Ein Beispiel für die Berechnung von Sonnenkollektoren für ein Haus

Ob wir uns selbst gestehen oder nicht, dies ändert nichts an der Essenz. Sehr oft vernachlässigen wir Projekte oder Berechnungen, wenn wir beginnen, unsere ernsthaften, insbesondere weniger ernsthaften Pläne umzusetzen. Dies führt in der Regel nicht zu den erwarteten Ergebnissen, oder die Gesamtzeit- oder Materialkosten werden überhaupt nicht erwartet. Natürlich muss alles berücksichtigt werden. Es ist unwahrscheinlich, dass jemand anderer Meinung ist.

Bei Solarmodulen ist lediglich die Berechnung ihrer Leistung erforderlich, da die geringste Abweichung in eine beliebige Richtung zu einer Änderung der Materialkosten um eine Größenordnung führt.

Das Berechnungsverfahren bietet noch einen weiteren unbestreitbaren Vorteil: Es entsteht ein bewusstes und klares Verständnis des Betriebsablaufs des zukünftigen Solarkraftwerks. Nur wer in seinem Haus ein autonomes Stromversorgungssystem betrieben hat, wird vollständig verstehen, was dies bedeutet.

Und dieses Verständnis beruht auf einer Sache: Wie kann man jede Watt * Stunde Energie sparen? In einem Haus, dessen Strom von einem autonomen System geliefert wird, sehen Sie keine Leuchtlampen ohne die Notwendigkeit, wie dies bei herkömmlichen Stromversorgungen häufig der Fall ist.

Bei der Verwendung eines Solarkraftwerks können in Ihrem Haus Geräte wie Bewegungssensoren, Zeitgeber für die automatische Lichtsteuerung, ein Fotorelais zur Steuerung der Außenbeleuchtung usw. erscheinen. Dies wird wieder normal.

Seien Sie nicht überrascht, dass ich diesem Thema so viel Zeit widme. Es sollte wirklich bekannt und verstanden sein. Jemand wird die Notwendigkeit, jede Wattstunde zu kontrollieren, auf Mängel zurückführen, ich werde ihm nicht zustimmen.

Erinnern wir uns zunächst an diejenigen, die einfach keine anderen Optionen für die Stromversorgung haben. Zweitens, als diese robuste Wirtschaft plötzlich zum Nachteil wurde! Sie müssen zugeben, dass es verschwenderisch wäre, offensichtlich mehr Geld in das Stromversorgungssystem zu „fließen“, nur um unkontrolliert Energie zu verschwenden.

Der Beginn der Berechnung eines Solarkraftwerks besteht darin, die Gesamtverbrauchslast Ihres Hauses zu berechnen. Es gibt viele Beispiele für solche Berechnungen in unterschiedlichen Interpretationen, sowohl mit einem beschreibenden Teil als auch online. In diesem Fall lohnt es sich nicht, etwas Neues zu erfinden. Zuerst wird das Ziel festgelegt, dann werden Wege gesucht, um es zu erreichen. Auch hier: Zuerst werden die Bedürfnisse geklärt und dann die technischen und materiellen Möglichkeiten zur Befriedigung berechnet.

Berechnung der Gesamtverbrauchslast

Dies ist der erste Schritt in der Berechnung. Es beginnt mit der Tatsache, dass Sie ein leeres Blatt Papier nehmen und darauf eine Liste aller Instrumente und Geräte erstellen, von denen Sie annehmen, dass sie im Haus verwendet werden. Erstellen Sie diese Liste zunächst, ohne sich mit ihrer quantitativen und qualitativen Zusammensetzung zu befassen. In der ersten Phase der Berechnung ist es schwierig zu entscheiden, ob es ratsam ist, dieses oder jenes Gerät in der Liste zu belassen, wenn Sie dies nicht tun mussten. Wir werden hinzufügen, löschen oder ersetzen, wenn die Reihenfolge der Materialkosten klar ist.

