Wielkość instalacji fotowoltaicznej

Jak dobiera się wielkość instalacji fotowoltaicznej

Rozmiar systemu solarnego to ilość energii elektrycznej, jaką zużywa Twój dom, podzielona przez to, ile światła słonecznego Twój system może przechwycić i przekształcić, skorygowana o rzeczywiste straty. Podaj swoje średnie miesięczne zużycie energii elektrycznej oraz liczbę szczytowych godzin słonecznych na dobę w Twojej lokalizacji, a ten kalkulator oszacuje rozmiar systemu (w kilowatach) potrzebny do pokrycia Twojego zużycia, wraz z przybliżoną liczbą potrzebnych paneli.

To wartość, którą warto ustalić przed rozmową z instalatorem — znając w przybliżeniu, jakiego rozmiaru systemu i ilu paneli szukasz, możesz sprawdzić wycenę zamiast ślepo ufać dowolnej liczbie, jaka się w niej pojawi. To naturalny pierwszy krok, niezależnie od tego, czy planujesz nową instalację, porównujesz wyceny różnych instalatorów, czy po prostu jesteś ciekawy, jak duży system faktycznie wymagałoby Twoje zużycie.

„Szczytowe godziny słoneczne” to nie to samo, co godziny dzienne — to równoważna liczba godzin nasłonecznienia o maksymalnej intensywności, jakie otrzymuje Twoja lokalizacja, ponieważ nasłonecznienie zmienia się w ciągu dnia i w zależności od pory roku. Różni się to znacznie w zależności od regionu (słoneczny klimat pustynny otrzymuje wyraźnie więcej szczytowych godzin słonecznych niż pochmurny klimat północny), więc ten kalkulator prosi o podanie własnej wartości — sprawdź u swojego zakładu energetycznego, w wycenie instalatora solarnego, lub w zasobach Departamentu Energii USA dotyczących potencjału solarnego dachów typową wartość dla swojego obszaru.

Jeśli nie znasz jeszcze swojego miesięcznego zużycia energii elektrycznej, Kalkulator kosztów energii elektrycznej może pomóc Ci to obliczyć, a gdy masz już na myśli rozmiar systemu, Kalkulator oszczędności z paneli słonecznych oszacuje okres zwrotu, gdy otrzymasz wycenę.

Kluczowe czynniki do rozważenia

Cztery regulowane parametry powyżej to uproszczenia rzeczywistych czynników, które naprawdę zmieniają, jak duży system potrzebujesz — warto je zrozumieć, nawet jeśli ten kalkulator traktuje każdy z nich jako pojedynczą liczbę, którą podajesz:

