À notre époque moderne, diverses technologies se développent activement pour offrir un maximum de confort dans l'activité humaine. En particulier, il convient de noter que le développement des sources d'énergie alternatives bat son plein. Un exemple frappant en est les panneaux solaires, qui peuvent désormais être installés sur le toit de votre propre maison. Et n'importe qui peut les acheter. Cela est particulièrement vrai dans les cas où la maison est située loin des lignes électriques. Mais pour ressentir tous les avantages et avantages d'une telle solution, le calcul correct des panneaux solaires est nécessaire.
Informations générales
L'effet photoélectrique est un phénomène physique qui a été découvert en 1887 et qui est devenu la base du développement de panneaux solaires pour produire de l'électricité. Sous l'influence de la lumière (photons) ou de tout autre rayonnement électromagnétique, l'énergie de ces particules est transférée aux électrons de la substance. En d'autres termes, avec l'aide du soleilrecevoir de l'électricité.
Après la découverte de ce phénomène physique, il est devenu nécessaire de le contrôler. À cette fin, des photocellules ont été créées - des appareils électroniques spéciaux de taille compacte. Ils comprennent des matériaux semi-conducteurs.
Dans des conditions de production industrielle, il est devenu possible de combiner des transducteurs microscopiques en panneaux massifs et efficaces. De nombreuses entreprises modernes produisent des conceptions modulaires en silicium en grand volume. Leur efficacité est d'environ 18-22 %.
La batterie solaire comprend plusieurs modules similaires à travers lesquels les photons de la lumière du soleil pénètrent dans le circuit électrique sous forme de courant continu. Ensuite, ils entrent dans les dispositifs de stockage ou sont convertis en une charge de courant alternatif (220 volts). L'énergie électrique qui en résulte permet aux appareils électroménagers de fonctionner.
Caractéristiques du calcul des panneaux solaires pour la maison
Cette opération revient avant tout à déterminer leur puissance. Et pour cela, il est nécessaire de savoir quelle charge énergétique tombera sur l'ensemble de la structure. En d'autres termes, combien de kilowatts d'énergie seront consommés par mois.
Ces lectures peuvent être déterminées en observant le compteur électrique. Et si la valeur est inférieure à 100 kW, les panneaux doivent être achetés exactement ceux qui sont capables de générer une telle quantité d'énergie.
Il convient également de considérer que le travail de l'énergie solaireles batteries en mode plein n'est possible qu'en plein jour. Une émission complète ne se fera que lorsque le ciel sera dégagé. Lorsque l'angle d'incidence des rayons solaires change, ainsi que l'apparition de nuages à l'horizon, la puissance diminuera de 20 %. La même chose se produira par temps nuageux. Tout cela ne doit pas être oublié.
C'est-à-dire que dans le processus de calcul des panneaux solaires pour une maison privée, vous devez prendre la période pendant laquelle ils fonctionnent à pleine capacité. En règle générale, il s'agit de 7 heures - la période de 9 h à 16 h. Parallèlement, en saison estivale, les panneaux peuvent fonctionner de l'aube au crépuscule. Mais dans le passé, le pourcentage de capacité de travail ne sera que de l'ordre de 20 à 30 %. Pendant les heures ci-dessus, vous pouvez obtenir les 70 % restants
Puissance
Comme nous l'avons déjà compris, le facteur fondamental à prendre en compte lors du calcul des panneaux solaires est la charge énergétique. Après tout, les performances des batteries dépendent en grande partie de la quantité d'électricité nécessaire pour fournir une maison:
- Créer une station à part entière nécessite l'utilisation de panneaux puissants - de 150 à 250 watts.
- Pour maintenir les performances d'un éclairage de campagne uniquement, vous pouvez vous débrouiller avec des piles de faible puissance - pas plus de 50 W, ce qui est suffisant.
Comment faire de tels calculs ?
