Em nossos tempos modernos, várias tecnologias estão se desenvolvendo ativamente que proporcionam o máximo conforto na atividade humana. Em particular, vale a pena notar que o desenvolvimento de fontes alternativas de energia está em pleno andamento. Um exemplo marcante disso são os painéis solares, que agora podem ser instalados no telhado da sua própria casa. E qualquer um pode comprá-los. Isto é especialmente verdadeiro nos casos em que a casa está localizada longe das linhas de energia. Mas para sentir todos os benefícios e benefícios de tal solução, é necessário o cálculo correto dos painéis solares.
Informações gerais
O efeito fotoelétrico é um fenômeno físico que foi descoberto em 1887 e se tornou a base para o desenvolvimento de painéis solares para geração de eletricidade. Sob a influência da luz (fótons) ou de qualquer outra radiação eletromagnética, a energia dessas partículas é transferida para os elétrons da substância. Em outras palavras, com a ajuda do solreceber eletricidade.
Após a descoberta desse fenômeno físico, tornou-se necessário controlá-lo. Para isso, foram criadas fotocélulas - dispositivos eletrônicos especiais de tamanho compacto. Eles incluem materiais semicondutores.
Em condições de produção industrial, tornou-se possível combinar transdutores microscópicos em painéis maciços e eficientes. Muitas empresas modernas produzem designs modulares de silício em grande volume. Sua eficiência é de cerca de 18-22%.
A bateria solar inclui vários módulos semelhantes através dos quais os fótons de luz solar entram no circuito elétrico na forma de corrente contínua. Em seguida, eles entram nos dispositivos de armazenamento ou são convertidos em uma carga de corrente alternada (220 volts). A energia elétrica resultante permite que os eletrodomésticos funcionem.
Características do cálculo de painéis solares para a casa
Esta operação se resume, em primeiro lugar, à determinação de seu poder. E para isso é necessário saber qual carga de energia recairá sobre toda a estrutura. Em outras palavras, quantos quilowatts de energia serão consumidos mensalmente.
Estas leituras podem ser determinadas observando o medidor elétrico. E se o valor estiver dentro de 100 kW, então os painéis devem ser adquiridos exatamente aqueles que são capazes de gerar tal quantidade de energia.
Vale também considerar que o trabalho da energia solarbaterias no modo completo só é possível à luz do dia. Um problema completo será apenas quando o céu estiver claro. Quando o ângulo de incidência dos raios solares muda, assim como o aparecimento de nuvens no horizonte, a potência diminui em 20%. O mesmo acontecerá em tempo nublado. Tudo isso não deve ser esquecido.
Ou seja, no processo de cálculo de painéis solares para uma casa particular, você deve considerar o período de tempo em que eles funcionam em plena capacidade. Como regra, são 7 horas - o período das 9h às 16h. Ao mesmo tempo, na temporada de verão, os painéis podem operar do amanhecer ao anoitecer. Mas no passado, a porcentagem de capacidade de trabalho será apenas na região de 20-30%. Durante as horas acima, você pode obter os 70% restantes.
Potência
Como já entendemos, o fator fundamental a ser considerado no cálculo dos painéis solares é a carga de energia. Afinal, o desempenho das baterias depende em grande parte da quantidade de eletricidade necessária para fornecer uma casa:
- A criação de uma estação completa requer o uso de painéis potentes - de 150 a 250 watts.
- Para manter o desempenho apenas da iluminação campestre, você pode usar baterias de baixa potência - não mais que 50 W, o que é suficiente.
Como fazer esses cálculos?
Consumo Básico de Energia
Antes de calcular a bateria solar e a bateria, é necessário determinar a potência total de todos os consumidores de corrente elétrica utilizados. Para isso, multiplica-se o consumo de energia de cada unidade (eletrodomésticos, lâmpadas, etc.)durante o dia.
Depois disso, some todos os dados recebidos. O resultado é a taxa de consumo de eletricidade por dia (em quilowatts-hora). Esta é a quantidade que os painéis solares devem produzir, e este é o valor mínimo. Cálculos subsequentes sobre o número de painéis, seu custo e outros parâmetros dependerão desses dados.
No entanto, todo o sistema não é composto apenas por painéis solares, outros componentes estão incluídos aqui:
- inversores;
- baterias;
- controladores de carga.
Ao calcular a potência dos painéis solares para uma casa, isso também não deve ser descontado! Nas baterias, há uma diminuição de energia - até 20%. Nesse sentido, em cálculos posteriores, o valor base obtido deve ser acrescido desse valor.
Consumidores de eletricidade
Em cada casa você pode encontrar uma série dos aparelhos mais necessários. A técnica a seguir sempre funcionará em determinadas horas:
- geladeira;
- TV;
- computador;
- máquina de lavar;
- caldeira;
- ferro;
- forno de microondas (no entanto, nem todo mundo tem um).
Existem também outros dispositivos, na ausência dos quais a vida perde o nível de conforto desejado. Além disso, um certo número de lâmpadas, que pode chegar a cem, acende no território dos imóveis privados todos os dias.