Schreiben Sie in der Zwischenzeit:

• Energiesparlampe

• Fernsehgerät

• Elektrische Pumpe

• Eisen

• Laptop

• Kühlschrank

• Wasserkocher

• Waschmaschine

• Mikrowelle

• Staubsauger

Der nächste Schritt besteht darin, den Stromverbrauch der einzelnen Geräte zu ermitteln. Dies können Sie den Pässen für die Geräte entnehmen oder den Tags auf den Geräten selbst entnehmen, auf denen deren Eigenschaften einschließlich des Stromverbrauchs angegeben sind. Im Extremfall, wenn keine Pässe und Tags vorhanden sind, können Sie die erforderlichen Informationen von den Verkaufsleitern in den Geschäften erhalten. Und schließlich haben Sie das Internet zur Hand und können über Suchmaschinen nach diesen Daten suchen.

Ich habe ungefähre Zahlen angegeben, nur um die Reihenfolge der Aktionen anzuzeigen:

Wenn Sie auf die ersten beiden Positionen geachtet haben, habe ich, wie Sie sehen, die Lampen mit unterschiedlichem Stromverbrauch aufgeteilt. Es sind keine kleinen und selten besuchten Räume erforderlich, um die Lampen wie in Wohnräumen zu platzieren. Und da der nächste Schritt darin besteht, die Gesamtbetriebszeit dieser Geräte während des Tages einzustellen, macht es keinen Sinn, diese Lampen in einer Position zu kombinieren.

Wir geben die Anzahl und die Gesamtarbeitszeit pro Tag an:

Die Ergebnisse in der letzten Spalte sollten erläutert werden. Wenn Sie beispielsweise den Staubsauger nicht jeden Tag, sondern einmal pro Woche für 2 Stunden verwenden, beträgt die Gesamtzeit pro Monat 2 x 4 = 8 Stunden, d. H. pro Tag 8 Stunden: 30 = 0,3 Stunden. Gleiches gilt für die Pumpe. Wenn Sie Wasser pumpen müssen, nehmen wir an, zweimal pro Woche und dieser Vorgang dauert 2 Stunden, dann 2 x 2 = 4 Stunden, 4 x 4 = 16 Stunden, 16: 30 = 0,6 Stunden. Natürlich abrunden.

Jetzt können wir berechnen, wie viel jedes Gerät pro Tag Strom verbraucht:

Die letzte Stufe der täglichen Verbrauchsberechnung besteht darin, alle Ergebnisse der letzten Spalte hinzuzufügen. Das Ergebnis ist: 7919,8 W * Stunde pro Tag.

Dann kommen wir zur Berechnung der Sonnenkollektoren. Wir haben einen täglichen Verbrauch von 7.919,8 W * Stunde, von dem wir "abstoßen" werden.

Auswahl der Gleichspannung des Systems

Die Wahl der Größe der Spannung des Systems ist zum einen erforderlich, um die Geräte des Systems hinsichtlich ihrer Konsistenz in Bezug auf Spannung, Wechselrichter, Batterieladesteuerung auszuwählen, und zum anderen hängen die Anschlussschemata von Solarmodulen und Batterien von der Größe dieser Spannung ab drittens für weitere Berechnungen von Solarzellen.

Typischerweise wird für autonome Stromversorgungssysteme eines privaten Wohngebäudes entweder 12 V oder 24 V ausgewählt. Es sei denn, das Stromversorgungssystem ist natürlich nicht zu leistungsfähig, und dies, seine Leistung, zwingt nicht dazu, auf eine Spannung von 36 V oder beispielsweise 48 V zurückzugreifen, um Ströme in zu reduzieren Ketten und können daher einen Draht mit kleinerem Querschnitt verwenden, d. h. billiger.

In unserem Fall schlage ich vor, die folgende Logik einzuhalten: Wenn Sie nicht vorhaben, das Stromversorgungssystem zu erweitern, sondern davon ausgehen, dass es auf 1000 W oder 2000 W begrenzt ist, reicht es aus, bei 12 V anzuhalten.

Für den Fall, dass Sie es zusätzlich erhöhen und im Winter betreiben möchten, ist es sinnvoller, ein 24-Volt-System zu bauen. Dies ist sinnvoll, da Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt im Betrieb des Stromversorgungssystems höchstwahrscheinlich die Notwendigkeit haben, es durch einen Windgenerator zu ergänzen. Dies ist sehr logisch und bietet dem System das ganze Jahr über unbestreitbare Vorteile während des Betriebs. Wir werden mehr darüber sprechen, wenn wir das Thema Windgeneratoren ansprechen.