Consommation électrique de base
Avant de calculer la batterie solaire et la batterie, il est nécessaire de déterminer la puissance totale de tous les consommateurs de courant électrique utilisés. A cet effet, la consommation énergétique de chaque unité (électroménagers, ampoules, etc.) est multipliée par le nombre d'heures d'utilisation danspendant la journée.
Après cela, additionnez toutes les données reçues. Le résultat est le taux de consommation d'électricité par jour (en kilowattheures). C'est la quantité que les panneaux solaires devraient produire, et c'est la valeur minimale. Les calculs ultérieurs concernant le nombre de panneaux, leur coût et d'autres paramètres dépendront de ces données.
Cependant, l'ensemble du système n'est pas uniquement composé de panneaux solaires, d'autres composants sont inclus ici:
- onduleurs;
- piles;
- contrôleurs de charge.
Lors du calcul de la puissance des panneaux solaires pour une maison, il ne faut pas non plus la négliger ! Dans les batteries, il y a une diminution de l'énergie - jusqu'à 20%. À cet égard, dans les calculs ultérieurs, la valeur de base obtenue doit être augmentée de ce montant.
Consommateurs d'électricité
Dans chaque maison, vous pouvez trouver un certain nombre d'appareils électroménagers indispensables. La technique suivante fonctionnera toujours à certaines heures:
- réfrigérateur;
- TV;
- ordinateur;
- lave-linge;
- chaudière;
- fer;
- four à micro-ondes (cependant, tout le monde n'en a pas).
Il existe également d'autres dispositifs, en l'absence desquels la vie perd le niveau de confort souhaité. De plus, un certain nombre d'ampoules, pouvant atteindre une centaine, s'allument chaque jour sur le territoire de l'immobilier privé.
Le tableau ci-dessous montrepuissance des appareils électriques les plus utilisés.
| Appareil électroménager | Puissance nominale (W) | Durée approximative de travail pour une journée (heures) | Consommation journalière (kWh) |
| Micro-ondes | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| Lave-linge | 500 | 6 | 3 |
| Réfrigérateur | 500 | 3 | 1, 5 |
| Ampoules | 200 | Environ 10 | 2 |
| Fer | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Cahier | 100 | 5 | 0, 5 |
| Chaudière 150 litres | 1, 2 | 5 | 6 |
| Contrôleur | 5 | 24 | 0, 1 |
| Onduleur | 20 | 24 | 0, 5 |
Avec ce tableau, il est pratique d'effectuer une simplecalcul mathématique des panneaux solaires. Dans cet exemple particulier, la valeur de consommation quotidienne est de 18,9 kWh. Seulement c'est sans tenir compte de ce que nous n'utilisons pas habituellement tous les jours - une bouilloire électrique, un sèche-cheveux, une pompe, un robot culinaire, etc. Ainsi, en moyenne, jusqu'à 25 kWh (au moins) peuvent être obtenus.
Le point important est l'insolation
Avant de commencer à compter le nombre de panneaux solaires, vous devez tenir compte d'un élément tel que l'insolation. En gros, ce terme doit être compris comme la quantité d'énergie solaire tombant par unité de surface. C'est un paramètre très important, sans lequel il est impossible de déterminer exactement combien de panneaux doivent être achetés.
Après tout, même s'il n'y a pas assez de lumière solaire, quelle que soit la productivité de la batterie, elle ne pourra pas produire la puissance nécessaire. Par conséquent, vous devez comprendre l'importance de ce paramètre lors du calcul des panneaux solaires. Après tout, le niveau d'approvisionnement énergétique requis en dépendra.
Bien sûr, ce paramètre est purement individuel pour chaque région spécifique du pays. Il existe deux façons d'obtenir ces informations nécessaires:
- répertoires spécialisés;
- ressources météorologiques électroniques.
Comme vous pouvez le comprendre, la valeur maximale de l'insolation tombera sur la période estivale. Les valeurs minimales sont principalement dans les mois froids.
Nombre de piles
Vous pouvez maintenant commencer à compter le nombre de panneaux. Pour cela, la valeur trouvée de la consommation de basel'énergie électrique par jour doit être divisée par les données d'insolation du mois requis.
