Сколько энергии дает солнечная батарея и на что ее хватит?

Сколько энергии дает солнечная батарея и на что ее хватит?

Популярность солнечной энергетики привела к тому, что все больше людей начали задумываться над покупкой фотоэлектрических панелей для личных нужд. При этом многие из них, не имея желания или возможности установить полноценную станцию, останавливались на выборе всего одного или нескольких модулей. И вопрос, сколько энергии дает одна солнечная батарея, для таких покупателей становился критически важным. В данной статье мы попробуем ответить на него подробно.

Что влияет на производительность гелио панели?

Перечислим основные факторы, от которых зависит величина генерации.

1. Технические характеристики

Относятся к «внутренним» параметрам. Наиболее существенны:

• Мощность – самый важный критерий. Очевидно, что модель на 500 ватт обеспечит более высокую выработку, чем 250-ваттная. Даже если вторая панель относится к более совершенному классу.
• Тип ячеек – влияет на выработку в различных условиях освещения. Без учета данного фактора ответить, сколько энергии дают солнечные батареи в зависимости от времени дня или угла наклона относительно солнца невозможно. Монокристаллические варианты обладают самым высоким КПД, но только при идеальных условиях. Поликристаллы показывают лучшие результаты при облачной погоде и меньше теряют при отклонении от строгой вертикали направления падения лучей.

2. Сторонние причины

Включают в себя:

• Уровень инсоляции для данной местности. Преимущественно зависит от географической широты. Если Вы живете в Краснодаре, одна и та же панель при прочих равных условиях будет вырабатывать в 1,5 раза больше электроэнергии, чем в Ленинградской области.
• Погода. Чтобы понять, сколько энергии дает солнечная батарея при умеренной облачности, достаточно замерить показатели генерации и сравнить их с данными при ярком солнце. Результат окажется на 20 – 50% ниже, в зависимости от плотности облачного слоя.
• Время суток. Примерно такие же потери из-за изменения угла падения и толщины атмосферы, которую приходится преодолеть солнечному лучу, возникают рано утром и поздно вечером.
• Температура. Низкие температуры на производительность практически не влияют. Но при нагреве кремниевой панели выше 25% с каждым последующим градусом эффективность снижается примерно на 0,5%. Причем сказанное относится к нагреву рабочей поверхности, а не окружающей среды. Из-за этого при 30-градусной жаре и нагреве модуля до 60-70°C Вы можете потерять до 20% номинального КПД.

Сколько дает энергии солнечная батарея в месяц и в сутки

В качестве примера рассмотрим фотоэлектрический модуль средней мощности 250 Вт.

Для справки заметим, что выгоднее покупать его в комплекте с дополнительным оборудованием, чтобы получить мини-станцию, например, для дачи. В этом случае набор будет содержать:

1. Гелио панель — 250 Вт/24V, монокристалл. — 400W, 12/24/48V. – 10A, 12/24V. — 50 A*ч, 24V (1,2 кВт*ч).

Объем выработки: около 100 кВт*ч (летом), 250 кВт*ч (с марта по октябрь), до 300 кВт*ч – год.

В сумме покупка обойдется Вам примерно в 600-630 долларов, или 50 тыс.руб.

В средней полосе России выработка составит:

На что хватит выработанной электроэнергии?

Мы определили, сколько энергии дает одна солнечная батарея за разные периоды времени. Для понимания вопроса рассмотрим вариант питания с ее помощью различных устройств на протяжении суток на обычной даче. Особенно это актуально там, где подключение к сети невозможно, либо подача электроэнергии происходит с перебоями и/или сильными перепадами напряжения.

Приблизительный список потребляющих устройств

Как следует из таблицы, с мая по август всего одна панель на 250 Вт может без проблем обеспечить работу ноутбука, просмотр телевизора, освещение и подзарядку гаджетов. Если взять несколько более мощную модель, в перечень вполне можно будет добавить несколько минут работы микроволновой печи и/или кипячения чайника.

СКОЛЬКО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВЫРАБАТЫВАЕТ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ В ДЕНЬ?