Damit Sie die einmal installierten Geräte nicht wechseln müssen, ist es besser, sofort die 24-V-Option zu wählen. Dann passt ein Windgenerator mit 24-V-Ausgang problemlos in Ihr vorhandenes System.

Und so. Angenommen, wir halten bei einer 24-V-Stromversorgungssystemvariante an. Ich treffe diese Wahl in unserem Beispiel, um ein klareres Berechnungsbeispiel zu zeigen. Sie tun natürlich das, was Sie für notwendig halten, basierend auf Ihren Daten, unter Berücksichtigung der oben genannten Punkte.

Bestimmung der benötigten Energiemenge pro Tag

Um die erforderliche Energiemenge pro Tag zu bestimmen, müssen wir den von uns berechneten täglichen Verbrauchswert berechnen - 7919,8 W * Stunde, geteilt durch die von uns ausgewählte Systemspannung - 24 V. Das Ergebnis dieser Aufteilung ist 330 A * Stunde.

Wir dürfen jedoch nicht vergessen, dass der Wechselrichter selbst einen Teil der Energie für seinen eigenen Bedarf verbraucht. Also müssen wir für ihn die Energiereserve bereitstellen. Basierend darauf multiplizieren wir das Ergebnis mit 330 A * Stunden mit dem Faktor 1,2 und erhalten 396 A * Stunden.

Daher haben wir die tägliche Energiemenge berechnet, die benötigt wird, um unsere Verbraucher mit Strom zu versorgen. Und sie war 396 A * Stunde.

Was Sie bei der Auswahl von Solarmodulen nicht vergessen sollten

Zweifellos sind die elektrischen Eigenschaften von PV-Modulen von größter Bedeutung. Leistung, Spannung, Strom. Man kann aber nur auf Parameter wie Abmessungen, Design, Gewicht usw. achten.

Lassen Sie uns die Eigenschaften und Parameter dieser Geräte in der Reihenfolge auflisten und gleichzeitig feststellen, wie sich der eine oder andere Wert dieser Anzeigen auf den weiteren Betrieb auswirken kann.

Spannung

Wir beginnen natürlich mit Stress. Die Wahl des Batterieladecontrollers, die Wahl der Batteriespannung und dementsprechend die Schaltung ihrer Verbindung hängen von der Wahl der Spannung ab.

Es gibt kein Dogma in dieser Wahl, Sie können jede Spannung wählen. Aber! Das Wichtigste ist, dass es standardisiert wird. Andernfalls werden Sie Schwierigkeiten haben, Geräte wie Laderegler, Wechselrichter und Batterien auszuwählen. Selbst auf der Grundlage einer standardisierten Spannungslinie ist es sinnvoll zu prüfen, welche Spannungen alle erforderlichen Geräte zur Verfügung haben. Dies sind normalerweise 12 Volt, 24 Volt, 48 Volt.

Hier müssen Sie eine kleine Bemerkung machen. Sie haben darauf geachtet, dass die Größe der Spannung, die normalerweise für das Photovoltaikmodul (maximale Leistungsspannung und Leerlaufspannung) durch zwei angegeben wird, vom Standard nach oben abweicht. Dies ist notwendig, um eine vollständige Aufladung der Batterien zu gewährleisten. Diese Marge soll Verluste im System ausgleichen und berücksichtigt den Betrieb des Moduls unter realen Bedingungen, wenn die Sonneneinstrahlung nicht 1000 W / m² beträgt. m entspricht die Temperatur nicht 25 Grad Celsius.

Wir hielten bei 12, 24, 48 Volt an. Es ist nicht mehr sinnvoll, andere Größen zu wählen, da es schwieriger ist, bei Bedarf ein Gerät mit einer anderen Spannung zu finden. Warum absichtlich Schwierigkeiten für sich selbst schaffen.

Es sollte auch berücksichtigt werden, dass einige Module für nicht standardmäßige Spannungen ausgelegt sind und für die Verwendung mit Netzwerkwechselrichtern ausgelegt sind. Aus diesem Grund können sie uns nicht interessieren.

