In onze moderne tijd zijn verschillende technologieën actief in ontwikkeling die maximaal comfort bieden bij menselijke activiteit. In het bijzonder is het vermeldenswaard dat de ontwikkeling van alternatieve energiebronnen in volle gang is. Een sprekend voorbeeld hiervan zijn zonnepanelen, die nu op het dak van uw eigen woning kunnen worden geplaatst. En iedereen kan ze kopen. Dit geldt met name in gevallen waarin het huis ver van hoogspanningsleidingen ligt. Maar om alle voordelen en voordelen van een dergelijke oplossing te voelen, is de juiste berekening van zonnepanelen noodzakelijk.
Algemene informatie
Het foto-elektrisch effect is een natuurkundig fenomeen dat in 1887 werd ontdekt en de basis werd voor de ontwikkeling van zonnepanelen om elektriciteit op te wekken. Onder invloed van licht (fotonen) of andere elektromagnetische straling wordt de energie van deze deeltjes overgedragen op de elektronen van de stof. Met andere woorden, met de hulp van de zonelektriciteit ontvangen.
Na de ontdekking van dit fysieke fenomeen, werd het noodzakelijk om het te beheersen. Voor dit doel zijn fotocellen gemaakt - speciale elektronische apparaten van een compact formaat. Ze omvatten halfgeleidermaterialen.
In industriële productieomstandigheden is het mogelijk geworden om microscopische transducers te combineren tot massieve en efficiënte panelen. Veel moderne ondernemingen produceren modulaire ontwerpen van silicium in grote hoeveelheden. Hun efficiëntie is ongeveer 18-22%.
De zonnebatterij bevat verschillende vergelijkbare modules waardoor fotonen van zonlicht het elektrische circuit binnenkomen in de vorm van gelijkstroom. Daarna komen ze de opslagapparaten binnen of worden omgezet in een wisselstroomlading (220 volt). De resulterende elektrische energie zorgt ervoor dat huishoudelijke apparaten kunnen functioneren.
Kenmerken van de berekening van zonnepanelen voor de woning
Deze operatie komt in de eerste plaats neer op het bepalen van hun macht. En hiervoor is het noodzakelijk om te weten welke energiebelasting op de hele constructie zal vallen. Met andere woorden, hoeveel kilowatt aan energie wordt er maandelijks verbruikt.
Deze metingen kunnen worden bepaald door de elektriciteitsmeter te observeren. En als de waarde binnen 100 kW ligt, moeten de panelen precies die worden gekocht die in staat zijn om zo'n hoeveelheid energie op te wekken.
Het is ook de moeite waard om te overwegen dat het werk van zonne-energiebatterijen in volledige modus is alleen mogelijk bij daglicht. Een volledig probleem zal pas zijn als de lucht helder is. Wanneer de invalshoek van de zonnestralen verandert, evenals het verschijnen van wolken aan de horizon, zal het vermogen met 20% afnemen. Hetzelfde zal gebeuren bij bewolkt weer. Dit alles mag niet worden vergeten.
Dat wil zeggen, bij het berekenen van zonnepanelen voor een privéwoning, moet u rekening houden met de periode dat ze op volle capaciteit werken. In de regel is dit 7 uur - de periode van 9.00 uur tot 16.00 uur. Tegelijkertijd kunnen de panelen in het zomerseizoen van zonsopgang tot zonsondergang werken. Maar in het verleden zal het percentage werkcapaciteit slechts in de buurt van 20-30% liggen. Tijdens de bovenstaande uren kunt u de resterende 70% krijgen.
Kracht
Zoals we al hebben begrepen, is de energiebelasting de fundamentele factor waarmee rekening moet worden gehouden bij het berekenen van zonnepanelen. De prestaties van batterijen hangen immers grotendeels af van de hoeveelheid elektriciteit die nodig is om een woning te voorzien:
- Het maken van een volwaardig station vereist het gebruik van krachtige panelen - van 150 tot 250 watt.
- Om de prestaties van alleen landelijke verlichting te behouden, kunt u rondkomen met batterijen met een laag vermogen - niet meer dan 50 W, wat voldoende is.
Hoe maak je zulke berekeningen?
