samym czasie i jaka maksymalna moc będzie wymagana do zasilania ich przy szczytowych obciążeniach. W takim przypadku zaleca się rozważenie działania urządzeń elektrycznych w taki sposób, aby nie nastąpiły nagłe zmiany obciążeń.

Konieczne jest również uwzględnienie cech działania niektórych urządzeń elektrycznych. Na przykład należy wziąć pod uwagę prądy rozruchowe sprężarki lodówki i silniki elektryczne różnych urządzeń elektrycznych.

Ograniczenie mocy wyjściowej przez elektrownię ogranicza falownik - urządzenie przetwarzające akumulator prądu stałego na prąd przemienny 220 V.

Przy obliczaniu mocy falownika należy również wziąć pod uwagę charakterystykę akumulatora, który akumuluje energię elektryczną wytwarzaną przez panele słoneczne. W tym przypadku mówimy o maksymalnych dopuszczalnych prądach rozładowania akumulatora.

W celu ochrony falownika elektrowni słonecznej przed przetężeniami, w szczególności przeciążeniami, stosuje się go wyłącznik automatyczny. Aby kontrolować i ograniczać obciążenia, możesz użyć przekaźnika priorytetu obciążenia. Urządzenia gospodarstwa domowego są podzielone na kilka grup zgodnie ze stopniem ważności (priorytet), ustala się limit obciążenia.

Podczas działania urządzeń elektrycznych przekaźnik priorytetu obciążenia będzie monitorował wartość obciążenia w czasie rzeczywistym, a jeśli zostanie przekroczony ustawiony limit, rozłączy część obciążenia o niższym priorytecie, zapobiegając wyzwoleniu wyłącznika i odpowiednio odłączając zasilanie najważniejszych urządzeń elektrycznych.

Obliczanie mocy paneli słonecznych

Elektrownia słoneczna produkuje energię elektryczną tylko w ciągu dnia, jeśli jest wystarczająca moc świetlna. Panele słoneczne muszą mieć taką moc, aby mogły akumulować w akumulatorach taką ilość energii elektrycznej, która zapewni zasilanie wszystkim urządzeniom domowym w ciągu dnia.

Istnieją podręczniki na temat poziomu promieniowania słonecznego i nasłonecznienia dla każdego regionu - zwykle takie dane są dostarczane przez wykonawców paneli słonecznych. Poziom promieniowania słonecznego pokazuje przybliżoną ilość energii elektrycznej wytwarzanej przez panele słoneczne w różnych porach roku. Wskaźnik nasłonecznienia pozwala wziąć pod uwagę możliwe pogarszające się warunki pogodowe i uzyskać dokładniejszą wartość generowanej mocy przez ogniwa słoneczne.

Należy pamiętać, że dane referencyjne mają charakter orientacyjny i nie zawsze odpowiadają rzeczywistym właściwościom paneli słonecznych.

Podczas budowy domowej elektrowni słonecznej należy przewidzieć możliwość zwiększenia jej mocy w przyszłości poprzez podłączenie dodatkowych paneli słonecznych i akumulatorów w celu akumulacji wytworzonej energii elektrycznej.

Jak wspomniano powyżej, konieczne jest przeanalizowanie znaczenia zastosowania innego alternatywnego źródła energii elektrycznej w celu zapewnienia odpowiedniego zaopatrzenia w autonomiczne źródło zasilania w domu, z uwzględnieniem wszystkich możliwych czynników.

Na podstawie mocy paneli słonecznych wybierz kontrolerza pomocą którego wytworzona energia elektryczna jest przekazywana do akumulatora.

Bardzo ważnym kryterium jest dostępność środków na wdrożenie autonomicznego źródła zasilania w domu. Dlatego wybierając niektóre elementy, musisz dostosować swój wybór w oparciu o budżet.