Nel nostro tempo moderno, si stanno attivamente sviluppando varie tecnologie che forniscono il massimo comfort nell'attività umana. In particolare, vale la pena notare che lo sviluppo delle fonti energetiche alternative è in pieno svolgimento. Un esempio lampante di questo sono i pannelli solari, che ora possono essere installati sul tetto della propria casa. E chiunque può comprarli. Ciò è particolarmente vero nei casi in cui la casa si trova lontano dalle linee elettriche. Ma per sentire tutti i vantaggi e i vantaggi di una tale soluzione, è necessario il corretto calcolo dei pannelli solari.
Informazioni generali
L'effetto fotoelettrico è un fenomeno fisico che fu scoperto nel 1887 e divenne la base per lo sviluppo di pannelli solari per generare elettricità. Sotto l'influenza della luce (fotoni) o di qualsiasi altra radiazione elettromagnetica, l'energia di queste particelle viene trasferita agli elettroni della sostanza. In altre parole, con l'aiuto del solericevere elettricità.
Dopo la scoperta di questo fenomeno fisico, è diventato necessario controllarlo. A tale scopo sono state create fotocellule, dispositivi elettronici speciali di dimensioni compatte. Includono materiali semiconduttori.
In condizioni di produzione industriale, è diventato possibile combinare trasduttori microscopici in pannelli massicci ed efficienti. Molte aziende moderne producono progetti modulari in silicio in grandi volumi. La loro efficienza è di circa il 18-22%.
La batteria solare include diversi moduli simili attraverso i quali i fotoni della luce solare entrano nel circuito elettrico sotto forma di corrente continua. Quindi entrano nei dispositivi di archiviazione o vengono convertiti in una carica di corrente alternata (220 volt). L'energia elettrica risultante consente il funzionamento degli elettrodomestici.
Caratteristiche del calcolo dei pannelli solari per la casa
Questa operazione si riduce, prima di tutto, alla determinazione del loro potere. E per questo è necessario sapere quale carico di energia cadrà sull'intera struttura. In altre parole, quanti kilowatt di energia verranno consumati mensilmente.
Queste letture possono essere determinate osservando il contatore elettrico. E se il valore è entro 100 kW, allora i pannelli dovrebbero essere acquistati esattamente quelli in grado di generare una tale quantità di energia.
Vale anche la pena considerare che il lavoro del solarebatterie in modalità piena è possibile solo alla luce del giorno. Un problema completo sarà solo quando il cielo sarà sereno. Quando l'angolo di incidenza dei raggi solari cambia, così come l'aspetto delle nuvole all'orizzonte, la potenza diminuirà del 20%. Lo stesso accadrà con tempo nuvoloso. Tutto questo non va dimenticato.
Cioè, nel processo di calcolo dei pannelli solari per una casa privata, dovresti prendere il periodo di tempo in cui funzionano a pieno regime. Di norma, si tratta di 7 ore, il periodo dalle 9:00 alle 16:00. Allo stesso tempo, nella stagione estiva, i pannelli possono funzionare dall'alba al tramonto. Ma in passato, la percentuale di capacità lavorativa sarà solo dell'ordine del 20-30%. Durante le ore di cui sopra, puoi ottenere il restante 70%.
Potenza
Come abbiamo già capito, il fattore fondamentale da considerare nel calcolo dei pannelli solari è il carico energetico. Dopotutto, le prestazioni delle batterie dipendono in gran parte dalla quantità di elettricità richiesta per fornire una casa:
- La creazione di una stazione a tutti gli effetti richiede l'uso di pannelli potenti - da 150 a 250 watt.
- Per mantenere le prestazioni della sola illuminazione di campagna, puoi cavartela con batterie a basso consumo - non più di 50 W, il che è sufficiente.
Come fare questi calcoli?