Im Allgemeinen sollte das Hauptprinzip beim Aufbau eines Systems darin bestehen, - wann immer möglich - die Verwendung eindeutiger Geräte zu vermeiden. Einheiten und Geräte sollten Standard und so erschwinglich wie möglich sein. Nur in diesem Fall stellen Sie die kontinuierliche Verfügbarkeit Ihres Systems sicher.

Leistung und Strom

Natürlich erhalten Sie die Gesamtleistung von den Modulen, deren Spannung der zuvor für das System ausgewählten entspricht. Ich denke, dass sie nicht daran erinnert werden sollten, dass sie die gleichen Eigenschaften haben sollten.

Indem Sie sie entweder parallel schalten, wenn die Spannung von jedem von ihnen gleich der ausgewählten ist, oder in Reihe, wenn die Spannung von jedem von ihnen kleiner als die ausgewählte ist. Nun, in Reihe und parallel, um die Gesamtleistung bereitzustellen und gleichzeitig die ausgewählte Systemspannung sicherzustellen. Wer hat den Artikel verpasst? "Das Schema der Verbindung von Sonnenkollektoren"Ich empfehle zu lesen.

Nachdem Sie die Anzahl der Module und die Schaltung ihrer Verbindung festgelegt haben, können Sie den Laderegler basierend auf dem resultierenden Strom auswählen, da die Spannung des Systems bereits ausgewählt ist.

Abmessungen und Gewicht

Wenn wir uns an die Tatsache erinnern, dass jede zusätzliche elektrische Verbindung im System die Ausfallwahrscheinlichkeit (Ausfall) erhöht, verstehen wir, dass ein einzelnes Modul, das der erforderlichen Leistung und Spannung entspricht, eine ideale Option für uns wäre. Weder zusätzliche Verbindungen noch zusätzliche Kabel.

Aber wir verstehen, dass dies unmöglich ist. Und im Großen und Ganzen ist es nicht notwendig. Dies ist nicht nur deshalb notwendig, weil wir in diesem Fall unser System der Flexibilität berauben und auch die Wartbarkeit darunter leiden wird. Ich spreche nicht von Gewicht, das bei der Installation eine wichtige Rolle spielen wird.

Es wird viel schwieriger sein, das System aufzubauen und die Spannung des Systems zu ändern, wenn dies plötzlich benötigt wird. Reparieren Sie das Modul schließlich. Wieder hohe Winde. Dies sollte auch nicht abgezinst werden, da Sie die Module auf einer Oberfläche montieren, die allen Winden ausgesetzt ist.

Um die erwähnte Wahrheit nicht zu vergessen, müssen wir jedoch die Abmessungen der Module unter dem Gesichtspunkt der Installation berücksichtigen (nicht jede Größe ermöglicht die Installation ohne Hebemechanismen) und auf dem Dach liegen (keine Beschattung während der Tageslichtstunden).

Auf der anderen Seite kostet zu klein, um mit Abmessungen zu schleifen - mehr.

Design

Das Design spielt auch eine wichtige Rolle sowohl in Bezug auf die betrieblichen Merkmale als auch aus finanzieller Sicht. Rahmenlose Module kosten beispielsweise weniger, können jedoch nur verwendet werden, wenn Sie die Möglichkeit haben, die Installation so durchzuführen, dass ihr normaler Betrieb ohne Frames gewährleistet ist.

Oder Sie haben die Möglichkeit, Ihren eigenen Rahmen zu erstellen, der Sie weniger kostet. Das Problem der Abdichtung des Moduls sollte nur berücksichtigt werden, da Kontakt mit der Oxidation von Feuchtigkeit und Feuchtigkeit auftritt. Dies verkürzt ihre Lebensdauer erheblich.

Dinge wie Glas. Sie sind unterschiedlich und der Preis hängt auch davon ab. Herkömmliches Glas führt zu Reflexionsverlusten von bis zu 15%. Gläser, die einer Stoßbelastung standhalten, sind zwar überflüssig, es ist jedoch sinnvoll, Brillen mit einem hohen Grad an Transparenz in Betracht zu ziehen.

Fortsetzung des Artikels:Auswahl eines Wechselrichters und Berechnung der Batterie für ein Solarkraftwerk zu Hause

Boris Tsupilo