Калькулятор солнечной электростанции для дома

Калькулятор нужен на этапе прикидки: сколько панелей ставить на крышу, хватит ли места и бюджета, сколько энергии станция даст за год.

Суточное потребление возьмите из квитанции: месячное потребление в кВт*ч разделите на 30. Инсоляцию (пиковые солнечные часы) для вашего города найдите в европейском сервисе солнечных данных Объединённого исследовательского центра ЕС или в данных НАСА: для средней полосы летом это 4-5, зимой 0,5-1 кВт*ч/кв. м в сутки. Мощность одной панели - из её паспорта (по умолчанию 450 Вт). Коэффициент производительности учитывает нагрев панелей, потери в инверторе и проводах, обычно 70-85% (по умолчанию 75%).

Выберите расчётный месяц: если считать под летний, зимой выработки не хватит. Для автономной станции считают по самому тёмному месяцу, для сетевой - по среднегодовой инсоляции. Чтобы получить годовую выработку, отдельно введите среднюю за год инсоляцию; если оставить 0, годовая выработка будет равна нулю.

Типичные ошибки: ввести месячное потребление вместо суточного - мощность получится в 30 раз больше; ввести коэффициент производительности в долях (0,75) вместо процентов (75) - калькулятор принимает только значения от 1 до 100%; взять инсоляцию за месяц или год вместо суточной.

Результат - ориентир для подбора панелей; аккумуляторы, контроллер и инвертор подбираются отдельно. Монтаж и подключение станции к электросети дома, любые работы под напряжением выполняет только специалист с допуском; расчёт нужен для подбора оборудования и не заменяет проект.

Пиковые солнечные часы (ПСЧ) - сколько часов в сутки солнце давало бы 1000 Вт/кв. м (стандартные условия испытаний панелей); численно они равны суточной инсоляции в кВт*ч/кв. м. Отсюда пиковая мощность станции, число панелей и выработка:

Мощность = Потребление / (ПСЧ * Коэффициент / 100)
Панелей = потолок(Мощность * 1000 / Мощность панели)
Выработка за год = Панелей * Мощность панели * ПСЧ за год * Коэффициент / 100 * 365 / 1000

Потребление - суточное потребление, кВт*ч; ПСЧ - инсоляция расчётного месяца, кВт*ч/кв. м в сутки; Коэффициент - коэффициент производительности системы, %; Мощность - нужная пиковая мощность панелей, кВт; Мощность панели - мощность одной панели, Вт; Панелей - число панелей (потолок( ) - округление вверх до целого); ПСЧ за год - средняя за год инсоляция, кВт*ч/кв. м в сутки; Выработка за год - ожидаемая годовая выработка, кВт*ч.

Основа - оценка "выработка = пиковая мощность * инсоляция * коэффициент производительности", которую использует европейский сервис солнечных данных (Объединённый исследовательский центр ЕС), и определение коэффициента производительности как выработки, делённой на пиковую мощность * инсоляцию / стандартную облучённость 1 кВт/кв. м, по IEC 61724-1. Например, панели на 1 кВт при 4 ПСЧ и коэффициенте производительности 75% дают 3 кВт*ч в сутки.

Коэффициент производительности принимается в пределах 1-100%, иначе расчёт не выполняется; при нулевой инсоляции расчёт невозможен. Мощность выводится с точностью до 0,01 кВт, годовая выработка - до целых кВт*ч; выработка считается для уже округлённого вверх числа панелей.

Упрощения: одна инсоляция на расчётный месяц; ориентация и затенение панелей не учитываются; аккумуляторы, контроллер и инвертор не рассчитываются.

Пример: 10 кВт*ч в сутки, 4,5 ПСЧ, коэффициент производительности 75%, панели 450 Вт, среднегодовая инсоляция 2,8.

Мощность = 10 / (4,5 * 0,75) = 10 / 3,375 примерно 2,96 кВт
Панелей = потолок(2963 / 450) = потолок(6,58) = 7 панелей
Выработка за год = 7 * 450 * 2,8 * 0,75 * 365 / 1000 примерно 2414 кВт*ч