Basisstroomverbruik
Alvorens de zonnebatterij en batterij te berekenen, is het noodzakelijk om het totale vermogen van alle gebruikte stroomverbruikers te bepalen. Daartoe wordt het energieverbruik van elke unit (apparaten, gloeilampen, enz.) vermenigvuldigd met het aantal gebruiksuren inoverdag.
Voeg daarna alle ontvangen gegevens bij elkaar. Het resultaat is het elektriciteitsverbruik per dag (in kilowattuur). Dit is hoeveel zonnepanelen moeten produceren, en dit is de minimale waarde. Daaropvolgende berekeningen met betrekking tot het aantal panelen, hun kosten en andere parameters zijn afhankelijk van deze gegevens.
Het hele systeem bestaat echter niet alleen uit zonnepanelen, ook andere componenten zijn hier opgenomen:
- omvormers;
- batterijen;
- laadcontrollers.
Bij het berekenen van het vermogen van zonnepanelen voor een woning mag hier ook geen rekening mee worden gehouden! In batterijen is er een afname van energie - tot 20%. In dit opzicht moet bij verdere berekeningen de verkregen basiswaarde met dit bedrag worden verhoogd.
Elektriciteitsverbruikers
In elk huis vind je een aantal van de meest noodzakelijke apparaten. De volgende techniek werkt altijd op bepaalde uren:
- koelkast;
- TV;
- computer;
- wasmachine;
- ketel;
- ijzer;
- magnetron (maar niet iedereen heeft er een).
Er zijn ook andere apparaten, bij gebrek waarvan het leven het gewenste comfortniveau verliest. Bovendien brandt elke dag een bepaald aantal gloeilampen, dat tot honderd kan reiken, op het grondgebied van particulier onroerend goed.
De onderstaande tabel toontvermogen van elektrische apparaten die het vaakst worden gebruikt.
| Huishoudelijk apparaat | Nominaal vermogen (W) | Geschatte duur van het werk voor één dag (uren) | Dagelijks verbruik (kWh) |
| Magnetron | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Wasmachine | 500 | 6 | 3 |
| Koelkast | 500 | 3 | 1, 5 |
| Gloeilampen | 200 | Ongeveer 10 | 2 |
| IJzer | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Notebook | 100 | 5 | 0, 5 |
| 150 liter boiler | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controller | 5 | 24 | 0, 1 |
| Omvormer | 20 | 24 | 0, 5 |
Met deze tafel is het handig om een simpelewiskundige berekening van zonnepanelen. In dit specifieke voorbeeld is de dagelijkse verbruikswaarde 18,9 kWh. Dit is alleen zonder rekening te houden met wat we meestal niet elke dag gebruiken - een waterkoker, een föhn, een pomp, een keukenmachine, enz. Zo kan gemiddeld tot 25 kWh (minstens) worden verkregen.
Het belangrijke punt is de zonnestraling
Voordat je het aantal zonnepanelen gaat tellen, moet je rekening houden met zoiets als instraling. Grofweg moet deze term worden begrepen als de hoeveelheid zonne-energie die per oppervlakte-eenheid v alt. Dit is een zeer belangrijke parameter, zonder welke het onmogelijk is om precies te bepalen hoeveel panelen moeten worden gekocht.
Want zelfs als er niet genoeg zonlicht is, zal de batterij, hoe productief de batterij ook is, niet in staat zijn om de benodigde stroom te produceren. Daarom moet u het belang van deze parameter begrijpen bij het berekenen van zonnepanelen. De benodigde hoeveelheid energievoorziening hangt hier immers van af.
Deze parameter is natuurlijk puur individueel voor elke specifieke regio van het land. Er zijn twee manieren om aan deze noodzakelijke informatie te komen:
- gespecialiseerde mappen;
- elektronische meteorologische bronnen.
Zoals u begrijpt, v alt de maximale waarde van instraling in de zomerperiode. De minimum waarden zijn voornamelijk in de koude maanden.
Aantal batterijen
Nu kun je beginnen met het tellen van het aantal panelen. Hiervoor is de gevonden waarde van het basisverbruikelektrische energie per dag moet worden gedeeld door de instralingsgegevens van de gewenste maand.