A tabela abaixo mostrapotência dos aparelhos elétricos que são usados com mais frequência.
| Eletrodoméstico | Potência (W) | Duração aproximada de trabalho para um dia (horas) | Consumo diário (kWh) |
| Microondas | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Máquina de lavar | 500 | 6 | 3 |
| Geladeira | 500 | 3 | 1, 5 |
| Lâmpadas | 200 | Cerca de 10 | 2 |
| Ferro | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Caderno | 100 | 5 | 0, 5 |
| caldeira 150 litros | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controlador | 5 | 24 | 0, 1 |
| Inversor | 20 | 24 | 0, 5 |
Com esta tabela é conveniente realizar uma simplescálculo matemático de painéis solares. Neste exemplo específico, o valor de consumo diário é de 18,9 kWh. Só isso sem levar em conta o que normalmente não usamos todos os dias - uma chaleira elétrica, um secador de cabelo, uma bomba, um processador de alimentos etc. Assim, em média, podem ser obtidos até 25 kWh (no mínimo).
O importante é a insolação
Antes de começar a contar o número de painéis solares, você deve levar em conta a insolação. Grosso modo, este termo deve ser entendido como a quantidade de energia solar que cai por unidade de área. Este é um parâmetro muito importante, sem o qual é impossível determinar exatamente quantos painéis devem ser adquiridos.
Afinal, mesmo que não haja luz solar suficiente, por mais produtiva que seja a bateria, ela não será capaz de produzir a energia necessária. Portanto, você precisa entender a importância desse parâmetro ao calcular os painéis solares. Afinal, o nível necessário de fornecimento de energia dependerá disso.
Claro que este parâmetro é puramente individual para cada região específica do país. Existem duas maneiras de obter essas informações necessárias:
- diretórios especializados;
- recursos meteorológicos eletrônicos.
Como você pode entender, o valor máximo de insolação cairá no período de verão. Os valores mínimos são principalmente nos meses frios.
Número de baterias
Agora você pode começar a contar o número de painéis. Para isso, o valor encontrado do consumo básicoa energia elétrica por dia deve ser dividida pelos dados de insolação do mês requerido.
Ao mesmo tempo, é importante entender que o cálculo deve ser realizado mensalmente, pois os dados podem variar de forma diferente e, às vezes, significativa. Agora resta dividir o valor resultante como resultado do cálculo do número de painéis solares mais uma vez, apenas pelo parâmetro de potência do painel selecionado. Essa característica é indicada no passaporte. Se o resultado for um número fracionário, ele será arredondado para um valor inteiro e somente para cima. Este será o resultado final.
Claro, quanto maior o desempenho do painel, menos eles terão que ser tomados. E aqui tudo depende principalmente do tamanho do orçamento familiar e da área do telhado. Ao mesmo tempo, é necessário levar em consideração o período de operação de todo o sistema. De fato, com uma diminuição na insolação dos painéis solares, será necessário mais do que em condições normais.
Gastos racionais
Pensando no cálculo dos painéis solares, vale a pena prestar atenção na iluminação. Mas, como já observado, o número de lâmpadas no território de uma casa particular pode ser grande - 100 ou mais. Por esse motivo, vale a pena prestar atenção às lâmpadas economizadoras de energia. Como resultado, economias significativas podem ser alcançadas em termos de consumo de energia.
Além disso, você deve comprar eletrodomésticos não inferiores à classe A e até A +, A ++, A +++. Em última análise, tal medida reduzirá significativamente os custos que serão gastos na compra de energia solarpainéis. Além disso, a maioria dos aparelhos modernos são projetados apenas para consumir 12 V.
E é exatamente isso que os painéis fotográficos são capazes de produzir, sem o uso de dispositivos adicionais para conversão de corrente contínua em tensão alternada.
Exemplo de matemática
Ao calcular o número de painéis solares de uma casa, deve-se levar em consideração em qual estação do ano todo o sistema funcionará em modo full. E novamente, tudo aqui é devido à insolação. Dependendo do mês, pode ser necessário um número diferente de painéis de fotos.
Para uma compreensão mais clara, vale a pena dar um exemplo específico:
- Por exemplo, o consumo diário de eletricidade na casa será de 15 kWh.
- Parâmetro de insolação - 3 kWh/m2.
- A potência de um painel é 300W ou 0,3KW.
Calcule o número necessário de baterias (indicado pela letra N): N=15/3/0, 3=16, 6. Arredondando o valor resultante para um número inteiro, obtemos o resultado - 17 painéis.
Porém, no inverno, a insolação cai significativamente e pode chegar a 1 kWh/m2. Nesse caso, você precisará de muito mais baterias - até 50.
Várias nuances
Por um lado, a rejeição da dependência da central de alimentação implica certas vantagens. Mas há também o outro lado da moeda - tal medida está repleta de algumas nuances que não devem ser descontadas. E antes de tudo, é necessário entender que o sol não brilhará por todos os meses, sem uma “pausa” - afinal, a lumináriatambém precisa de um "descanso".
Por este motivo, ao calcular os painéis solares, deve consultar o arquivo das condições meteorológicas da região de residência para determinar o número de dias nublados. Pode-se ver que pelo menos 7 dias em um mês é um período de clima desfavorável. Neste momento, os painéis solares não serão capazes de fornecer a quantidade necessária de energia elétrica.
Além disso, você não deve esquecer o encurtamento do dia no outono e na primavera. Assim, o número de dias nublados aumenta. Nesse sentido, para receber energia solar de março a outubro, é necessário aumentar a matriz de painéis em até 50%, dependendo da região de residência.
