Υπολογισμός Αυτόνομου
Είναι ανάγκη ή απλά σας ενδιαφέρει να παράγετε το δικό σας ρεύμα με ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα, αλλά δεν γνωρίζετε τι εξοπλισμό χρειάζεστε για να καλύψετε τις ανάγκες σας;
Εδώ θα βρείτε κάποια "εργαλεία", για να φτάσετε μόνος σας σε μια καταρχήν απάντηση. Κάποιος χωρίς ειδίκευση στα φωτοβολταϊκά δεν μπορεί φυσικά να κάνει την τελική μελέτη του συστήματος, σίγουρα μπορεί όμως να κάνει μια πολύ καλή εκτίμηση για την ισχύ των φωτοβολταϊκών και τις μπαταρίες που θα χρειαστεί.
Με βάση την ημερήσια κατανάλωση που θα έχετε, τους μήνες που θα χρησιμοποιείται η κατοικία, την αυτονομία που επιθυμείτε για πλήρη λειτουργία, αλλά και τα χαρακτηριστικά της εγκατάστασης όπως η γεωγραφική της θέση, ο προσανατολισμός και η κλίση των φωτοβολταϊκών.
Προκειμένου όμως να γίνουν κατανοητά τα βήματα που απαιτούνται, αλλά και η σημασία των αποτελεσμάτων που προκύπτουν, ας δούμε πώς υπολογίζονται τα διάφορα μεγέθη σε ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό και ποιοι παράγοντες τα επηρεάζουν.
1. ΦωτοβολταΪκά πλαίσια
Η συνολική ισχύς των φωτοβολταϊκών και συνεπώς ο αριθμός των πλαισίων, καθορίζει την ενέργεια που παράγει το σύστημα σε μια χρονική περίοδο. Έτσι, όσο περισσότερη ενέργεια χρειαζόμαστε, τόσα περισσότερα πλαίσια θα εγκαταστήσουμε. Για τον υπολογισμό της εγκατάστασης, χρησιμοποιούμε τη μέση τιμή της απαιτούμενης ενέργειας (π.χ. για μια ημέρα) και τη συγκρίνουμε με την αντίστοιχη ενέργεια που παράγουν τα φωτοβολταϊκά.
Η ενέργεια που παράγει το φωτοβολταϊκό εξαρτάται επίσης από την εποχή (π.χ. τον Ιούνιο είναι 2-3 φορές περισσότερη από τον Δεκέμβριο), τη γεωγραφκή θέση και τα χαρακτηριστικά της εγκατάστασης. Τέτοια είναι ο προσανατολισμός (ιδανικός ο Νότιος), η κλίση (μικρή κλίση σημαίνει περισσότερη ενέργεια το καλοκαίρι και το αντίθετο), αλλά και ο τρόπος εγκατάστασης των πλαισίων (ελεύθερα έχουν μικρότερες απώλειες).
Επιλέξτε τους μήνες που σας ενδιαφέρουν και κάνετε δοκιμές με τα διάφορα μεγέθη. Κατανοήστε με αυτόν τον τρόπο, το πώς κάθε παράγοντας επηρεάζει την απόδοση του συστήματος, αλλά και βρείτε τους καλύτερους συνδυασμούς για τη δική σας εφαρμογή. Έτσι μπορείτε να διαπιστώσετε:
► Την αναγκαία ισχύ των φωτοβολταϊκών (και άρα τον αριθμό πλαισίων) για κάθε μήνα.
► Την παραγωγή του συστήματος, επίσης για κάθε μήνα, ώστε να γνωρίζετε τα περιθώρια ασφαλείας, αλλά και τις επιπλέον δυνατότητες για τους μήνες με υψηλότερη ηλιοφάνεια.
► Εάν συμφέρει μικρή ή μεγάλη κλίση των πλαισίων στη δική σας εφαρμογή.
Θα πρέπει εδώ να σημειωθεί ότι, τα μεγέθη που προκύπτουν από τους υπολογισμούς, φαίνονται ίσως συντηρητικά σε σχέση με άλλες πηγές. Αυτό ισχύει γιατί προτιμούμε να λάβουμε υπόψη με ρεαλιστικό τρόπο, όλες τις αναμενόμενες απώλειες και συντελεστές ασφαλείας, ώστε τα συμπεράσματα που προκύπτουν να είναι πραγματικά ασφαλή.
Έτσι, αφού χρησιμοποιείται ως βάση η μέση ηλιοφάνεια για κάθε γεωγραφική περιοχή, από στατιστικά στοιχεία είκοσι και πλέον ετών, στη συνέχεια λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες στην επιφάνεια του φωτοβολταϊκού, λόγω επιπέδου ακτινοβολίας, υψηλών θερμοκρασιών, καλωδίων, μπαταριών, inverter κ.λ.π.
Τέλος, κατά τον υπολογισμό των φωτοβολταϊκών καλό είναι, ο λόγος παραγωγής προς κατανάλωση να κυμαίνεται μεταξύ 1,1 και 1,3. Έχει αποδειχθεί ότι, όσο μεγαλύτερος είναι ο συγκεκριμένος λόγος, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια ζωής των μπαταριών, αφού υπάρχει επάρκεια παραγωγής και οι μπαταρίες είναι πάντα αρκετά φορτισμένες.
2. Μπαταρίες
Ο υπολογισμός της αναγκαίας χωρητικότητας των μπαταριών, πραγματοποιείται με βάση την αναμενόμενη ημερήσια κατανάλωση και τις ημέρες αυτονομίας του συστήματος που επιθυμούμε.
Αυτό που προκύπτει από τα παραπάνω, συνήθως το διπλασιάζουμε, ώστε η εκφόρτιση των μπαταριών να μην ξεπερνάει το 50% (σημαντικό για τη διάρκεια ζωής τους), ενώ επιπλέον λαμβάνονται υπόψη και οι απώλειες μπαταριών, ϊnverter και καλωδίων (από την μπαταρία στην κατανάλωση).
Η τάση της συστοιχίας των μπαταριών, αποφασίζεται ανάλογα με το μέγεθος του συστήματος (ισχύς φωτοβολταϊκών). Έτσι, συνήθως έχουμε τάση 12V για φωτοβολταϊκά ισχύος έως 500Watt, 24V από 500-3000Watt και 48Volt για μεγαλύτερα συστήματα.
3. Καταναλώσεις
Η συνολική μέση ημερήσια κατανάλωση αποτελεί τη βάση για τον σχεδιασμό του συστήματος και προκύπτει από την ανάλυση των καταναλώσεων που μας ενδιαφέρουν: Τι συσκευές πρέπει να λειτουργήσουν, για πόση ώρα και πόσο συχνά.
Εκτός όμως από την ενέργεια, σημαντική είναι και η ισχύς των επιμέρους συσκευών, αφού αυτή καθορίζει το μέγεθος του inverter που απαιτείται. Συγκεκριμένα ο inverter θα πρέπει να έχει αρκετή ισχύ (Watt), προκειμένου να καλύψει το σύνολο των συσκευών, που θέλουμε να λειτουργούν ταυτόχρονα.