Consumo energetico di base
Prima di calcolare la batteria solare e la batteria, è necessario determinare la potenza totale di tutti i consumatori di corrente elettrica utilizzati. A tal fine, il consumo energetico di ciascuna unità (elettrodomestici, lampadine, ecc.) viene moltiplicato per il numero di ore di utilizzo indurante il giorno.
Dopodiché, somma tutti i dati ricevuti. Il risultato è il tasso di consumo di elettricità al giorno (in kilowattora). Questo è quanto dovrebbero produrre i pannelli solari e questo è il valore minimo. I calcoli successivi riguardanti il numero di pannelli, il loro costo e altri parametri dipenderanno da questi dati.
Tuttavia, l'intero sistema non è composto solo da pannelli solari, qui sono inclusi anche altri componenti:
- inverter;
- batterie;
- regolatori di carica.
Nel calcolare la potenza dei pannelli solari per una casa, neanche questo dovrebbe essere scontato! Nelle batterie, c'è una diminuzione dell'energia - fino al 20%. A questo proposito, in ulteriori calcoli, il valore base ottenuto dovrà essere incrementato di tale importo.
Consumatori di elettricità
In ogni casa puoi trovare alcuni degli elettrodomestici più necessari. La seguente tecnica funzionerà sempre a determinate ore:
- frigorifero;
- TV;
- computer;
- lavatrice;
- caldaia;
- ferro;
- forno a microonde (tuttavia, non tutti ne hanno uno).
Ci sono anche altri dispositivi, in assenza dei quali la vita perde il livello di comfort desiderato. Inoltre, un certo numero di lampadine, che può arrivare fino a cento, si accendono ogni giorno sul territorio degli immobili privati.
La tabella seguente mostraalimentazione degli apparecchi elettrici utilizzati più spesso.
| Elettrodomestico | Potenza nominale (W) | Durata approssimativa del lavoro per un giorno (ore) | Consumo giornaliero (kWh) |
| Microonde | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Lavatrice | 500 | 6 | 3 |
| Frigorifero | 500 | 3 | 1, 5 |
| Lampadine | 200 | Circa 10 | 2 |
| Ferro | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Notebook | 100 | 5 | 0, 5 |
| Caldaia da 150 litri | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controller | 5 | 24 | 0, 1 |
| Invertitore | 20 | 24 | 0, 5 |
Con questa tabella è conveniente effettuare un semplicecalcolo matematico dei pannelli solari. In questo particolare esempio, il valore del consumo giornaliero è di 18,9 kWh. Solo questo senza tener conto di ciò che di solito non usiamo tutti i giorni: un bollitore elettrico, un asciugacapelli, una pompa, un robot da cucina, ecc. Quindi, in media, si possono ottenere (almeno) fino a 25 kWh.
Il punto importante è l'insolazione
Prima di iniziare a contare il numero di pannelli solari, dovresti prendere in considerazione una cosa come l'insolazione. In parole povere, questo termine dovrebbe essere inteso come la quantità di energia solare che cade per unità di superficie. Questo è un parametro molto importante, senza il quale è impossibile determinare esattamente quanti pannelli si devono acquistare.
Dopotutto, anche se non c'è abbastanza luce solare, non importa quanto sia produttiva la batteria, non sarà in grado di produrre la potenza necessaria. Pertanto, è necessario comprendere l'importanza di questo parametro nel calcolo dei pannelli solari. Dopotutto, il livello richiesto di fornitura di energia dipenderà da questo.
Ovviamente, questo parametro è puramente individuale per ogni specifica regione del paese. Ci sono due modi per ottenere queste informazioni necessarie:
- directory specializzate;
- risorse meteorologiche elettroniche.
Come puoi capire, il valore massimo dell'insolazione cadrà nel periodo estivo. I valori minimi sono principalmente nei mesi freddi.
Numero di batterie
Ora puoi iniziare a contare il numero di pannelli. Per questo, il valore trovato del consumo di basel'energia elettrica al giorno deve essere divisa per i dati di insolazione del mese richiesto.