В солнечных электростанциях применяются фотоэлектрические технологии, позволяющие получать электричество из энергии солнца. Все фотоэлектрические системы индивидуальны и трудно сказать точно, сколько электроэнергии будет производить именно ваша. В этой статье мы подробно разберемся, как рассчитать сколько электроэнергии вырабатывает солнечная батарея в день и какие факторы на это влияют.

Содержание статьи:

Что влияет на эффективность солнечной батареи

Сколько энергии дают солнечные батареи зависит непосредственно от их эффективности, мощности и освещенности. Однако, на их эффективность влияют много других факторов.

Номинальная мощность, указанная в паспорте и на шильдике устройства, показывает сколько электроэнергии может произвести батарея при оптимальных условиях. Их тестирование осуществляется в идеальных стандартных условиях (STC). При этом плотность освещенности составляет 1000 Вт/кв.м, температура панели 25°C, скорость ветра равна нулю и испытания проводят при определенном спектре излучения. Однако лабораторная обстановка не отражает реальных условий работы устройств.

Фактически, КПД большинства панелей составляет около 18-20% — именно столько падающего на поверхность солнечного света они могут превратить в электричество. Факторы, которые непосредственно влияют на эффективность солнечной батареи:

1. Качество материалов. Наибольшее применение получили солнечные батареи на основе кристаллического кремния. Панели на основе монокристаллического кремния обеспечивают самую высокую эффективность — до 22%, и имеют самую высокую стоимость. Поликристаллические панели имеют более низкую цену, их КПД колеблется в пределах 14 — 17%. Тонкопленочные из аморфного кремния обеспечивают самый низкий КПД, однако развитие технологий делает их перспективными для широкого применения.
2. Спектр и интенсивность излучения солнца. Во многом зависит от региона установки солнечной электростанции, времени года и погоды. Солнечная батарея производит электроэнергию, когда освещается светом. В зависимости от уровня инсоляции, она вырабатывает больше или меньше э/э. Регионами с наилучшей инсоляцией является южная часть страны, однако вся территория Украины находится в хороших условиях для продуктивной работы СЭС.
3. Угол наклона. Наилучшие условия для генерации создаются при наклоне поверхностей перпендикулярно к излучению солнца. На практике панели не находятся под идеальным углом — они зафиксированы в определенной позиции и не двигаются за солнцем в течение дня, не следят за сезонными изменениями угла освещения. Исключения составляют фотомодули, установленные на трекерах — установках для увеличения эффективности СЭС путем отслеживания положения солнца и оптимального ориентирования несущей конструкции.
4. Нагрев фотоэлектрических модулей. Под действием света они вырабатывают не только электричество, но и тепло. Большинство поли- и монокристаллических устройств имеют температурный коэффициент от -0,40%/°C до -0,50%/°C. Это означает, что на каждый градус повышения температуры выше номинальной (25°C), панель теряет 0,5% своей выходной мощности. Для аморфных устройств этот показатель в 2 раза меньше. В жарком климате рабочая температура элемента может достигать 65°C, при этом выходная мощность может снизиться на 20%.
5. Физический износ (деградация) в процессе эксплуатации. Производительность солнечных батарей в результате физического износа падает каждый год в среднем на 0,8 — 1%. Применение инновационных технологий обеспечивает снижение производительности всего на 0,5%. На скорость падения эффективности влияет также качество материалов и оборудования, тип панели (монокристаллические работают дольше) и качество работ, особенно пайки.

Важно учитывать репутацию и гарантии производителя — ведущие бренды применяют эффективные технологии и качественные материалы. Именно поэтому они дают хорошую гарантию как на оборудование, так и на производительность. В любом случае можно обратиться за консультацией к профессионалам.

Эффективно отслеживать и анализировать, как влияют на генерацию и продуктивность солнечной панели те или иные факторы, поможет энергомонитор для солнечных электростанций . С помощью этого устройства можно измерять электрические величины, оценивать выработку и потребление электроэнергии в реальном времени.

Как рассчитать, сколько энергии вырабатывает солнечная батарея?

Единицей измерения количества потребляемой или произведенной электрической энергии является киловатт-час (кВт⋅ч). Один кВт⋅ч равен количеству энергии, произведенной солнечной батареей электрической мощностью 1 киловатт за 1 час своей работы: 1 кВт⋅ч = 10 кубических метров Вт × 3600 с.

