En els nostres temps moderns, s'estan desenvolupant activament diverses tecnologies que proporcionen el màxim confort en l'activitat humana. En particular, val la pena assenyalar que el desenvolupament de fonts d'energia alternatives està en ple apogeu. Un exemple sorprenent d'això són les plaques solars, que ara es poden instal·lar al terrat de casa teva. I qualsevol pot comprar-los. Això és especialment cert en els casos en què la casa es troba lluny de les línies elèctriques. Però per sentir tots els beneficis i beneficis d'aquesta solució, és necessari el càlcul correcte dels panells solars.
Informació general
L'efecte fotoelèctric és un fenomen físic que es va descobrir l'any 1887 i es va convertir en la base per al desenvolupament de plaques solars per generar electricitat. Sota la influència de la llum (fotons) o qualsevol altra radiació electromagnètica, l'energia d'aquestes partícules es transfereix als electrons de la substància. En altres paraules, amb l'ajuda del solrep electricitat.
Després del descobriment d'aquest fenomen físic, es va fer necessari controlar-lo. Amb aquesta finalitat, es van crear fotocèl·lules, dispositius electrònics especials de mida compacta. Inclouen materials semiconductors.
En condicions de producció industrial, s'ha fet possible combinar transductors microscòpics en panells massius i eficients. Moltes empreses modernes produeixen dissenys modulars de silici en gran volum. La seva eficiència és d'un 18-22%.
La bateria solar inclou diversos mòduls similars a través dels quals els fotons de la llum solar entren al circuit elèctric en forma de corrent continu. Després entren als dispositius d'emmagatzematge o es converteixen en una càrrega de corrent altern (220 volts). L'energia elèctrica resultant permet que els electrodomèstics funcionin.
Característiques del càlcul de plaques solars per a la llar
Aquesta operació es redueix, en primer lloc, a determinar el seu poder. I per a això cal saber quina càrrega energètica caurà sobre tota l'estructura. En altres paraules, quants quilowatts d'energia es consumiran mensualment.
Aquestes lectures es poden determinar observant el comptador elèctric. I si el valor és de 100 kW, els panells s'han de comprar exactament aquells que siguin capaços de generar aquesta quantitat d'energia.
També val la pena tenir en compte que el treball solarles bateries en mode complet només és possible a la llum del dia. Un problema complet només serà quan el cel estigui clar. Quan canvia l'angle d'incidència dels raigs solars, així com l'aparició de núvols a l'horitzó, la potència disminuirà un 20%. El mateix passarà amb temps ennuvolat. Tot això no s'ha d'oblidar.
És a dir, en el procés de càlcul de plaques solars per a una casa particular, hauríeu de prendre el període de temps en què funcionen a ple rendiment. Com a regla general, això és de 7 hores, el període de 9 a 16 hores. Al mateix temps, a la temporada d'estiu, els panells poden funcionar des de l'alba fins al capvespre. Però en el passat, el percentatge de la capacitat de treball serà només de la regió del 20-30%. Durant les hores anteriors, podeu obtenir el 70%.
Poder
Com ja hem entès, el factor fonamental a tenir en compte a l'hora de calcular les plaques solars és la càrrega energètica. Després de tot, el rendiment de les bateries depèn en gran mesura de la quantitat d'electricitat necessària per proporcionar una llar:
- La creació d'una estació completa requereix l'ús de panells potents, de 150 a 250 watts.
- Per mantenir el rendiment només de la il·luminació del país, pots sobreviure amb bateries de baix consum, no més de 50 W, que n'hi ha prou.
Com fer aquests càlculs?
Consum d'energia bàsica
Abans de calcular la bateria solar i la bateria, cal determinar la potència total de tots els consumidors de corrent elèctric utilitzats. Amb aquesta finalitat, el consum energètic de cada unitat (electrodomèstics, bombetes, etc.) es multiplica pel nombre d'hores d'ús endurant el dia.
Després d'això, sumeu totes les dades rebudes. El resultat és la taxa de consum d'electricitat per dia (en quilowatts-hora). Aquesta és la quantitat que haurien de produir les plaques solars, i aquest és el valor mínim. Els càlculs posteriors sobre el nombre de panells, el seu cost i altres paràmetres dependran d'aquestes dades.
No obstant això, tot el sistema no només està format per plaques solars, sinó que s'inclouen altres components aquí:
- inversors;
- bateries;
- controladors de càrrega.
A l'hora de calcular la potència de les plaques solars per a una llar, això tampoc s'ha de descomptar! A les bateries, hi ha una disminució de l'energia, fins a un 20%. En aquest sentit, en càlculs posteriors, el valor base obtingut s'ha d'augmentar en aquesta quantitat.
Consumidors d'electricitat
A cada llar pots trobar una sèrie dels electrodomèstics més necessaris. La tècnica següent sempre funcionarà a determinades hores:
- nevera;
- TV;
- ordinador;
- rentadora;
- caldera;
- ferro;
- forn de microones (no obstant això, no tothom en té).
També hi ha altres dispositius, en absència dels quals la vida perd el nivell de confort desitjat. A més, un cert nombre de bombetes, que poden arribar fins a un centenar, s'il·luminen al territori dels béns immobles privats cada dia.