Tegelijk is het belangrijk om te begrijpen dat de berekening maandelijks moet worden uitgevoerd, omdat de gegevens in verschillende en soms aanzienlijke mate kunnen variëren. Nu blijft het om de resulterende waarde als resultaat van het opnieuw berekenen van het aantal zonnepanelen te delen, alleen door de vermogensparameter van het geselecteerde paneel. Dit kenmerk wordt aangegeven in het paspoort. Als het resultaat een breukgetal is, wordt het naar boven afgerond op een geheel getal en alleen naar boven. Dit wordt het eindresultaat.
Natuurlijk, hoe groter de prestaties van het paneel, hoe minder er van hoeven te worden genomen. En hier hangt alles vooral af van de grootte van het gezinsbudget en de oppervlakte van het dak. Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de werkingsduur van het hele systeem. Met een afname van de zonnestraling van zonnepanelen zal er inderdaad meer nodig zijn dan onder normale omstandigheden.
Rationeel besteden
Als je nadenkt over de berekening van zonnepanelen, is het de moeite waard om aandacht te besteden aan verlichting. Maar zoals eerder opgemerkt, kan het aantal lampen op het grondgebied van een privéwoning groot zijn - 100 of meer. Om deze reden is het de moeite waard om aandacht te besteden aan spaarlampen. Hierdoor kunnen aanzienlijke besparingen worden gerealiseerd op het gebied van energieverbruik.
Bovendien moet u huishoudelijke apparaten kopen die niet lager zijn dan klasse A en zelfs A +, A ++, A +++. Uiteindelijk zal een dergelijke maatregel de kosten die aan de aanschaf van zonne-energie worden besteed aanzienlijk verminderenpanelen. Bovendien zijn de meeste moderne apparaten gewoon ontworpen om 12 V te verbruiken.
En dit is precies hoeveel fotopanelen kunnen produceren, zonder het gebruik van extra apparaten om gelijkstroom om te zetten in wisselspanning.
Rekenvoorbeeld
Bij het berekenen van het aantal zonnepanelen voor een huis, moet men er rekening mee houden in welk seizoen van het jaar het hele systeem volledig zal werken. En nogmaals, alles hier is te wijten aan zonnestraling. Afhankelijk van de maand kan een ander aantal fotopanelen nodig zijn.
Voor een beter begrip is het de moeite waard een specifiek voorbeeld te geven:
- Het dagelijkse elektriciteitsverbruik in huis zal bijvoorbeeld 15 kWh zijn.
- Instralingsparameter - 3 kWh/m2.
- Het vermogen van één paneel is 300W of 0,3KW.
Bereken het benodigde aantal batterijen (aangegeven met de letter N): N=15/3/0, 3=16, 6. Als we de resulterende waarde afronden op een geheel getal, krijgen we het resultaat - 17 panelen.
In de winter neemt de zonnestraling echter aanzienlijk af en kan deze oplopen tot 1 kWh/m2. In dit geval heeft u aanzienlijk meer batterijen nodig - tot wel 50.
Een aantal nuances
Enerzijds houdt de afwijzing van de afhankelijkheid van de centrale voeding bepaalde voordelen in. Maar er is ook de keerzijde van de medaille: zo'n maatregel is beladen met enkele nuances die niet mogen worden verdisconteerd. En allereerst is het noodzakelijk om te begrijpen dat de zon niet alle maanden zal schijnen, zonder een "pauze" - tenslotte, het lichtheb ook een "rust" nodig.
Om deze reden moet u bij het berekenen van zonnepanelen het archief van de weersomstandigheden in de woonregio raadplegen om het aantal bewolkte dagen te bepalen. Men kan zien dat ten minste 7 dagen in een maand een periode van ongunstig weer is. Op dit moment kunnen de zonnepanelen niet de benodigde hoeveelheid elektrische energie leveren.
Bovendien mag je het verkorten van de dag in de herfst en de lente niet vergeten. Dienovereenkomstig neemt het aantal bewolkte dagen toe. In dit opzicht is het, om van maart tot oktober zonne-energie te ontvangen, noodzakelijk om het aantal panelen tot 50% uit te breiden, afhankelijk van de regio waar u woont.
