Няма съмнение: фотоволтаичната енергия е бъдещето. С фотоволтаична система можете да избегнете ефектите от нарастващите цени на електроенергията и да допринесете за опазването на климата. Ако се интересувате от тази тема, може би се питате: Каква производителност трябва да осигури системата в най-добрия случай? Как изчислявате това? PV производителността може да се определи с помощта на проста формула.
Какви ключови цифри описват производителността на фотоволтаичната система?
От kWh до kW пик - за да изчислим оптималната PV мощност, първо трябва да изясним няколко термина:
kWh - киловатчас
Абревиатурата kWh означава киловатчас и означава, че за един час се произвежда един киловат енергия. Следователно единицата kWh се използва като мярка за количеството генерирана електроенергия или мощността, произведена от фотоволтаичната система. 1 kWh се равнява на 1,000 пъти един обикновен ватчас (Wh).
За да ви помогнем да си представите това, ето три примера от ежедневието: С един kWh енергия можете да генерирате приблизително един киловатчас енергия.
Извършете цикъл на пране на 60 градуса
50 часа работа с лаптоп
Електрическо бръснене 2,800 пъти.
kWp - киловат пик
Киловат пикът, известен също като номинална мощност, е важна мерна единица във фотоволтаиците. kWp описва максималната изходна мощност (kW), която една PV система може да осигури. Тази стойност позволява да се правят сравнения между фотоволтаични системи. За да предоставят точни резултати, производителите трябва да гарантират, че фотоволтаичните системи са тествани при стандартизирани условия.
Ефективността на фотоволтаичната система зависи от много фактори, като времето, слънчевата радиация и местоположението. Терминът kWp отразява производителността при идеални (лабораторни) условия. Всъщност те почти никога не се реализират, поради което производителността на фотоволтаичните системи винаги варира.
Идеалните условия са известни още като стандартни условия за изпитване (STC). Това са еднакви условия, при които се тества работата на фотоволтаичните модули. Това ви позволява да сравнявате соларни модули от различни производители. Условията на STC са:
1,000 вата слънчева радиация на квадратен метър
Качество на въздуха (AM) от 1.5
Температура на клетката 25 °C
Ето как kWp се преобразува в kWh:
1 kWp е еквивалентен на 1,000 kWh на година. Средната фотоволтаична система от 1 kWp в Германия генерира 1,000 kWh на година. С фотоволтаична система от 7 kWp могат да се реализират 7,000 kWh.
Тези стойности варират според местоположението. Можете да очаквате по-високи добиви в Южна Германия, отколкото в Далечния север, където глобалната радиация е по-висока. Таблицата по-долу показва груба оценка.
| Федерална държава | Специфичен добив |
|---|---|
| Баден-Вюртемберг | 1,070 kWh/kWp |
| Бавария | 1,060 kWh/kWp |
| Берлин | 910 kWh/kWp |
| Бранденбург | 990 kWh/kWp |
| Бремен | 930 kWh/kWp |
| Хамбург | 959 kWh/kWp |
| Хесен | 1,018 kWh/kWp |
| Мекленбург-Западна Померания | 1,014 kWh/kWp |
| Долна Саксония | 985 kWh/kWp |
| Северен Рейн-Вестфалия | 987 kWh/kWp |
| Рейнланд-Пфалц | 1,037 kWh/kWp |
| Саарланд | 1,063 kWh/kWp |
| Фина прежда | 1,035 kWh/kWp |
| Саксония-Анхалт | 1,004 kWh/kWp |
| Шлезвиг-Холщайн | 1,002 kWh/kWp |
| Тюрингия | 1,021 kWh/kWp |
Какво означава моментна мощност за фотоволтаична система?
Моментната мощност описва мощността, произведена от PV система в определен момент. За да се определи тази стойност, са необходими три параметъра: номинална мощност, брой фотоволтаични модули и текуща интензивност на слънчевата радиация.
Какво означава специфичната мощност на слънчевата система?
Специфичната мощност свързва количеството мощност, генерирана от слънчева система в киловатчаса (kWh) към номиналната мощност на системата (kWp). Обикновено се разглежда период от една година. Различните размери на системата позволяват сравнение на специфична производителност.
фактура:
Специфична мощност: kWh (годишно производство)/kWp (номинална мощност)
Пример: 7000 kWh (годишно производство) / 7 kWp (номинална мощност)
Специфична мощност = 1000 kWh / kWp
Каква е средната изходна мощност на фотоволтаична система?
