Human Skills logoHuman Skills

Главная › Самообеспечение

Как рассчитать настоящую автономную солнечную систему

Ватт-часы, зимнее солнце и честные цифры

6 минПродвинутыйОбновлено Как рассчитать настоящую автономную солнечную систему
Ты узнаешь
  • Составить список нагрузок в ватт-часах в сутки
  • Рассчитать панели и аккумулятор на худший зимний вариант
  • Понять, почему холодильник и насос скважины определяют расчёт
⚠️ Аккумуляторные банки могут выдавать огромные токи короткого замыкания. Ставь предохранитель на каждый кабель рядом с аккумулятором и используй изолированный инструмент.
⚠️ Подключение к сети, стационарная домовая проводка и распределительные щиты — работа электрика и юридически регулируются. В Португалии стационарные установки подпадают под правила DGEG.
⚠️ Никогда не запускай генератор в помещении, в гараже или рядом с открытым окном. Угарный газ от генераторов убивает людей каждый год.

Начни со списка нагрузок, а не с панели

Запиши каждое устройство, его ватты и часы работы в сутки, затем умножь. Светодиод на 10 ватт на 5 часов — это 50 ватт-часов. Ноутбук — около 250 ватт-часов в день. Современный холодильник класса A — 300–500 ватт-часов в день и работает круглый год. Стиральная машина на холодном цикле — 300–600 ватт-часов за загрузку. Сложи всё, и получишь суточное потребление. Большинство небольших автономных домов укладываются между 1,5 и 4 киловатт-часами в сутки. Добавь 20 процентов на потери в инверторе, проводке и цикле заряда-разряда аккумулятора. Именно это число, а не площадь крыши, определяет расчёт.

💡 Замерь реальные устройства подключаемым счётчиком энергии в течение недели. Паспортные значения врут в обе стороны.

Панели и аккумулятор делают разное

Панели дают энергию; аккумулятор покупает тебе время. Рассчитать одно без другого — получить систему, которая либо теряет солнце впустую, либо гаснет в 3 часа ночи. Как грубое правило, средиземноморской зимой неподвижная южная панель даёт около 2–3 часов полной отдачи в день, так что панель на 400 ватт вернёт примерно 0,8–1,2 киловатт-часа в хороший декабрьский день и гораздо меньше при неделе облачности. Чтобы покрыть суточную нагрузку в 3 киловатт-часа зимой, нужно 1,5–2,5 киловатта панелей — в несколько раз больше, чем подсказали бы летние цифры.

💡 Панели теперь самая дешёвая часть системы. Увеличивать массив обычно разумнее, чем увеличивать аккумулятор.

Дни автономности и химия аккумулятора

Автономность — это сколько дней дом работает вообще без солнца. Два дня — реалистичный минимум, три — комфортно. Суточная нагрузка в 3 киловатт-часа с двумя днями автономности требует около 6 киловатт-часов полезного хранилища. Свинцово-кислотный аккумулятор даёт лишь около половины номинальной ёмкости без повреждения, так что это банк на 12 киловатт-часов, служащий, пожалуй, 500–1200 циклов. Литий-железо-фосфатный даёт 80–90 процентов полезной ёмкости, переносит глубокий разряд и обычно служит 3000–6000 циклов, что обычно делает его дешевле за киловатт-час за десять лет, несмотря на более высокую цену на ценнике.

💡 Холод сильно режет заряд лития. Никогда не заряжай литиевый аккумулятор ниже 0 градусов Цельсия без обогреваемого корпуса.

Рассчитывай на худшую неделю, а не на среднее

Годовые средние бесполезны вне сети, потому что нельзя занять декабрьское солнце у июля. Рассчитывай на худшую реалистичную неделю: короткие дни, низкий угол солнца и облачность. Наклон неподвижного массива круче, примерно твоя широта плюс 15 градусов, благоприятствует зиме и сбрасывает пыль и дождь. Прими, что большинству систем нужен резерв, обычно небольшой бензиновый или дизельный генератор, работающий несколько часов в худшие дни, и рассчитывай его на зарядку аккумулятора, а не на питание дома. Заложить генератор с самого начала гораздо дешевле, чем удваивать массив ради пяти плохих дней в году.

💡 Летом у тебя будет излишек. Перенеси стирку, откачку и мастерскую на солнечные дневные часы.

Холодильник и насос определяют расчёт

Две нагрузки обычно определяют небольшой автономный дом: холодильник, потому что работает каждый час каждого дня, и насос скважины, потому что даёт большой всплеск на короткие рывки. Насос глубокой скважины, стартующий на 1,5 киловатта, может требовать в три-пять раз больше на секунду, и инвертор, неспособный выдать этот всплеск, просто отключается. Реши это, качая в приподнятый накопительный резервуар в солнечные часы, чтобы дом питался самотёком, и выбирая современный высокоэффективный холодильник. Хорошо сократить эти две нагрузки стоит больше, чем ещё одна панель.

💡 Плавный пуск на насосе часто избавляет от покупки инвертора помощнее.

Проверь себя

На что должна рассчитываться солнечная система?

Ты не можешь сохранить июльское солнце до декабря. Автономные системы рассчитывают на худшую реалистичную неделю, обычно с генератором для крайних случаев.

Дом расходует 3 кВт·ч в день и хочет два дня автономности. Сколько примерно нужно полезного хранилища?

Суточная нагрузка, умноженная на дни автономности, даёт полезное хранилище. Для свинцово-кислотных аккумуляторов номинальную ёмкость банка потом примерно удваивают, потому что используется только половина.

Почему насос глубокой скважины часто отключает инвертор?

Моторы при запуске потребляют большой пусковой ток. Либо рассчитывай инвертор на этот всплеск, либо ставь плавный пуск, либо качай в самотёчный резервуар в солнечные часы.

Какая нагрузка обычно расходует больше всего ватт-часов за год в небольшом автономном доме?

Холодильник скромен по ваттам, но работает каждый час каждого дня, поэтому он определяет годовое потребление наравне с насосом.

Попробуй на практике: Составь собственный список нагрузок и рассчитай массив

  1. Перечисли каждое устройство с его ваттами и ежедневными часами и просуммируй ватт-часы
  2. Добавь 20 процентов на потери в системе
  3. Умножь на два дня, чтобы получить нужную полезную ёмкость аккумулятора
  4. Раздели суточную цифру на 2,5 зимних солнечных часа, чтобы оценить ватты панелей
  5. Определи свои две крупнейшие нагрузки и запиши один способ сократить каждую

🛒 Снаряжение для этого навыка

Всё снаряжение →

Как партнёр Amazon мы получаем доход с подходящих покупок. Для тебя цена не меняется, а сайт остаётся бесплатным.

Следующий урок: Отопление и готовка на дровах →

Источники

Написано и проверено командой Human Skills по источникам ниже. Как мы проверяем материалы

  • DGEG (Direcao-Geral de Energia e Geologia)
  • International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme
  • US Department of Energy Solar Energy Technologies Office

Похожие уроки