Выбор и расчет солнечных панелей для дома

• Максимально допустимая мощность
• Как посчитать панели и площадь под них
• Какой должна быть сама крыша
• Примеры оптимального размещения
• Особенность размещения на фасаде

Правильно выбранные характеристики и место размещения фотоэлектрических модулей первоочередно влияют на эффективность домашней электростанции. Первое, на чем стоит акцентировать внимание при выборе - это тип кристаллов.

Монокристаллические панели обладают большим КПД, но работают только, когда солнечные лучи попадают под прямым углом 90°, что подходит для экваториальных широт. Второй вариант - поставить на поворотные трекеры, регулирующие угол наклона к Солнцу. При недостаточной или неправильной освещенности высокая вероятность, что вырабатываемого тока не хватит для включения инвертора.

Применяются в основном в промышленных СЭС, где важна максимальная выработка электричества на ограниченной территории.

В домашних электростанциях более распространенные поликристаллические модули. Отлично работают под любым наклоном к Солнцу, производят электричество даже из отраженного света. У них меньше порог автоматического запуска.

Поликристаллические панели дешевле в среднем на 2-3% монокристаллических. Хоть и разница цен между ними не существенна, для широт Украины вторые все же будут выгоднее

Бренд - не менее важный критерий выбора. Лучше выбирать из «Tier1» - ТОП-10 мировых производителей. Все 10 компаний реализуют полный цикл производства солнечных батарей и обеспечивают контроль качества на каждом этапе.

Согласно стандартам Tier1, за первый год эксплуатации фотомодуль не должен потерять больше 0,8% мощности, а за первые 25 лет - больше 20%. Фактически же у отдельных брендов Tier1 батареи сохраняют 80% номинала на протяжении 30 лет службы.

У менее рейтинговых компаний этот показатель не такой высокий, и соответственно больше процент потерь, а это не выработанная и не проданная энергия. Со временем недовыработка электричества будет расти, а с ней и потеря дохода. Если для Вас важно, чтобы батарея долго и качественно работала, то лучше выбирайте Tier1.

Определившись с брендом, посчитайте мощность Вашего проекта, но помните, что она ограничена.

Чем обусловлена мощность солнечной электростанции

Здесь играет важную роль ограничение электроснабжения на домохозяйство и площадь кровли. Дело в том, что в каждом доме и квартире ограничена нагрузка на сеть. Обычно это 5-10 кВт. Это вызвано тем, что отдельный участок улицы или квартал обслуживает собственный распределительный энергоузел, рассчитанный на определенную суммарную максимальную нагрузку.

Выработанное по «зеленому тарифу» электричество прежде всего идет на снабжение домашней сети, и его количество не должно превышать ограничение по электропотреблению. Например, если РЭС отвели Вам только 7 кВт, мощность домашней СЭС не должна превышать этот показатель.

Больше просто не разрешат установить. Аварии, скорее всего, не случится но возникнут другие сложности со стороны энергопоставляющей компании, потому максимально допустимая выработка ограничивается инвертором. Он не пропустит в сеть больше номинала.

Для увеличения максимальной нагрузки Вам придется договариваться с РЭС, чтобы те провели на Ваш участок дополнительную линию с другого распределительного узла (при наличии технической возможности, конечно) и, скорее всего, за это придется доплачивать.

Мощность системы определяется номиналом инвертора, а не суммарной мощностью фотомодулей. Например, с тем же ограничением Вам никто не запрещает поставить 7кВт инвертор и панели на 10 кВт. В таком случае будет считаться, что мощность системы 7кВт.

В украинских широтах солнечные батареи почти никогда не работают на максимум, разве что посреди ясного дня летом. Обычно это 30-50% от номинала. Читайте про производительность тут.

Например, если у Вас стоит станция на 7 кВт. В сеть поступает в среднем 2-3 кВт в час. Если расширить мощность до 10 кВт, средняя выработка составит 4-5 кВт. С другой стороны, посреди ясного летнего дня будет производиться 8 кВт, а то и всех 9 кВт. При этом в сеть поступит только 7 кВт. В украинских широтах такая аномально высокая выработка вероятна несколько дней в году по 2-3 часа в сутки.

Инвертор «срежет» мощность выше своего номинала. В таких условия кратковременно будут небольшие потери, но в перспективе Вы продадите в энергосистему (или энергоснабжающей организации) до 40% больше электричества.