• Moc panelu. Nowoczesne panele mieszkaniowe mieszczą się zwykle w zakresie od około 350W do 450W każdy — panel o wyższej mocy oznacza mniej paneli przy tym samym rozmiarze systemu, co może mieć znaczenie, jeśli przestrzeń na dachu jest ograniczona. Nie ma jednej uniwersalnie „poprawnej” mocy do wpisania; użyj wartości z otrzymanej wyceny lub rozsądnego szacunku ze średniego zakresu, jeśli wciąż porównujesz oferty.
• Orientacja i nachylenie dachu. Dach skierowany na południe (na półkuli północnej) o nachyleniu zbliżonym do Twojej szerokości geograficznej zazwyczaj przechwytuje najwięcej światła słonecznego w ciągu roku; dachy skierowane na wschód lub zachód nadal działają, ale produkują nieco mniej. Departament Energii USA zauważa, że panele mogą być ogólnie skierowane do 45° na wschód lub zachód od prawdziwego południa bez dużego spadku produkcji — ale dach zacieniony przez znaczną część dnia lub skierowany daleko poza ten zakres będzie wymagał większego systemu (lub większej liczby wpisanych szczytowych godzin słonecznych), aby osiągnąć ten sam cel.
• Zacienienie. Nawet częściowe zacienienie przez pobliskie drzewo lub komin na części instalacji może obniżyć rzeczywistą produkcję systemu nieproporcjonalnie bardziej, niż sugerowałaby sama zacieniona powierzchnia, ponieważ jeden zacieniony panel może ograniczyć cały łańcuch. Ten kalkulator nie ma możliwości poznania konkretnego zacienienia Twojego dachu — jeśli wiesz, że Twój dach jest częściowo zacieniony, rozważ wpisanie wyższego niż domyślny procentu strat systemu, aby to zrekompensować.
• Regionalne i sezonowe zróżnicowanie szczytowych godzin słonecznych. Ten sam dom w Arizonie i ten sam dom w stanie Waszyngton potrzebują bardzo różnych rozmiarów systemu przy takim samym zużyciu, wyłącznie z powodu różnicy w średniej liczbie szczytowych godzin słonecznych, jakie otrzymuje każda lokalizacja. Szczytowe godziny słoneczne zmieniają się też w zależności od pory roku (wyższe latem, niższe zimą) — wpisywana wartość powinna odzwierciedlać realistyczną roczną średnią dla Twojej lokalizacji, a nie tylko jeden słoneczny letni dzień.
• Net metering i Twój cel pokrycia. Jeśli Twój zakład energetyczny zalicza nadwyżkę produkcji solarnej na poczet tego, co pobierasz z sieci w innych momentach (net metering), cel pokrycia na poziomie 100% jest dobrym punktem wyjścia. Jeśli Twój zakład energetyczny nie oferuje net meteringu lub oferuje go po obniżonej stawce, warto rozważyć zaprojektowanie systemu na niższy procent pokrycia zamiast przewymiarowywania systemu, którego nadwyżka produkcji jest mniej warta.
• Magazynowanie energii w baterii. Ten kalkulator dobiera rozmiar systemu, aby pokryć Twoje zużycie, a nie aby zagwarantować energię podczas przerwy w dostawie prądu. Dodanie magazynowania w baterii nie zmienia tutaj obliczeń, ale jest osobną decyzją, którą warto uwzględnić w ogólnym budżecie i rozmowie z instalatorem, jeśli zasilanie awaryjne jest dla Ciebie ważne.

Interpretacja wyników

Wartość w kilowatach i liczba paneli to wstępne oszacowanie, a nie zamówienie — kilka rzeczy zmienia się między tą liczbą a faktycznie zainstalowanym systemem:

• Instalatorzy zaokrąglają do rzeczywistego sprzętu. Obliczony system 7,5 kW z panelami 400W wymaga 18,75 panela — żaden instalator nie sprzeda trzech czwartych panela, więc rzeczywista wycena zaokrągli do liczby całkowitej (tutaj 19 paneli, tak jak ten kalkulator) lub dostosuje kombinację liczby paneli i mocy do Twojego konkretnego dachu.
• Dobór wielkości DC a AC. Systemy solarne są zwykle opisywane pod względem ich mocy prądu stałego (DC, mocy samych paneli), co szacuje ten kalkulator — moc prądu przemiennego (AC), którą Twój falownik faktycznie dostarcza do domu, jest zazwyczaj nieco niższa z powodu strat falownika (już uwzględnionych w powyższym parametrze „straty systemu”). Nie zdziw się, jeśli wartość AC w wycenie instalatora wygląda nieco inaczej niż wartość kW tego kalkulatora; zapytaj, którą wartość Ci podają, jeśli nie jest to jasne.
• Sprawdź liczbę paneli względem swojego rzeczywistego dachu. Ten kalkulator szacuje, ile paneli potrzebujesz elektrycznie — nie wie, czy ta liczba paneli fizycznie zmieści się na Twoim dachu. Użyj Kalkulator Powierzchni Dachu na Panele Słoneczne, aby sprawdzić, czy dostępna powierzchnia dachu może pomieścić liczbę paneli sugerowaną przez ten kalkulator.

