Jak obliczamy zapotrzebowanie na moc instalacji ?
- Do obliczenia mocy instalacji musimy znać zapotrzebowanie budynku na energię elektryczną. Dane te są dostępne na rozliczeniu energii z Zakładu Energetycznego, jako zużycie roczne energii elektrycznej np. 4500 kWh. Możemy również policzyć zużycie energii znając wysokość rachunku za prąd. Jeżeli rachunek za prąd za 2 miesiące wynosi 340 zł, to rocznie zapłacimy 6 x 340 zł = 2040 zł, znając koszy kWh np.60 gr, obliczamy roczne zapotrzebowanie 2040zł/0,6= 3400 kWh. Jeżeli już znamy zapotrzebowanie na energię elektryczną naszego budynku, to czas na obliczenie mocy instalacji, która pokryje to zapotrzebowanie. Do naszych obliczeń możemy założyć, że z 1 kWp mocy generatora (paneli fotowoltaicznych) otrzymamy 1 kWh energii rocznie. Wyniki te mogą się różnić, ze względu różnice w nasłonecznieniu w poszczególnych obszarach kraju. W zależności od obszaru, możemy uzyskać od 0,9 do 1,2 kWh z 1 kWp generatora fotowoltaicznego. Grafika poniżej.
- Zakład Energetyczny możemy traktować jako wielki akumulator energii, z którego będziemy mogli odebrać zmagazynowane kWh. W przypadku zainstalowania instalacji mniejszej od 10 kWp, możemy odebrać 80 % oddanej do ZE energii. W przypadku instalacji od 10 kWp do 50 kWp, odbieramy 70 % zmagazynowanej energii. Jest to bardzo dobre rozwiązanie, ponieważ pozwala niewielkim kosztem magazynować nasze wyprodukowane kWh. Zbudowanie instalacji opartej na profesjonalnych dedykowanych akumulatorach, jest zdecydowanie droższe i mniej opłacalne. Możemy zadać sobie pytanie, ile energii tracimy w takim układzie ? Policzymy to na przykładowej instalacji o mocy 5 kWp. Standardowe wykorzystanie energii na bieżąco ( to co w danej chwili produkujemy to zużywamy) wynosi około 30 % rocznego uzysku. Pozostałe 70 % oddajemy do ZE. Z obliczeń otrzymujemy : 1,5 kWh zużywamy na bieżąco, 3,5 kWh oddajemy do ZE. Z 3,5 kWh oddanych do ZE, możemy odebrać 80 % czyli 2,8 kWh. Sumujemy naszą zużywaną na bieżąco energię z tą co możemy odebrać i otrzymujemy 4,3 kWh. Jak możemy zauważyć tracimy 0,7 kWh rocznie na magazynowaniu energii w ZE, czyli 14 % całości. Stratę tych 14 % musimy uwzględnić przy projektowaniu naszej instalacji. Aby pokryć zapotrzebowanie na energię w wysokości 5 kWh rocznie, musimy zaprojektować generator o mocy 5,9 kWp. Takie obliczenie jest poprawne, gdy nasza elektrownia ma optymalne ustawienie względem słońca. Pochylenie paneli wynosi pomiędzy 30 – 40 stopni a kierunek to południe +- 10 stopni odchylenia. W praktyce, o ile kąt nachylenia dachu na domkach jednorodzinnych (nie bierzemy pod uwagę hal produkcyjnych, magazynów itp.) przeważnie mieści się pomiędzy 25 a 45 stopni, o tyle kierunek względem stron świata często ma spore odchylenie. W takim przypadku moc generatora obliczamy korzystając np. z tabeli poniżej.
Przykład:
– dach o pochyleniu 20 stopni, skierowany 60 stopni na południowy wschód
– zapotrzebowanie na energię 5 kWh rocznie
– zużycie na bieżąco 30 procent produkowanej energii
Ile energii uzyskamy, jeżeli zastosujemy generator 5 kWp ?
5 kWp *0,98 (korekta kąta nachylenia) *0,94 (korekta odchylenia na wschód) =4,606 kWp
30 procent zużywamy na bieżąco = 1,382 kWh
Odbieramy z ZE =2,579 kWh
Razem = 3,961 kWh – brakuje nam do pokrycia zapotrzebowania aż 1,039 kWh
W tym przypadku musimy zastosować generator o mocy około 6,5 kWp.
Ciekawym przykładem, jest ustawienie paneli wschód – zachód. Wydajność całego generatora będzie niższa około 10-12 % od południowego, ale możemy znacząco podnieść zużycie energii na bieżąco, ze względu na charakterystykę pracy takiego generatora.
Generator wschód-zachód zdecydowanie wcześniej rozpoczyna pracę, oraz zdecydowanie później się wyłącza. Większość domowników rano opuszcza miejsce zamieszkania udając się do pracy czy szkoły i wraca popołudniu, gdzie generator pracuje jeszcze bardzo wydajnie.
Jeżeli zwiększymy udział procentowy zużywanej na bieżąco energii, to automatycznie mniej energii musimy oddać do sieci, co przełoży się na mniejsze straty związane z magazynowaniem.