Средната мощност на фотоволтаична система за еднофамилни и многофамилни жилища е приблизително 5 до 10 kWp. Това съответства на 800 до 1,200 kWh на kW пикова мощност. Количеството слънчева енергия, генерирана от PV, зависи от редица фактори, като местоположението на фотоволтаичната система и производителността и ориентацията на фотоволтаичните модули.
Изчисляване на оптималната PV производителност: ето как работи
За да изчислите оптималната PV производителност, трябва да знаете колко електроенергия използвате. Едно четиричленно домакинство консумира средно около 4,000 kWh годишно. При средна PV мощност от 1,000 kWh на kW, това съответства на пикова мощност от 4 до 5 kW PV.
Оразмеряване на фотоволтаична система: пример
В нашия пример приемаме годишна консумация от 4,000 kWh. Можете да определите тази средна стойност, като погледнете сметката си за електричество за последните няколко години. Средната слънчева радиация в къщата е 1,000 kWh на kWh.
За да направите системата икономически изгодна, вие сами трябва да използвате възможно най-много слънчева енергия. Поради намалената преференциална тарифа, вече не си струва да се захранва обществената мрежа.
За фотоволтаична система с мощност 4 kWp са ви необходими 12-13 фотоволтаични модула с пикова мощност от почти 320 вата. Фактурата за това:
4,000 kW / 320 Wp = 12.5 соларни модула = 13 соларни модула
Размерът на соларния модул обикновено е 1.7 квадратни метра. Ако има 13 модула, покривната площ е 22.10 квадратни метра:
13 соларни модула * 1.7 квадратни метра = 22.1 квадратни метра
Такъв размер свободна площ обикновено предлагат еднофамилните къщи.
Какви фактори влияят на ефективността на фотоволтаичното производство на електроенергия?
Ефективността, с която слънчевата система доставя енергия, зависи от различни аспекти. Бихме искали да разгледаме по-отблизо тези фактори по-долу.
Производителност на соларния модул
Производителността на слънчевия модул е важен фактор за количеството генерирана фотоволтаична мощност. Соларен модул с мощност 300 Wp също ще произведе 300 W електричество, когато е изложен на 1,000 W слънчева светлина. Тази производителност силно зависи от размера на слънчевия модул и вида на слънчевата клетка. Монокристалните слънчеви клетки са най-ефективни, следвани от поликристалните слънчеви клетки и накрая от тънкослойните слънчеви клетки.
Колко киловат пикове на квадратен метър са възможни?
Монокристалните слънчеви клетки имат ефективност от 18% до 26%, а стандартният модул има мощност от около 350 Wp. При размер на модула 1700 mm x 1000 mm (т.е. 1.7 квадратни метра), пиковата мощност на квадратен метър е около 0.2 киловата.
Размерите на соларните модули не са стандартизирани. Повечето производители обаче използват 60 стандартни клетки или 120 полуклетки на модул. В резултат на това пиковата мощност в kW на квадратен метър варира между различните типове модули.
| Тип на модула | Дължина х Ширина | kWp на m² |
|---|---|---|
| 48 клетки | 1350mm х 1000mm | 0.185 |
| 60 клетки | 1650mm х 1000mm | 0.21 |
| 72 клетки | 2000mm х 1000mm | 0.205 |
| 120 половин клетки | 1700mm х 1000mm | 0.208 |
Времето и глобалната радиация
Глобалната радиация е по-висока на юг, отколкото на север. Следователно местоположението на фотоволтаичната система също играе важна роля при планирането на размера на системата. Ако искате да постигнете същото производство на електроенергия в Хамбург като в Мюнхен, имате нужда от повече или по-мощни фотоволтаични модули.
Времето също влияе върху работата на системата. По принцип фотоволтаиците могат да работят и на сянка. Въпреки това, по-малко електроенергия се генерира в облачни дни, отколкото в слънчеви дни. Но бъдете внимателни: Ако температурата е твърде висока, системата също може да загуби производителност. Веднага щом слънчевите клетки достигнат температури, по-високи от 25 °C над условията на STC, производителността спада с 0.3 - 0.4% на градус.