Częste błędy

• Mylenie szczytowych godzin słonecznych z godzinami dziennymi. Lokalizacja może mieć 14 godzin dziennego światła latem, ale mimo to średnio tylko 5-6 szczytowych godzin słonecznych, ponieważ szczytowe godziny słoneczne mierzą intensywność światła słonecznego, a nie tylko czas, przez jaki słońce świeci. Użycie tutaj godzin dziennych znacząco zaniży wynikowy system.
• Całkowite ignorowanie strat systemu. Ustawienie strat systemu na 0% zakłada idealnie wydajny system bez oporu okablowania, strat falownika czy kurzu — nierealistyczne dla każdej rzeczywistej instalacji, i zaniży system faktycznie potrzebny do osiągnięcia Twojego celu pokrycia.
• Dobór wielkości tylko pod dzisiejsze zużycie. Jeśli planujesz dodać samochód elektryczny, pompę ciepła, lub w inny sposób spodziewasz się wzrostu zużycia energii elektrycznej, ścisłe dobranie rozmiaru pod bieżące miesięczne zużycie oznacza, że prawdopodobnie będziesz później potrzebować drugiej, droższej rozbudowy systemu, zamiast uwzględnić ten wzrost już teraz.
• Zakładanie, że 100% pokrycia zawsze jest właściwym celem. Pokrycie na poziomie 100% ma sens, jeśli net metering dobrze zalicza nadwyżkę produkcji; bez korzystnego net meteringu mniejszy system dobrany do Twojego minimalnego rocznego zużycia może być bardziej opłacalnym wyborem — zobacz sekcję Kluczowe czynniki powyżej.

Wzór

$$\vE{\text{Dzienne Zużycie}} = \frac{\vA{\text{Miesięczne Zużycie}}}{30}$$ $$\vF{\text{Wymagana Dzienna Produkcja}} = \vE{\text{Dzienne Zużycie}} \times (\vB{\text{Docelowe Pokrycie}} \div 100)$$ $$\vG{\text{Rozmiar Systemu (kW)}} = \frac{\vF{\text{Wymagana Dzienna Produkcja}}}{\vC{\text{Szczytowe Godziny Słoneczne}} \times (1 - \vD{\text{Straty Systemu}} \div 100)}$$ $$\text{Potrzebne Panele} = \frac{\vG{\text{Rozmiar Systemu (W)}}}{\text{moc panelu}}$$

Zaokrąglone w górę.

Straty systemu uwzględniają niesprawność falownika, okablowanie, kurz i inne rzeczywiste czynniki, które zmniejszają produkcję systemu poniżej jego teoretycznego maksimum — zwykle szacowane w zakresie 15-25%, do dostosowania powyżej.

Przykład obliczeniowy

Zużycie 900 kWh/miesiąc, 5 szczytowych godzin słonecznych/dobę, cel pokrycia 100%, straty systemu 20% oraz panele 400W:

1. Dzienne zużycie: $\vA{900} \div 30 = \vE{30} \text{ kWh}$.
2. Wymagana dzienna produkcja: $\vE{30} \times 100\% = \vF{30} \text{ kWh}$.
3. Rozmiar systemu: $\vF{30} \div \vC{5} \div 0,8 = \vG{7,5} \text{ kW}$.
4. Potrzebne panele: $\vG{7\,500}\text{W} \div 400\text{W} = 18,75$ → 19 paneli (zaokrąglone w górę).
5. Szacowana produkcja roczna: około 10 950 kWh.

Warto wiedzieć

Same panele słoneczne nie zasilą twojego domu podczas przerwy w dostawie prądu. Instalacje fotowoltaiczne podłączone do sieci (typ szacowany przez ten kalkulator) muszą zgodnie z przepisami posiadać zabezpieczenie „anti-islanding” — gdy sieć energetyczna ulega awarii, twój falownik automatycznie się wyłącza, nawet jeśli świeci słońce, a panele mogłyby produkować energię. To nie usterka, lecz wymóg bezpieczeństwa: bez tego zabezpieczenia twoja instalacja mogłaby wprowadzać prąd do „martwych” linii, na których ekipy zakładu energetycznego aktywnie pracują nad przywróceniem zasilania, narażając je na poważne niebezpieczeństwo. Jeśli chcesz mieć zasilanie podczas przerwy w dostawie prądu, potrzebujesz magazynu energii w postaci baterii (lub osobnego generatora awaryjnego) razem z instalacją słoneczną — wielkość instalacji szacowana przez ten kalkulator sama w sobie nie obejmuje ani nie gwarantuje takiej możliwości.