Скільки енергії дає сонячна батарея? На що вистачить однієї сонячної батареї?

Скільки енергії дає сонячна батарея фото
Скільки енергії дає сонячна батарея? На що вистачить однієї сонячної батареї?

З 2015 року кількість приватних СЕС в Україні щорічно збільшувалася вдвічі, до серпня 2019 року перевищивши дванадцять тисяч домогосподарств. На відміну від промислових станцій, де пріоритетною є максимально доступна потужність, власникам невеликих домашніх установок доводиться скрупульозно прораховувати витрати на кожен кіловат. І якщо потенційні потреби в електроенергії для будинку або дачі вже прораховані, залишається визначити, скільки енергії дає одна сонячна батарея в залежності від кліматичних особливостей регіону, сезонності, величини сонячної інсоляції, місця установки, наявності поворотних трекерів, різновидів панелей, ККД і т.д .

Чи впливає регіон на продуктивність сонячної енергії?

Величина сонячної інсоляції в різних регіонах України суттєво відрізняється. Усереднено можна вважати, що кожен 1 кВт потужності сучасних високоякісних панелей забезпечить наступну щорічну генерацію електроенергії по областях при ідеальних умовах:

  • Північні, північно-західні – 1035 кВт*год;
  • західні – 1070 кВт*год;
  • центральні – 1125 – 1175 кВт*год;
  • східні, південні – 1225-1275 кВт*год;
  • Крим, південно-західна частина Одеської області – 1300-1325 кВт*год.

Щоб розрахувати, скільки дає енергії сонячна батарея потужністю 250 Вт, наведені цифри знадобиться розділити на чотири. Це дасть наступні середні цифри (рік):

  • Рівне, Суми – 275 кВт*год (північ, північний захід);
  • Дніпро, Київ – 300 кВт*год (центр);
  • Херсона, Миколаїв – 325 кВт*год (південь).

Скільки дає енергії сонячна батарея в залежності від сезону/місяця?

Ще більш значна сезонна різниця в генерації. Через нахил земної осі тривалість світлового дня максимальна влітку і мінімальна взимку, а 1 кВт потужності панелей генерує приблизний обсяг генерації згідно з даними таблиці:

Північ і Захід Центр Південь і Схід
Доба Місяць Доба Місяць Доба Місяць
Січень 0,99 30,69 1,10 34,10 1,21 37,51
Лютий 1,71 47,88 1,90 53,20 2,09 58,52
Березень 2,70 83,70 3,00 93,00 3,30 102,30
Квітень 3,60 108,00 4,00 120,00 4,40 132,00
Травень 4,77 147,87 5,30 164,30 5,83 180,73
Червень 4,77 143,10 5,30 159,00 5,83 174,90
Липень 4,77 147,87 5,30 164,30 5,83 180,73
Серпень 4,23 131,13 4,70 145,70 5,17 160,27
Вересень 2,84 85,05 3,15 94,50 3,47 103,95
Жовтень 1,80 55,80 2,00 62,00 2,20 68,20
Листопад 0,95 28,35 1,05 31,50 1,16 34,65
Грудень 0,81 25,11 0,90 27,90 0,99 30,69
РІК   1034,55   1149,50   1264,45

Щоб з’ясувати, скільки енергії дає сонячна батарея в будь-який період, відповідні дані таблиці необхідно помножити на потужність панелей в кіловатах, наприклад:

250 Вт (червень, центральний регіон): 5,30*0,25 = 1,325 кВт/добу, 159,0 * 0,25 = 39,75 кВт/місяць.

Яку роль відіграє кут нахилу на продуктивність енергії?

Наступними факторами впливу на продуктивність є кут відхилення від прямої лінії сонячних променів, і поворот робочих поверхонь щодо сторін світу.

Ідеальними умовами розташування вважається:

  • перпендикулярність площини батареї до напрямку падіння променів;
  • орієнтація на південь.

Будь-які відхилення призводять до падіння показників.

