Опубліковано: 09.08.2018
Автор: Владислав С.

Правильно вибрані характеристики та місце розташування фотоелектричних модулів впливають насамперед на ефективність домашньої електростанції. Перше, на чому варто наголошувати під час вибору – це тип кристалів.

Монокристалічні панелі омають більший ККД, але ефективні тільки, коли сонячні промені падають під прямим кутом 90°, що підходить для екваторіальних широт. Інший варіант – поставити на поворотні трекери, що регулюють кут нахилу до сонця. Через недостатнє або неправильне освітлення висока ймовірність, що виробленого струму не вистачить для включення інвертора.

Застосовуються здебільшого в промислових СЕС, де важливе максимальне вироблення електрики на обмеженій території.

Серед домашніх електростанцій поширені полікристалічні модулі. Відмінно працюють під будь-яким нахилом до сонця, виробляють електрику навіть із відбитого світла. Мають менший поріг автоматичного запуску.

Полікристалічні панелі дешевші в середньому на 2–3 % за монокристалічні. Хоч і різниця цін між ними не суттєва, для широт України полікристалічні все ж будуть краще.

Бренд – не менш важливий критерій вибору. Краще вибирати з «Tier1» – ТОП-10 світових виробників. Усі 10 компаній реалізують повний цикл виробництва сонячних батарей і забезпечують контроль якості на кожному етапі.

Згідно зі стандартами Tier1, за перший рік експлуатації фотомодуль не повинен втратити більш як 0,8 % потужності, а за перші 25 років – більш як 20 %. Фактично ж у багатьох виробників з Tier1 батареї зберігають 80 % номіналу протягом 30 років служби.

У менш рейтингових компаній цей показник не такий високий, і відповідно більший відсоток втрат, а це не вироблена й не продана енергія. Згодом недовиробіток електрики буде зростати, а з нею і втрати доходу. Щоби батарея довго та ефективно виробляла електроенергію, то краще вибирати Tier1.

Визначившись із брендом, порахуйте потужність вашого проекту, але пам’ятайте, що вона обмежена.

Чим зумовлена потужність сонячної електростанції

Тут грає важливу роль обмеження електропостачання на домогосподарство та площа покрівлі. Річ у тім, що для кожна оселя має обмеження навантаження на мережу. Це викликано тим, що окрему ділянку вулиці або квартал обслуговує власний розподільний енерговузол, розрахований на певне навантаження.

Вироблена за «зеленим тарифом» електрика насамперед йде на постачання домашньої мережі, тому потужність не має перевищувати рівень електроспоживання. Наприклад, якщо РЕМ відвели вам лише 7 кВт, потужність домашньої СЕС не повинна перевищувати цей показник.

Більше просто не дозволять встановити. Аварії, швидше за все, не станеться, але виникнуть інші складності з боку енергопостачальної компанії, тому максимально допустиме вироблення обмежується інвертором, який і обмежує цю потужність.

Збільшення максимального навантаження доведеться погоджувати з РЕМ, щоб енергопостачальник провів на вашу ділянку додаткову лінію з іншого розподільного вузла (за наявності технічної можливості) і найімовірніше за це доведеться доплачувати.

Потужність системи визначається номіналом інвертора, а не сумарною потужністю фотомодулів. Наприклад, вам ніхто не забороняє встановити 7кВт інвертор і панелі на 10кВт. Потужність системи однаково визначається за номіналом інвертора й буде складати 7кВт.

В українських широтах сонячні батареї майже ніколи не працюють на максимум, хіба що посеред ясного дня влітку. Зазвичай це 30–50 % від номіналу. Читайте про продуктивність тут.

Наприклад, якщо у ваша станція на 7 кВт, у мережу надходить у середньому 2–3 кВт на годину. Якщо розширити потужність до 10 кВт, середній показник генерації складатиме 4–5 кВт. З іншого боку, серед ясного літнього дня може вироблятися 8 кВт, а то і всі 9 кВт. Через обмеження інвертора, у мережу надходитиме лише 7 кВт. В українських широтах така аномально високе вироблення можливе лише кілька днів у році протягом 2–3 години на добу.

Інвертор «зріже» потужність, якщо вона перевищуватиме номінал. За таких умов короткочасно будуть невеликі втрати, але в перспективі ви продасте в енергосистему (чи енергопостачальнику) на 40 % більше електроенергії.

Знаючи обмеження електропостачання, нескладно порахувати, скільки модулів знадобиться.