Allo stesso tempo, è importante capire che il calcolo deve essere effettuato su base mensile, poiché i dati possono variare in misura diversa e talvolta significativa. Resta ora da dividere il valore risultante dal calcolo del numero di pannelli solari ancora una volta, solo per il parametro di potenza del pannello selezionato. Questa caratteristica è indicata nel passaporto. Se il risultato è un numero frazionario, viene arrotondato per eccesso a un valore intero e solo per eccesso. Questo sarà il risultato finale.
Ovviamente, maggiore è la performance del pannello, meno ne dovranno essere presi. E qui tutto dipende principalmente dalle dimensioni del budget familiare e dall'area del tetto. Allo stesso tempo, è necessario tenere conto del periodo di funzionamento dell'intero sistema. Infatti, con una diminuzione dell'irraggiamento solare dei pannelli solari, sarà necessario più che in condizioni normali.
Spesa razionale
Pensando al calcolo dei pannelli solari, vale la pena prestare attenzione all'illuminazione. Ma, come già notato, il numero di lampade sul territorio di una casa privata può essere grande - 100 o più. Per questo motivo vale la pena prestare attenzione alle lampadine a risparmio energetico. Di conseguenza, è possibile ottenere risparmi significativi in termini di consumo energetico.
Inoltre, dovresti acquistare elettrodomestici non inferiori alla classe A e anche A +, A ++, A +++. In definitiva, una tale misura ridurrà notevolmente i costi che verranno spesi per l'acquisto del solarepannelli. Inoltre, la maggior parte degli elettrodomestici moderni è progettata per consumare 12 V.
E questo è esattamente quanto sono in grado di produrre i pannelli fotografici, senza l'uso di dispositivi aggiuntivi per convertire la corrente continua in tensione alternata.
Esempio di matematica
Quando si calcola il numero di pannelli solari per una casa, si dovrebbe prendere in considerazione in quale stagione dell'anno l'intero sistema funzionerà in modalità completa. E ancora, tutto qui è dovuto all'insolazione. A seconda del mese, potrebbe essere necessario un numero diverso di pannelli fotografici.
Per una comprensione più chiara, vale la pena fare un esempio specifico:
- Ad esempio, il consumo giornaliero di elettricità in casa sarà di 15 kWh.
- Parametro di irraggiamento - 3 kWh/m2.
- La potenza di un pannello è 300W o 0,3KW.
Calcola il numero richiesto di batterie (indicato dalla lettera N): N=15/3/0, 3=16, 6. Arrotondando il valore risultante a un numero intero, otteniamo il risultato: 17 pannelli.
Tuttavia, in inverno, l'irraggiamento solare diminuisce notevolmente e può raggiungere 1 kWh/m2. In questo caso, avrai bisogno di molte più batterie - fino a 50.
Una serie di sfumature
Da un lato, il rifiuto della dipendenza dell'alimentazione centrale implica alcuni vantaggi. Ma c'è anche l' altro lato della medaglia: una tale misura è irta di alcune sfumature che non dovrebbero essere scontate. E prima di tutto, è necessario capire che il sole non brillerà per tutti i mesi, senza una "pausa" - dopotutto, il luminareanche bisogno di un "riposo".
Per questo motivo, quando si calcolano i pannelli solari, è necessario controllare l'archivio delle condizioni meteorologiche nella regione di residenza per determinare il numero di giorni nuvolosi. Si può notare che almeno 7 giorni in un mese sono un periodo di tempo sfavorevole. Al momento, i pannelli solari non saranno in grado di fornire la quantità necessaria di energia elettrica.
Inoltre, non devi dimenticare l'accorciamento della giornata in autunno e primavera. Di conseguenza, il numero di giorni nuvolosi aumenta. A questo proposito, per ricevere energia solare da marzo a ottobre, è necessario aumentare la matrice dei pannelli fino al 50%, a seconda della regione di residenza.
