Mekkora napelem akkumulátorra van szükségünk? – számítás közérthetően

Az alábbiakban bemutatunk egy egyszerűen átlátható számítási módszert, amihez semmilyen program vagy tervező nem kell, csupán egy füzet és egy toll.
Négy élethelyzetet vettünk górcső alá, ezeket próbáljuk érthetően kifejteni:

• • • Egy átlagos 4 fős családi ház napi villamosenergia-szükséglete
    • Egy 100 kW-os céges kiserőmű, hétköznapi folyamatos munkarenddel számolva
    • Egy hétvégi ház áramellátása
    • Egy hőszivattyús rendszer többletszükséglete

Egy közepes méretű családi ház áramfogyasztása, és az ehhez szükséges napelem és akkumulátor kapacitásának kiszámítása

• Hétfőn reggel jegyezzük fel a füzetünkbe a villanyóra állását, majd ezután pontosan egy hét múlva hétfőn ugyanakkor újra írjuk le, hogy mit mutat. Ezzel megkapjuk az egy heti fogyasztásunkat.
• A kapott mennyiséget elosztjuk a hét napjainak számával (tehát 7-tel), majd a nap 24 órájával. Így megkapjuk a fogyasztást kWh mértékegységgel, amelyben számolhatjuk már a napelemes és az akkumulátoros teljesítményt is.

Tehát, ha egy hét alatt kb. 100 kWh a fogyasztásunk,
akkor egy nap alatt 100 kWh / 7 = 14,28 kWh-t használunk fel,
amely 14,28 kWh / 24 óra = 0,595 kWh, azaz kb. 600 Wh fogyasztásnak felel meg óránként.

Ehhez egy 0,6 kWh teljesítményű napelem kell(ene), hogy rendelkezése álljon a pillanatnyi fogyasztásunk fedezésére.
Azonban a napelem sajnos nincs 24 órán keresztül napenergiával ellátva, ez az időszak napszakonként és évszakonként is folyamatosan változó.

Ha figyelembe vesszük a napsütéses órák számát egy nap (és feltételezzük, hogy minden nap süt a nap), akkor átlagosan 5 óra áll rendelkezésre a napi energiaigény fedezésére.
Tehát ez a nullás áramszámlához 14,28 kW / 5 óra napsütés esetén egy 3 kW-os napelemmel biztosítható.

Azonban, hogy 1 napi energiát el tudjunk tárolni a napsütéses órák alatt arra az esetre, ha borús az idő és nincs napenergia-termelés, akkor a fenti számítást tovább bonyolítjuk.

• A napi 14,28 kW fogyasztást kb. 5 órás napsütéssel tudjuk fedezni, ehhez felszereljük a 3 kW-os napelemes rendszerünket.
• Ahhoz, hogy még egy napnyi áramot megtermeljünk, plusz ugyanennyi napelemes felülettel kell számolni. Továbbá a napi fogyasztás alapján 14,28 kW-os (14 kW-os) akkumulátort is be kell szereznünk.

Szükséges továbbá, hogy a napelemek, az inverter, a hálózat és az akkumulátorok működését szinkronüzemben oldják meg a szakemberek.

A naplementét követően pedig igény szerint tud működni a háztartás

• az akkumulátorban eltárolt energiával, vagy
• hálózatról vételezett energiával.

Vállalkozás 100 kW-os szolár rendszerének akkumulátorszükséglete –
hogyan határozzunk meg minél pontosabban?

Ha egy cégnél korábban telepítésre került egy 100 kW-os kiserőmű, az optimális esetben 100 kW áramot termel óránként.

Tegyük fel, hogy a vállalkozásban / gyárban hétfőtől péntekig dolgoznak és felhasználják a termelt napenergiát. Szombat-vasárnap azonban nincs munkavégzés.
Ez idő alatt, a két hétvégi napon a napelemes rendszer a napsütéses órákban 100 kW-ot termel óránként, tehát kb. 5 órai napsütéssel számolva napi 500 kW-ot, a két napon összesen 1 MW áramot „gyárt”. Így egy ekkora akkumulátort lenne szükséges telepíteni. Az 1 MW áram pedig már elég tekintélyes, 10 órányi áramigényt képes fedezni teljesen ingyen – ez több, mint egy teljes műszak.

Mivel az áramszolgáltatók a csúcsidőkben többletvételezéskor rendszerhasználati díjjal is sújtják a felhasználókat, a szabályozók pontos beállításával érdemes lehet ezen időszakokat megcélozni, ezáltal jelentősen csökkenteni az áramszámlát.