Приблизний розрахунок відсотка втрат наведено в таблиці:

Відхилення від перпендикуляра Ефективність Азимут (сторона світу) Ефективність
100% Пд 100%
30° 80% Пд-Зх / Пд-Сх 95%
45° 60% Зх – Сх 70%
60° 40% Пн-Зх / Пн-Сх 35%
90° 20% Пн 0-5%

Розрахунок того, скільки енергії дають сонячні батареї, показує – зміна кута нахилу призводить до менших втрат продуктивності, ніж азимутне відхилення. Отже, монтаж нерухомих малопотужних систем (або тих що налаштовуються двічі на рік – зима/літо) економічно більш виправданий, ніж установка дорогих трекерів. Причина очевидна – кут відхилення навіть нерухомих панелей від строгого перпендикуляра протягом року завжди виявляється <30 °.

При проблемному монтажі панелі в напрямках південь, південний схід, південний захід придбання СЕС стає недоцільним.

Яким повинен бути рівень освітлення і погодні умови?

На те, скільки енергії дає сонячна батарея, найбільший вплив роблять погодні умови та особливо час доби. Вночі, при відсутності сонця, генерація системи дорівнює нулю. Порівняно мала вона рано вранці та пізно ввечері. Сильно зменшується генерація взимку, оскільки при низько розташованому сонці кут падіння променів занадто малий. Різниця між середньодобовою кількістю енергії на початку літа і наприкінці зими досягає 5 – 5,5 раза. Це пояснює факт, чому СЕС невеликої потужності взимку практично не використовуються. Важливою деталлю є наявність в такої сонячної станції акумуляторів, без яких подача енергії вночі неможлива.

Меншою мірою впливає на рівень виробництва енергії сніг, дощ та інші види опадів, за умови достатнього рівня освітлення. Крім того, окремі види панелей, що використовують в якості напівпровідника замість кремнію рідкоземельні елементи (сульфід композиту міді /індій /германій або телурид кадмію) відрізняються на 20% вищим спектром поглинання випромінювання при розсіяному світлі і великих кутах падіння світлових променів.

Наскільки важливий клас і якість обладнання?

Якщо задатися питанням, скільки енергії дають сонячні батареї в залежності від виробника і терміну експлуатації, картина утворюється наступна.

  1. Високоякісна продукція американських, європейських і японських компаній. Щорічна втрата ефективності – менше 0,3%, гарантований термін служби панелей – більше 25 років. При грамотно проведеному монтажі на протязі всього періоду експлуатації фотовольтаїка подібних фірм видає на добу близько 120% номінальної годинної потужності системи взимку і 580% влітку. Одна 250-ватна панель здатна генерувати 300 Вт/добу в січні та 1,45 кВт в липні. Для будинку цього, зрозуміло, недостатньо, і забезпечення потреб електроенергії досягається об’єднанням потрібного числа батарей.
  2. Обладнання маловідомих компаній Китаю. При нижчій вартості термін придатності китайських батарей значно коротше, що пов’язано зі швидкою деградацією осередків при несприятливих умовах (частому частковому затіненні, високих температурах та ін.).
  3. Б/у техніка і контрабанда. Передбачити, скільки енергії дає одна сонячна батарея даного типу, не вийде через відсутність можливості визначити стадію руйнування внутрішньої структури модульних блоків і мікропошкодженнь зовнішнього захисного скла.

Поради щодо економії від компанії Green Tech Trade

З розрахунків слідує, що навіть легка, компактна і мобільна 100-ватна панель здатна забезпечити зарядку різних мобільних пристроїв вдень і освітлення двох-трьох наметів вночі, під час літнього походу в гори. Модуля з двох-трьох 250-ватних батарей буде цілком достатньо для комфортного перебування на дачі у вихідні. А міні СЕС на 3-4 кВт прекрасно впорається з цілодобовим постачанням електрикою невеликого заміського будиночка.

Збільшити продуктивність ще на 20% – при тій же сукупній потужності системи – нескладно за умови придбання не класичних, а тонкоплівкових батарей компанії First Solar (США). В Україні офіційним дистриб’ютором даного обладнання виступає фірма Green Tech Trade. Ознайомитися з асортиментом і зробити попередній безкоштовний розрахунок СЕС пропонується на сайті компанії.