При много горещо време слънчевите модули могат да достигнат температури до 65 °C. Това съответства на загуба на производителност от 10.5% до 14%. В Германия производството на фотоволтаична електроенергия е най-високо от май до юли. Август често е твърде горещ.
Таблицата по-долу дава груба индикация за глобалната радиация и свързаната мощност в зависимост от метеорологичните условия:
| Метеорологично време | Глобална радиация | Захранване |
|---|---|---|
| слънчево | 1000 W / кв.м | 1000 Watts |
| Предимно облачно | 400 W / кв.м | 400 Watts |
| Предимно Облачно | 150 W / кв.м | 150 Watts |
| дъждовен | 50 W / кв.м | 50 Watts |
Ориентация на соларния модул
Ориентацията на соларния модул също оказва значително влияние върху производителността. В Германия най-добрите добиви се получават, когато модулите са ориентирани директно на юг. Въпреки това, отклонението на югоизток/запад също дава много добри добиви. Поради изцяло ориентацията изток-запад, добивът е малко по-нисък. Двете страни на покрива могат да бъдат покрити с фотоволтаични модули.
Ако използвате по-голямата част от слънчевата си енергия сутрин и вечер (точно когато слънцето огрява и двете повърхности), ориентацията изток-запад е изгодна. Това означава, че можете да увеличите собственото си потребление и трябва да консумирате по-малко електроенергия.
Наклон на покрива
В Германия ъгъл на наклон между 30 и 45 градуса е идеален за покриви с южно изложение. При ориентация изток-запад модулите трябва да имат по-плосък ъгъл на наклон, тъй като и слънцето е по-ниско.
Сенки
Постоянното засенчване или частично засенчване на отделни фотоволтаични модули трябва да се избягва на всяка цена. Това води до значително намаляване на производството на фотоволтаична енергия. Когато планирате вашата система, вземете предвид възможното засенчване от съседни сгради, дървета или самозасенчване от тигрови прозорци и комини. Ако засенчването не може да бъде избегнато, PV оптимизатор може да помогне.
Не забравяйте също, че слънцето се движи не само през деня, но и през цялата година. Тя е много по-ниска през зимата, отколкото през лятото. Това означава, че хвърлянето на сянка също е значително по-дълго.
От друга страна, модерните соларни модули се справят добре с временните сенки благодарение на байпасните диоди. Те просто отклоняват енергията от засенчената част на слънчевата клетка, като по този начин намаляват загубата на мощност.
Годишно производство на фотоволтаична електроенергия
Средният фотоволтаичен капацитет в Германия е 1,000 kWh на инсталиран kWp годишно. Следователно система от 6 kWp генерира 6,000 kWh слънчева енергия годишно. Южна Германия генерира повече от 1,000 kWh. На север продукцията на Слънчевата система е по-ниска.
В нашата таблица можете да видите средногодишното производство в различните градове.
| Град | Добив в kWh на kWp |
|---|---|
| Фрайбург | 1.048 |
| Мюнхен | 1.041 |
| Аугсбург | 1.029 |
| Щутгарт | 1.025 |
| Вюрцбург | 1.001 |
| Франкфурт | 980 |
| Нюрнберг | 975 |
| Майнц | 973 |
| Ерфурт | 970 |
| Лайпциг | 955 |
| Aachen | 946 |
| Рощок | 945 |
| Дюселдорф | 907 |
| Хановер | 901 |
| Kiel | 895 |
| Билефелд | 880 |
| Летище Бремен | 879 |
Фотоволтаична мощност през цялата година
Фотоволтаичната мощност през цялата година зависи от глобалната радиация. В Германия най-високата радиация и следователно най-високата възможна фотоволтаична мощност се наблюдава от април до август. През март и септември все още могат да се постигнат добри добиви. През зимата обаче производството на електроенергия е значително по-ниско.
В таблицата по-долу можете да видите средната месечна фотоволтаична мощност в Германия.
| Град | Добив в kWh на kWp |
|---|---|
| Фрайбург | 1.048 |
| Мюнхен | 1.041 |
| Аугсбург | 1.029 |
| Щутгарт | 1.025 |
| Вюрцбург | 1.001 |
| Франкфурт | 980 |
| Нюрнберг | 975 |
| Майнц | 973 |
| Ерфурт | 970 |
| Лайпциг | 955 |
| Aachen | 946 |
| Рощок | 945 |
| Дюселдорф | 907 |
| Хановер | 901 |
| Kiel | 895 |
| Билефелд | 880 |
| Летище Бремен | 879 |
ЧЗВ
Колко PV мощност се генерира на квадратен метър?
