Спрощений розрахунок сонячних панелей

Існує досить простий розрахунок сонячних панелей який дозволяє спрогнозувати річну генерацію електроенергії від сонячної станції. Ця методика підійде для спрощеного розрахунку та допоможе оцінити середню продуктивність сонячних панелей.

Формула розрахунку для прогнозу середньюрічнї генерації електроенергії сонячними панелями

Щоб зробити розрахунок сонячних панелей скористаємося такою формулою:

де:

• I – інтенсивність сонячного випромінювання, що потрапляє на поверхню Землі в горизонтальній площині. Значення можна вибрати, скориставшись картою інтенсивності сонячної радіації за рік:

• Ко – поправочний коефіцієнт перерахунку сумарного потоку сонячної енергії з горизонтальної площини на похилу поверхню сонячних панелей в залежності від орієнтації відносно півдня. Дані можна взяти і в наступній таблиці:

• Vмодуля – номінальна потужність сонячної панелі чи ланцюга сонячних модулів. Вказується у паспортних даних, кВт;
• Кпот – коефіцієнт, що враховує втрати сонячної панелі при перетворенні та передачі електроенергії;
• Uвипробування – інтенсивність сонячної радіації, при якій фотоелектричні панелі тестуються (умови STC), тобто 1000 Вт/м2.

Втрати енергії у сонячній електростанції

Загальні втрати енергії, що впливають на розрахунок сонячних панелей при перетворенні сонячного випромінювання у фотоелектричній системі включають:

• втрати у дротах – 1%
• втрати в інверторі – 2-5%
• втрати пов’язані із зростанням температури фотоелементів – 2-5%
• втрати у процесі роботи сонячної панелі в період низького рівня сонячного випромінювання – 1-3%
• втрати пов’язані із затіненням та забрудненням сонячних панелей – 1-3% (у разі неоптимального орієнтування ці втрати можуть бути значно вищими)
• втрати шунтуючих діодів – 0,5%

При оптимальному компонуванні обладнання ефективність сонячної системи в 90% вважається дуже гарною. На практиці можливі випадки, коли загальні втрати можуть досягати значення 20-30% через погану якість обладнання або неправильний підбір компонентів системи та інших факторів.

Приклад розрахунку продуктивності сонячних панелей

Для прикладу здійснимо спрощенний розрахунок сонячної фотоелектричної станції з наступними параметрами:

• Загальна номінальна потужність сонячних панелей – 10 квт;
• Регіон – Київ;
• Кут нахилу покрівлі 45º та відхилення від південного напрямку 25º;
• Загальні втрати приймаємо 10%.

Скориставшись даними з карти сонячної інтенсивності, вибираємо значення 1000 кВт·год/(м²·рік) відповідне 4-й зоні. Поправочний коефіцієнт перерахунку сумарного потоку сонячної енергії дорівнюватиме 1,10.

Підставивши значення, отримуємо наступний розрахунок:

Е = 1 000 [кВт·год/(м²·рік)] × 1,1 × 10 [кВт] × 0,9 / 1 [кВт·год/м²] = 9 900 [кВт·ч/рік]

Цей розрахунок сонячних панелей надає можливість приблизно оцінити середню кількість електроенергії, яку здатна згенерувати фотоелектрична станція протягом року. Важливо відзначити, що отриманий результат є попереднім і деякі фактори можуть впливати на фактичну продуктивність.