В идеальных условиях расчет выполняется очень просто. На практике, если вы установили батарею мощностью 450 Вт, вы не получите от нее такую же мощность по перечисленных в предыдущей главе причинах.

Рассчитать, сколько энергии вырабатывает солнечная батарея с учетом реальных условий, можно по следующей формуле:

Sп х Е х ղ х t/1000, где:

Sп — площадь одной панели, кв.м,

Е — поверхностная плотность освещенности, Вт/кв.м,

ղ — коэффициент полезного действия, в % десятичной дроби,

t — количество солнечных часов в месте установки СЭС, час.

Выполним расчет на примере монокристаллической панели JA Solar мощностью 450 Вт, площадью поверхности 2,22 кв.м, с хорошей производительностью — КПД 20,3%. При яркой освещенности 1000 Вт/кв.м в течение 6 часов.

Выработка электроэнергии в день составит:

2,22 х 1000 х 0,203 х 6/1000 = 2,704 кВт⋅ч

Поскольку плотность освещения и количество солнечных часов в году сильно варьируется (6 часов принято за март-апрель в центре Украины), выработка э/э в летние месяцы будет выше, зимой — соответственно, ниже.

Наиболее полное представление о количестве э/э будет давать расчет за год, поскольку в течение года длительность дней и ночей и, соответственно, длительность освещенности сильно варьируется. Возьмем, к примеру, г. Черкассы. Наибольшее количество яркого солнечного света бывает в июне — в среднем 12,5 часа в день. В январе всего лишь 2,1 часа. Среднегодовое количество составляет 7,3 часа.

Наиболее точную информацию о количестве произведенной э/э дает система мониторинга солнечной электростанции . Система предоставит подробные данные генерации в режиме реального времени по дням, неделям, месяцам, годам и другим периодам.

На что нужно обратить внимание

Если вы рассчитали по вышеприведенной формуле сколько электрической энергии в год вырабатывает ваша солнечная электростанция, вы все равно получите ориентировочное значение.

Нужно также обратить внимание на следующие факторы:

1. Солнечные батареи продолжают вырабатывать электричество и в пасмурную погоду, и вечером — при освещенности до 150 Вт/кв.м для кристаллических и до 100 Вт/кв.м для аморфных устройств.
2. Панели, размещенные на крышах домов, ориентированных на юг, дают наилучшую производительность. Хотя на крышах, выходящих на восток или запад, они также будут производить электричество.
3. Новое устройство имеет максимальную продуктивность, в отличие от проработавшего, например, 12 и более лет.
4. Летом производительность может снизиться по сравнению с весной-осенью по причине чрезмерного нагрева панелей. Другие факторы связаны с тем, как панель монтируется и устанавливается — достаточно ли потока воздуха за ней для охлаждения ячеек.
5. Спектр излучения в течение суток меняется вместе с количеством солнечной радиации и плотностью атмосферы.
6. В расчетах можно учитывать также угол наклона панелей к свету.
7. При затенении модулей деревьями и соседними домами выработка может снижаться

Кроме того, на то, сколько энергии вырабатывает солнечная электростанция, влияют потери в инверторе, контроллере и проводах. Поэтому, если говорить об эффективности всей станции, необходимо также обращать внимание на эффективность этих элементов. Для контроллеров и инверторов КПД должен быть не менее 95%.

Выводы

Как видно из статьи, на то, сколько солнечная батарея вырабатывает электроэнергии в день, влияет множество факторов. Обобщая все вышесказанное, можно остановиться на нескольких важных моментах:

1. Качество оборудования и работ, применение эффективных технологий, гарантии. С этим сложно разобраться самостоятельно. Однако, выбирая продукт известных мировых брендов, можете быть уверены, что вы получите лучшее.
2. Выбор оборудования с подходящими характеристиками лучше доверить специалистам.
3. Установка и монтаж также должны выполнятся профессионалами — для выбора правильного места, угла наклона, обеспечения воздушной вентиляции элементов.

Приняв решение пользоваться благами мощного, экологически чистого, неисчерпаемого и доступного источника энергии — Солнца, обращайтесь к профессиональным компаниям за оптимальным для вас решением.