Розрахунок потужності домашньої СЕС

Усі панелі, що складають масив, стандартизовані за габаритами та номіналом. Їхня потужність 260–290Вт, а площа біля 1,5–1,7м².

Малопотужні фотомодулі виготовляються з виробничого браку, тому вони не дуже поширені. Якщо ви зустрінете номінали 50Вт, 100Вт чи 150Вт, враховуйте, що їхня якість швидше за все не дотягує до стандарту, навіть у топових виробників.

Середній приклад станції на 8кВт

Для розрахунків візьмемо стандарт класу Tier1. Розрахуємо, скільки панелей знадобиться для 8кВт станції:

8000 Вт / 275 Вт/шт ≈ 29,09 шт.

Округлюємо в більшу сторону й отримуємо 30шт. Фактична потужність станції складатиме:

275 Вт/шт × 30 шт = 8 250 Вт.

З огляду на те, що навіть влітку вона буде працювати на 50–60 % від номіналу, 250Вт – зайвими не будуть.

Розраховуємо площу покрівлі для електростанції:

1,63 м²/шт × 30 шт = 48,9 м².

Така порівняно невисока конструкція легко розміститься на будь-якому даху. А тепер розрахуємо максимально допустимий варіант.

Максимальний приклад на 30кВт

За умовами зеленого тарифу,потужність домашньої СЕС не повинна перевищувати 30 кВт. Розрахуємо кількість панелей для досягнення такої потужності:

30 000 Вт / 275 Вт/шт = 109 шт.

Вони будуть займати площу:

1,63 м²/шт × 109 шт = 177,67 м².

Важливо розуміти, що в розрахунках відображена корисна площа даху. Навіть, якщо у вас вона набагато більша, не факт, що на даху вистачить місця для всіх модулів.

Тут важливо не тільки кількість квадратних метрів, а й технічні параметри: висота, форма, нахил. Не забувайте і про те, що це майже 2 тонни ваги. Не кожна покрівля здатна витримати таку гігантську та важку конструкцію.

Яким повинен бути дах для СЕС?

Під час планування, крім габаритів покрівлі, враховуйте також форму й кут нахилу. Україна розташована в північній півкулі, тому найбільше світла отримує південна сторона. На ній і розміщуйте фотоелектричні модулі. Більше про це читайте в статті про ефективність сонячних панелей.

Ідеї для розміщення фотомодулів

Для наземного розміщення знадобиться ділянка великої площі. До цього варіанту ми повернемося пізніше, а зараз розглянемо більш практичні рішення.

Якщо одного даху замало – перенесіть частину електростанції на інші об’єкти, наприклад, той же гараж або господарські споруди. Проте, для цього знадобиться інвертор на два MPPT виходи (мінімум).

Це хороший варіант у випадку недалекого розташування від будинку, оскільки в батареях виробляється постійний струм, і зі збільшенням довжини кабелю збільшуються втрати електрики. Дуже бажано все розміщати компактно.

Якщо не вистачить кількох квадратних метрів площі, можна спорудити додатковий навіс (якщо це можливо). Це може трішки зіпсувати зовнішній вигляд будинку, але це найпростіший та найдешевший варіант.

Прості та популярні рішення

Найпростіший варіант – спорудити окремий навіс, що складається із кількох опор і даху з панелей, а простір під ним використовувати для паркінгу чи інших цілей.

На фото приклад того, як «викрутитися із ситуації», коли дах будинку не підходить для розміщення.

Через те, що нахили обох ділянок відрізняються – знадобиться інвертор на 2 MPPT трекера.

Ось ще кілька прикладів раціонального використання корисної площі:

Веранда з ганком сумарною потужністю біля 7 кВт.

Функціональний навіс для автомобіля – 2,5 кВт.

Панелі на фасаді

Розміщення панелей на фасаді будівлі доцільне тільки, якщо неможливі інші варіанти, як на цьому фото, де дах повернутий не в сонячну сторону, а вільного місця для розширення просто немає.

Єдиний недолік: через такий нахилу ефективність влітку зменшиться, зате взимку, коли сонце низько, вона буде кращою, ніж на даху.

Під час планування намагайтеся не допускати таких помилок, як на фото, де антена кидає тінь прямо на панель. Так, ще на етапі планування ви розрахуєте зручний нахил та сплануєте розташування навісу, що допоможе раціонально використати вільне місце для розміщення панелей.