Зная ограничение электроснабжения, несложно посчитать, сколько модулей Вам понадобится.

Расчет мощности домашней СЭС

Все панели, из которых собирается массив, стандартизированы по габаритам и номиналу. При 260-290 Вт мощности, их площадь варьируется около 1,5 - 1,7 м2.

Маломощные фотомодули делаются из производственного брака, потому их сложнее купить. Если Вы встретите номиналы 50Вт, 100Вт или 150Вт, помните, что их качество скорее всего ниже стандарта, даже у топовых производителей.

Средний пример станции на 8кВт

Для расчетов возьмем стандарт класса Tier1. Для 8кВт станции, Вам понадобятся панели в количестве:

8000 Вт / 275 Вт/шт ≈ 29,09 шт

При округлении в большую сторону получится 30шт. Фактическая мощность станции составит:

275Вт/шт. × 30 шт. = 8 250 Вт.

Учитывая, что даже летом она будет работать на 50-60% от номинала, разница - не критичная.

Рассчитаем площадь кровли под электростанцию:

1,63 м2/шт. × 30 шт. = 48,9 м2.

Такая относительно небольшая конструкция легко разместится на любой крыше. А теперь рассчитаем максимально допустимый вариант.

Максимальный пример на 30кВт

По условиям зеленого тарифа, мощность домашней СЭС не должна превышать 30кВт. Чтобы соорудить такую станцию понадобится тех же панелей, что и в предыдущем примере:

30 000 Вт / 275 Вт/шт. = 109 шт.

Для их размещения необходима площадь:

1,63 м2/шт. × 109 шт. = 177,67 м2.

Важно понимать, что в расчетах отображена полезная площадь крыши. Даже если у Вас она намного больше, не факт, что ее хватит для размещения всех модулей.

Здесь важно не только количество квадратных метров, а и технические параметры: высота, форма, наклон. Не забывайте и о том, что это почти 2 тонны веса. Не каждая кровля выдержит такую гигантскую и увесистую конструкцию.

Какая должна быть крыша для СЭС?

При планировании, помимо габаритов кровли, учитывайте ее форму и угол наклона. Так как Украина находится в северном полушарии, больше всего света получает южная сторона. На ней и размещайте фотоэлектрические модули. Больше об этом читайте в статье про эффективность солнечных панелей.

Идеи для размещения фотомодулей

При наземной установке нужно в обязательном порядке обладать значительными площадями. Мы этот вариант пока рассматривать будем позже, а сейчас рассмотрим более практичные решения.

Если одной крыши мало - перенесите часть электростанции на другие объекты, например, тот же гараж или хозяйственные постройки. Правда для этого понадобится инвертор на два MPPT выхода (минимум).

Это хороший вариант при близком расположении от дома, так как в батареях вырабатывается постоянный ток, и с увеличением длины кабеля увеличиваются потери электричества. Потому, крайне желательно все размещать компактно.

При нехватке нескольких квадратных метров, соорудите дополнительный навес (если это возможно). Так Вы не нарушите эстетику дома и решите вопрос недостающей площади.

Простые и популярные решения

Самый простой вариант - соорудить отдельный навес, состоящий из нескольких опор и крыши из панелей, а пространство под ним использовать в качестве паркинга или других целей.

На фото пример того, как «выкрутиться из ситуации», если крыша дома не подходит для размещения.

Из-за того, что наклоны обеих участков отличаются - понадобится инвертор на 2 MPPT трекера.

Вот еще несколько примеров практического использования полезной площади:

Веранда с крыльцом суммарной мощностью около 7 кВт.

Функциональный навес для автомобиля - 2,5 кВт.

Панели на фасаде

Размещение панелей на фасаде здания целесообразно только при отсутствии иных вариантов, как на этом фото, где крыша повернута не в солнечную сторону, а свободного места для строительства площадей попросту нет.

Единственный недостаток: из-за такого наклона эффективность летом уменьшится, зато зимой, когда Солнце низко, она будет лучше, чем на крыше.

При планировании старайтесь не допускать таких ошибок, как на фото, где антенна кидает тень прямо на панель.

Благодаря таким идеям, Вы не ограничены в планировании мощности СЭС, за исключением рамок самого «зеленого тарифа».

Так, еще на этапе планирования Вы рассчитаете удобный наклон и размещение навеса, оптимально спроектируете его площадь.