Сколько вырабатывает солнечная батарея

Солнечные электростанции редко используются как основной источник энергии. Однако правильно выбранные и смонтированные панели в ясный день способны обеспечить электричеством все бытовые электроприборы.

Количество вырабатываемой энергии зависит от того, сколько частиц света попадает на фотоэлемент. В России солнце светит далеко не все дни в году. Также существует ряд других факторов, не зависящих от мощности батареи или площади панелей.

Расчет мощности солнечных батарей

Производительность панелей зависит от материала и технологии, по которой она произведена. Батареи можно разделить на 2 класса: пленочные и на основе кремния.

• Монокристаллические – 22%. Выгодно ставить в ограниченном пространстве;
• Гибкие (аморфные) панели – 5%;
• Поликристаллические – до 18%.

• Пленочные из селенида индия-галлия – 20 %;
• Кадмиево-теллуридные – до 12%;
• Полимерные – не более 5 %.

Первое, что надо учесть – суммарная мощность потребителей энергии в кВт*ч. Производитель указывает мощность исходя из того, что на 1 кв.м. батареи поступает 1000 Вт энергии.

Е – реальная мощность; I – объем энергии, попадающий на место установки панели (кВт*ч/м2); V – мощность одной панели по номиналу; Кпот – коэффициент общих потерь в системе; Ко – коэффициент поправочный, в зависимости от положения (угла наклона) панели относительно южного направления; U – величина солнечной радиации, всегда постоянная1 кВт*ч.
Стоит отметить, что радиация рассчитывается на дневную, месячную и годовую. Например, если показатель 7 кВт*ч/м2 день означает, что за день на 1 кв.м. поступает 7 кВт энергии солнца.

Пример другого расчета

От чего зависит мощность батареи

В панелях используется стекло высокой прозрачности, с пониженным содержанием железа и, тем не менее, оно снижает кпд на несколько процентов.

• не все дни в месяце солнечные. Если учесть дождливые и облачные дни, скажем таких дней было 5 – уже получится около 180 кВт*ч
• продолжительность светового дня зимой меньше, требуется больший массив батарей или установка ветрогенератора.
• энергия теряется в инверторе и акб. Аккумуляторы нельзя разряжать на 100%, а кпд у них не выше 80%.

Количество вырабатываемой энергии зависит от числа ясных дней в году. Установка батареи будет не целесообразной, солнечных дней в году менее двухсот. Кроме того, лучи солнца должны попадать на панель под прямым углом – для этого рекомендуется установить системы слежения за солнцем. Эти устройства дорогостоящие.

Также на качество работы батареи влияет уровень нагрева модулей. Выработка энергии падает на 0,5 процента, если модуль нагреется на 1 градус. Постоянная работа с повышенной на 100 C температурой снизит эффективность работы устройства на 30%. Поэтому, СЭС требуется качественная вентиляция и охлаждение.
Потери энергии могут быть: в проводах 1%; шунтирующем диоде 0,5%; инверторе – от 3 до 7 %.

Еще один фактор, влияющий на выработку тока – суммарное число установленных модулей, т.к. каждый может принять ограниченное количество энергии.

Выработка энергии в пасмурную погоду

Батареи вырабатывают энергию только в светлое время суток и выдают заявленную мощность только в ясный день при попадании лучей под прямым углом.

В непогоду расчет такой: 1000 Вт умножается на синус угла лучей солнца и панели умножается на процент энергии в день без солнца. Например, угол падения лучей равен 40%, получается следующее: 1000 Вт/м2 x sin 40% x 60% = 240 Вт/м2.

В России, зачастую, солнечные панели работают при освещенности ниже 1000 Вт/м2. Дешевые модули производятся без антибликового покрытия. Как итог – значительная часть солнечных лучей отражается некачественным стеклом. Также они некачественно работают на рассеянном свете.

В разные месяцы интенсивность освещения различна, следовательно на выработку одного и того же количества энергии надо разное число панелей и аккумуляторов.

Некоторые владельцы домов устанавливают панели за стеклами дома. Это тоже ошибка. Одинарное стекло снижает кпд панели на 9%, а двойное уже на 16% — при условии, что стекла идеально чистые. Грязь на стеклах снижает прозрачность, возникают обратное отражение света – батарея работает не эффективно.