La taula següent mostrapotència dels aparells elèctrics que s'utilitzen amb més freqüència.
| Electrodomèstic | Potència nominal (W) | Durada aproximada del treball durant un dia (hores) | Consum diari (kWh) |
| Microones | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Rentadora | 500 | 6 | 3 |
| Nevera | 500 | 3 | 1, 5 |
| Bombetes | 200 | Uns 10 | 2 |
| Planxa | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Quadern | 100 | 5 | 0, 5 |
| caldera de 150 litres | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controlador | 5 | 24 | 0, 1 |
| Inversor | 20 | 24 | 0, 5 |
Amb aquesta taula és convenient dur a terme un senzillcàlcul matemàtic de plaques solars. En aquest exemple concret, el valor de consum diari és de 18,9 kWh. Només això sense tenir en compte allò que normalment no fem servir cada dia: bullidor elèctric, assecador de cabells, bomba, robot de cuina, etc. Així, de mitjana, es poden obtenir fins a 25 kWh (almenys).
El punt important és la insolació
Abans de començar a comptar el nombre de plaques solars, hauríeu de tenir en compte una cosa com la insolació. A grans trets, aquest terme s'ha d'entendre com la quantitat d'energia solar que cau per unitat de superfície. Aquest és un paràmetre molt important, sense el qual és impossible determinar exactament quants panells s'han de comprar.
Després de tot, encara que no hi hagi prou llum solar, per molt productiva que sigui la bateria, no podrà produir l'energia necessària. Per tant, cal entendre la importància d'aquest paràmetre a l'hora de calcular les plaques solars. Al cap i a la fi, el nivell de subministrament d'energia requerit dependrà d'això.
Per descomptat, aquest paràmetre és purament individual per a cada regió específica del país. Hi ha dues maneres d'obtenir aquesta informació necessària:
- directoris especialitzats;
- recursos meteorològics electrònics.
Com podeu entendre, el valor màxim de la insolació caurà en el període estival. Els valors mínims es troben principalment en els mesos de fred.
Nombre de piles
Ara podeu començar a comptar el nombre de panells. Per a això, el valor trobat del consum bàsicL'energia elèctrica diària s'ha de dividir per les dades d'insolació del mes requerit.
Al mateix temps, és important entendre que el càlcul s'ha de fer mensualment, ja que les dades poden variar de manera diferent i de vegades significativa. Ara queda dividir el valor resultant com a resultat del càlcul del nombre de plaques solars una vegada més, només pel paràmetre de potència del panell seleccionat. Aquesta característica està indicada al passaport. Si el resultat és un nombre fraccionari, s'arrodoneix a un valor enter i només cap amunt. Aquest serà el resultat final.
Per descomptat, com més gran sigui el rendiment del panell, menys caldrà agafar-ne. I aquí tot depèn principalment de la mida del pressupost familiar i de l'àrea del sostre. Al mateix temps, cal tenir en compte el període de funcionament de tot el sistema. De fet, amb una disminució de la insolació dels panells solars, caldrà més que en condicions normals.
Despesa racional
Pensant en el càlcul de plaques solars, val la pena parar atenció a la il·luminació. Però, com ja s'ha assenyalat, el nombre de llums al territori d'una casa privada pot ser gran: 100 o més. Per aquest motiu, val la pena parar atenció a les bombetes d'estalvi d'energia. Com a resultat, es poden aconseguir estalvis importants en termes de consum d'energia.
A més, hauríeu de comprar electrodomèstics no inferiors a la classe A i fins i tot A +, A ++, A +++. En definitiva, aquesta mesura reduirà significativament els costos que es gastaran en la compra d'energia solarpanells. A més, la majoria dels electrodomèstics moderns estan dissenyats només per consumir 12 V.
I això és exactament la quantitat que els panells fotogràfics són capaços de produir, sense l'ús de dispositius addicionals per convertir el corrent continu en voltatge alterna.
Exemple de matemàtiques
A l'hora de calcular el nombre de plaques solars per a una casa, cal tenir en compte quina estació de l'any funcionarà tot el sistema en mode complet. I de nou, tot aquí es deu a la insolació. Depenent del mes, és possible que sigui necessari un nombre diferent de panells fotogràfics.
Per a una comprensió més clara, val la pena posar un exemple concret:
- Per exemple, el consum diari d'electricitat a la casa serà de 15 kWh.
- Paràmetre d'insolació - 3 kWh/m2.
- La potència d'un panell és de 300 W o 0,3 kW.
Calculeu el nombre necessari de piles (indicat per la lletra N): N=15/3/0, 3=16, 6. Arrodonint el valor resultant fins a un nombre enter, obtenim el resultat: 17 panells.
No obstant això, a l'hivern, la insolació baixa significativament i pot arribar a 1 kWh/m2. En aquest cas, necessitareu molt més piles, fins a 50.
Uns quants matisos
D'una banda, el rebuig de la dependència de la font d'alimentació central implica certs avantatges. Però també hi ha l' altra cara de la moneda: aquesta mesura està plena d'alguns matisos que no s'han de descomptar. I en primer lloc, cal entendre que el sol no brillarà durant tots els mesos, sense "pausa"; després de tot, la lluminàriatambé necessiteu "descansar".
Per aquest motiu, a l'hora de calcular plaques solars, hauríeu de consultar l'arxiu de condicions meteorològiques de la regió de residència per determinar el nombre de dies ennuvolats. Es pot veure que almenys 7 dies en un mes és un període de temps desfavorable. En aquest moment, els panells solars no podran proporcionar la quantitat d'energia elèctrica necessària.
A més, no t'has d'oblidar de l'escurçament del dia a la tardor i la primavera. En conseqüència, augmenta el nombre de dies ennuvolats. En aquest sentit, per rebre energia solar de març a octubre, cal augmentar la gamma de plaques fins a un 50%, depenent de la regió de residència.