En même temps, il est important de comprendre que le calcul doit être effectué sur une base mensuelle, car les données peuvent varier dans une mesure différente et parfois significative. Il reste maintenant à diviser la valeur résultante en calculant à nouveau le nombre de panneaux solaires, uniquement par le paramètre de puissance du panneau sélectionné. Cette caractéristique est indiquée dans le passeport. Si le résultat est un nombre fractionnaire, il est arrondi à une valeur entière et uniquement supérieure. Ce sera le résultat final.
Bien sûr, plus les performances du panel sont élevées, moins il faudra en prendre. Et ici, tout dépend principalement de la taille du budget familial et de la superficie du toit. Dans le même temps, il est nécessaire de prendre en compte la période de fonctionnement de l'ensemble du système. En effet, avec une diminution de l'ensoleillement des panneaux solaires, il en faudra plus que dans des conditions normales.
Dépenses rationnelles
En pensant au calcul des panneaux solaires, il convient de prêter attention à l'éclairage. Mais, comme déjà indiqué, le nombre de lampes sur le territoire d'une maison privée peut être important - 100 ou plus. Pour cette raison, il convient de prêter attention aux ampoules à économie d'énergie. En conséquence, des économies importantes peuvent être réalisées en termes de consommation d'énergie.
De plus, vous devez acheter des appareils électroménagers non inférieurs à la classe A et même A +, A ++, A +++. En fin de compte, une telle mesure réduira considérablement les coûts qui seront dépensés pour l'achat d'énergie solairepanneaux. De plus, la plupart des appareils modernes ne sont conçus que pour consommer 12 V.
Et c'est exactement ce que les panneaux photo sont capables de produire, sans l'utilisation de dispositifs supplémentaires pour convertir le courant continu en tension alternative.
Exemple mathématique
Lors du calcul du nombre de panneaux solaires pour une maison, il faut tenir compte de la saison de l'année où l'ensemble du système fonctionnera en mode plein. Et encore une fois, tout ici est dû à l'insolation. Selon le mois, un nombre différent de panneaux photo peut être nécessaire.
Pour une meilleure compréhension, il vaut la peine de donner un exemple précis:
- Par exemple, la consommation électrique quotidienne de la maison sera de 15 kWh.
- Paramètre d'ensoleillement - 3 kWh/m2.
- La puissance d'un panneau est de 300 W ou 0,3 KW.
Calculez le nombre de piles requis (indiqué par la lettre N): N=15/3/0, 3=16, 6. En arrondissant la valeur résultante à un nombre entier, nous obtenons le résultat - 17 panneaux.
Cependant, en hiver, l'ensoleillement chute considérablement et peut atteindre 1 kWh/m2. Dans ce cas, vous aurez besoin de beaucoup plus de piles - jusqu'à 50.
Plusieurs nuances
D'une part, le rejet de la dépendance à l'alimentation centrale implique certains avantages. Mais il y a aussi le revers de la médaille - une telle mesure est pleine de nuances qu'il ne faut pas négliger. Et tout d'abord, il faut comprendre que le soleil ne brillera pas pendant tous les mois, sans "pause" - après tout, le luminaireaussi besoin d'un "repos".
Pour cette raison, lors du calcul des panneaux solaires, vous devez consulter les archives des conditions météorologiques dans la région de résidence afin de déterminer le nombre de jours nuageux. On peut voir qu'au moins 7 jours dans un mois est une période de conditions météorologiques défavorables. À l'heure actuelle, les panneaux solaires ne seront pas en mesure de fournir la quantité d'énergie électrique requise.
De plus, il ne faut pas oublier le raccourcissement du jour en automne et au printemps. En conséquence, le nombre de jours nuageux augmente. À cet égard, pour recevoir de l'énergie solaire de mars à octobre, il est nécessaire d'augmenter le nombre de panneaux jusqu'à 50 %, selon la région de résidence.