Вырабатываемая энергия зависит от количества поступающего света – напряжение растет до определенного предела. У кремниевых элементов это цифра равна 0,6. Повышение напряжения достигается за счет последовательного соединения модулей. СЭС нужен запас напряжения. Он обеспечивает заряд аккумулятора во время работы в пасмурную погоду. Максимальная мощность при нагрузке вырабатывается батареей с просадкой до 0,47 – 0,5 В. Батарея из 36 элементов при оптимальной нагрузке дает напряжение в 17 В.

Нижний предел чувствительности по освещенности есть у каждой панели. Меньше этой границы панель перестанет вырабатывать энергию. В плохую погоду мощность модулей падает в 10-20 раз. Так, у кристаллических панелей из кремния этот предел равен 150-200 Вт/м2. У тонкопленочных этот параметр ниже – 100-200 Вт/м2. Пленочные панели в пасмурную погоду работают лучше кремниевых. Однако, пороговая разница освещенности 50 Вт/м2 практически не повлияет на выработку энергии.

Чтобы мощность была достаточной – необходимо рассчитать требуемое количество батарей. Для этого потребляемая мощность делится на мощность панели. Общее потребление производится путем суммирования продолжительности работы (часов в день) всех электроприборов в доме – мощность складывается с количеством часов; Также потребление можно вычислить из квитанции за электричество: берется максимальная цифра потребления (кВт*ч) за последние месяцы и умножается на 1,5 (запас).

Увеличить экспозицию солнечных лучей можно установив панели на двухосный трекер – платформа, которая вращается за солнцем в 2-х плоскостях. Кроме того, зимой панели должны располагаться горизонтальней, чем в летний период. Летом угол наклона модулей меньше. Для каждой географической широты есть оптимальный угол наклона.

Осенью и весной выбирают угол равный широте местности. Зимой к искомому значению прибавляют 10-15 градусов, а летом вычитают 10-15 градусов. Если модули устанавливаются неподвижно– выбирают угол по широте региона проживания.

Всегда необходимо иметь запас по мощности – со временем характеристики батареи снижаются. Каждый год мощность снижается на 0,6 – 0,7 %. После 25 лет использования потеря мощности составить 20%. Впрочем, недостающую мощность можно без проблем восполнить, подключив дополнительные модули.

Выбирайте солнечные модули в каталоге магазина«ИБП-Урал. Наши консультанты помогут вам правильно подобрать оборудование под конкретный запрос

Как правильно выбрать ИБП для компьютера?

Как выбрать ИБП для насоса отопления

Как выбрать ИБП для котла отопления

Как выбрать аккумулятор для детского электромобиля?

Незаряжаемые элементы питания (батарейки)

Заряжаемые батарейки (аккумуляторные)

Промышленные и бытовые стабилизаторы напряжения

Монтаж стабилизаторов в частном доме

Инверторные стабилизаторы « ШТИЛЬ ». Вопросы и ответы

Источники бесперебойного питания

2014-2022, ibp-ural.ru®. ООО » ИБП-УРАЛ «

Вся информация на сайте — собственность
интернет-магазина ibp-ural.ru

• Стабилизаторы напряжения
• ИБП
• Аккумуляторы для ИБП
• Солнечные батареи

г. Екатеринбург
ул. Машинная, 42А info@ibp-ural.ru —> info@ibp-ural.ru

Присоединяйся к нам

Oбращаем вaше внимaние нa то, что пpиведеные цeны и хaрактеристики товaров нoсят исключитeльно ознакомительный харaктер и не являютcя публичнoй офeртой, опрeделенной пунктoм 2 стaтьи 437 Граждaнского кoдекса Российской Федерации. Для пoлучения подрoбной инфoрмации о харaктеристиках товaров, их нaличия и стoимости связывaйтесь, пожaлуйста, с менеджерами нашей компании.

Источник https://mywatt.ru/poleznaya-informaciya/skolko-energii-daet-solnechnaya-batareya-na-chto-hvatit-odnoj-solnechnoj-batarei

Источник https://solargarden.com.ua/ru/skolko-elektroenergyy-vyrabatyvaet-solnechnaya-batareya-v-den/

Источник https://ibp-ural.ru/skolko-vyrabatyvaet-solnechnaya-batareya