A rendelkezésre álló termelési adatokból természetesen pontosabb kalkulációt is lehet végezni. Ez egy kvázi, hozzávetőleges adat, hiszen a napelemek – a napsugarak beesési szögének folyamatos változása miatt – nem termelnek folyamatosan 100%-on energiát! Ezért minden rendszert érdemes kissé felülkalkulálni.

Energiatárolás a hétvégi házakban
Számoljuk ki, mekkora akkumulátorra lesz szükségünk!

Adott egy víkendház, ami hétfőtől csütörtökig (4 napig) üresen áll, és ezalatt működnek a felszerelt napelemek.

Péntektől vasárnapig a család fogyasztása összesen 7 kW.

Ebben az esetben a napi fogyasztás 7 kW / 3 nap = 2,33 kW, ami óránként kb. 100 wattot jelent. Tehát egy 0,1 kW-os napelemmel fedezhető volna a pillanatnyi / napi fogyasztás.

Ha a hét első 4 napján (hétfőtől csütörtökig) el szeretnénk tárolni a fel nem használt energiát, akkor szükséges

• a minimális fogyasztáshoz (hűtőgépek, riasztó, standby üzemmódban lévő fogyasztókhoz) a fent kiszámolt 0,1 kW-os napelem, valamint
• az egynapi 2,33 kW energia eltárolására az átlagos 5 napsütéses órával számolva: egy 0,5 kW-os napelem (2,33 kW / 5 = 0,46 kW) és egy 2,5 kW-os akkumulátor
• ha szeretnénk, hogy az egész hétvégére legyen saját megtermelt áram, érdemes volna háromnapi energiát eltárolni egy 0,5 kW-os napelemmel és a hozzá kapcsolódó 7,5 kW-os szolár akkumulátorral.

Mivel 0,5 kW-os napelemes rendszert nem érdemes létesíteni, így 1 kW-os hálózattal kell gondolkodnunk (ez általában 5-6 db szolár panel). Ekkora napelemes rendszer teljes mértékben képes fedezni a hétvégi házunk teljesáramellátását, akár a medencefűtést is, ha van.

Mi történik akkor, ha van egy 20 kW-os hőszivattyú a háztartásban?
Hogyan befolyásolja a napelemes-rendszerünket?

Jó hír, hogy a hőszivattyúk teljesítménye csak az adott pillanatban magas, nem folyamatosan fogyasztja az áramot. Ebben az esetben figyelembe kell venni az ún. kitöltési tényezőt, ami nem más, mint hogy mennyi ideig tölt a hőszivattyú valóban. Hiszen nem a teljes 20 kW teljesítményét használja órákon át, hanem a bekapcsolása után csak addig működik, míg el nem éri a háztartás hőmérséklete a kívánt szintet – tehát szivattyúnként eltérő ideig.

Tehát, ha egy 20 kW-os hőszivattyú naponta például 50 kW energiát fogyaszt, akkor ennek napelemes fedezésére, 5 órás napsütést feltételezve mindössze egy 10 kW-os napelem szükséges.

Míg, ha el szeretnénk tárolni ezt az energiát és napsütés hiányában akkumulátorról megoldani a működését, akkor tudni érdemes, hogy az 50 kW-ból estére mekkora akkumulátoros kapacitással szeretnénk rendelkezni. Az esti fogyasztás fogja meghatározni az akkumulátor méretét.

Reméljük, hogy ezen négy példa bemutatásával segíthettünk hozzávetőlegesen meghatározni, hogy Önnek mekkora rendszerre lesz szüksége.

Nem emeltük ki a számítások közben a beeső nap szögét, a napelemek működési intenzitását és az évszakonként változó napsütéses órák számát. Ezek mind-mind befolyásolják a pontosan megtervezett rendszer méretét.

Azonban hiába is tudjuk tökéletesen megbecsülni a szolár rendszer nagyságát, minden kell azzal számolnunk, hogy változás történhet a családban, újabb fogyasztók kerülnek a rendszerbe, elektromos autót vagy új fűtésrendszert szerzünk be. Persze ezek az installációk igény szerint bővíthetők, de néha több munkával és költséggel járnak, mint ha eleve felülkalkuláltuk volna a rendszerünket és kicsit nagyobb kapacitásra rendezkedünk be.

Ha tetszett a cikk, ossza meg ismerőseivel!