Средният фотоволтаичен капацитет на квадратен метър е малко под 0.2 kWp. Могат да се произвеждат 200 вата годишно. По принцип около 300 до 350 вата фотоволтаична мощност може да се генерира на 1.5 квадратни метра. В зависимост от местоположението и вида на PV, тази стойност може да се различава.
Каква е фотоволтаичната мощност на модул?
Модерните модули имат фотоволтаична мощност между 300 и 500 Wp на модул. Фотоволтаичните системи за еднофамилни и многофамилни къщи обикновено използват фотоволтаични модули с мощност от 300 Wp. Тези модули са по-евтини от модулите с висока производителност от 400 Wp или повече.
Колко електроенергия генерира PV на ден?
Средно PV генерира 2.7 kWh на kWp на ден. това е общата годишна стойност, тъй като действителното количество електроенергия, генерирано от PV на ден, зависи от сезона и времето. Следователно годишната стойност е по-смислена.
Колко електроенергия генерира PV през зимата?
Производството на PV през зимата е средно 350 до 400 kWh на инсталиран kWp. В този пример зимата се определя като периода от октомври до март. Това са месеците с най-ниско фотоволтаично поколение в Германия.
Каква е мощността на фотоволтаичното производство на електроенергия в облачни дни?
В облачни дни мощността на фотоволтаичната система намалява до между 100 и 300 вата на квадратен метър. В зависимост от дебелината на облачната покривка, мощността също е намалена, тъй като само дифузна светлина удря слънчевите модули. Фотоволтаичните характеристики при облачни условия също зависят от вида на слънчевите клетки и модули. Някои модели имат особено добро представяне при слаба светлина.
Каква е максималната мощност на фотоволтаична система от частния сектор?
Препоръчителната максимална мощност за PV в частния сектор е 10 kWp. За системи с мощност над 10 kWp регистрацията в данъчната служба става малко по-сложна. От правна гледна точка няма официална максимална мощност за фотоволтаичния сектор в частния сектор.
Каква е фотоволтаичната мощност на квадратен метър на плосък покрив?
Фотоволтаичната мощност на квадратен метър на плоски покриви също е 0.2 kWp. Това е така, защото соларните модули на плоските покриви са оптимално подравнени спрямо слънцето поради тяхната височина. Това означава, че няма загуба на производителност поради по-ниски ъгли на наклон.
Колко мощност генерира фотоволтаична система от 20 квадратни метра?
Фотоволтаична система от 20 квадратни метра може да постигне мощност от приблизително 4 kWp. Това се отнася за системи с модулни изходи в диапазона 300 Wp. Фотоволтаичните системи с високоефективни модули в диапазона от 400 до 500 Wp могат да постигнат мощност от 5 до 6 kWp на 20 квадратни метра.
Каква е изходната мощност на фотоволтаична система от 30 квадратни метра?
Фотоволтаична система от 30 квадратни метра може да постигне мощност от приблизително 6 kWp. Ако приемем средна мощност от 0.2 kWp на квадратен метър, фотоволтаична система от 6 kWp е достатъчна за еднофамилна къща.
Каква е изходната мощност на фотоволтаична система от 100 квадратни метра?
Въз основа на средна фотоволтаична мощност от 0.2 kWp на квадратен метър, фотоволтаична система от 100 квадратни метра ще произведе 20 kWp мощност.
Каква е фотоволтаичната мощност на еднофамилно жилище?
Фотоволтаичната мощност на еднофамилна къща обикновено е между 5 и 10 kWp. Колко квадратни метра ви трябват? За пикови системи 5-10 kW
Еднофамилните къщи изискват от 25 до 50 квадратни метра покривно пространство.
Заключение
За да изчислите производителността на вашата PV система, трябва да знаете вашата лична консумация на електроенергия. Това означава, че вашата собствена PV система може да бъде идеално оразмерена, за да отговори на вашето собствено потребление. Изходната фотоволтаична мощност се измерва в kWp (пикови киловати). Годишното производство на електроенергия се измерва в kWh (киловатчаса). Един киловат пикова фотоволтаична мощност генерира близо 1,000 киловатчаса електроенергия годишно.
