Калькулятор солнечных панелей

Что такое калькулятор солнечных панелей?

Калькулятор солнечных панелей — это инструмент планирования, который преобразует ваше потребление электроэнергии в конкретную фотоэлектрическую (PV) систему: суммарную мощность массива в киловаттах, число отдельных панелей, которые нужно установить, и примерную площадь крыши, которую они займут. Вместо того чтобы гадать, вы вводите, сколько энергии расходуете, насколько солнечен ваш регион и характеристики рассматриваемых панелей, а калькулятор подбирает размер массива за вас.

Это важно, потому что слишком маленький массив оставит часть счёта непокрытой, а слишком большой приведёт к лишним тратам на панели и мощность инвертора, которые вы никогда не используете. Правильный подбор размера — первый шаг любого проекта солнечной электростанции на крыше.

Как работает калькулятор?

В основе расчёта лежит простая идея: каждый киловатт установленных панелей вырабатывает предсказуемое количество энергии в день, и вам нужно достаточно киловатт, чтобы покрыть суточную потребность.

Сначала ваше потребление приводится к среднесуточной потребности в энергии. Если вы вводите месячное значение, оно делится на среднее число дней в месяце:

Энергия, которую один киловатт панелей выдаёт за день, зависит от двух факторов: пиковых солнечных часов в вашем регионе (эквивалентного числа часов в сутки полного солнечного света 1000 Вт/м²) и коэффициента производительности (понижающего множителя, учитывающего реальные потери от нагрева, проводки, инвертора и пыли). Поэтому требуемая мощность системы в киловаттах равна:

где $E_{\text{day}}$ — суточная потребность в кВт·ч, $H_{\text{sun}}$ — пиковые солнечные часы в сутки, а $r$ — коэффициент производительности.

Зная номинальную мощность одной панели $W_{\text{panel}}$ (в ваттах), число панелей равно мощности системы в ваттах, делённой на мощность панели и округлённой вверх до целой панели:

Наконец, если вы укажете физическую площадь одной панели $A_{\text{panel}}$, калькулятор оценит площадь крыши, занимаемую массивом:

Разбираемся в исходных данных

• Пиковые солнечные часы сводят целый день меняющегося освещения к эквивалентному числу часов при стандартной освещённости 1000 Вт/м². Солнечные регионы в низких широтах могут давать в среднем 5–6 часов, тогда как пасмурный северный климат — 3 и меньше.

• Коэффициент производительности — это доля номинальной мощности панелей, которая фактически доходит до вашего счётчика. Типичные реальные установки находятся около 0,7–0,8; этот калькулятор по умолчанию использует 0,75. Меньший коэффициент означает, что нужно больше панелей при той же потребности.

• Мощность панели — это номинальная мощность одного модуля при стандартных условиях испытаний. Современные бытовые панели обычно имеют от 300 Вт до 450 Вт.

Пример 1: суточная потребность

Предположим, домохозяйство расходует 30 кВт·ч в день, регион в среднем даёт 5 пиковых солнечных часов, а вы планируете использовать панели 400 Вт с коэффициентом производительности 0,75. Каждая панель имеет площадь 1,95 м².

Мощность системы:

Число панелей:

И площадь крыши:

Итак, массив на 8 кВт из двадцати панелей по 400 Вт, занимающий около 39 м² крыши, покрывает потребность.

Пример 2: месячный счёт

Теперь предположим, что вам известно только месячное потребление 900 кВт·ч, в регионе с 4 пиковыми солнечными часами, с панелями 350 Вт при коэффициенте производительности 0,75.

Сначала переведём в суточную потребность:

Мощность системы становится:

И число панелей округляется вверх:

Меньшее число солнечных часов и более слабые панели увеличивают массив до 29 модулей при схожем годовом потреблении.

Практические замечания

• Результат — это оценка для планирования, а не инженерный проект. Ориентация крыши, наклон, затенение и сезонные колебания меняют реальную выработку, поэтому относитесь к числу панелей как к отправной точке.

• Округление числа панелей вверх гарантирует, что массив покрывает (а не просто приближается к) целевую потребность; последняя панель обычно добавляет небольшой запас.

• Если вы хотите покрыть только часть счёта, перед расчётом умножьте вводимое потребление на эту долю.

• Более консервативный коэффициент производительности разумен в жарком климате или при длинных кабельных трассах, поскольку и то и другое снижает доставляемую энергию.