Apskaičiuojant saulės elektrinės galią, pirmiausia reikėtų atsižvelgti į metinį elektros energijos suvartojimą. Žemiau pateiktoje skaičiuoklėje galite sužinoti kokios galios saulės elektrinės reikėtų, norint patenkinti metinį elektros energijos poreikį. Geografinę zoną pasirinkite atsižvelgtami į 1 pav. pavaizduotą žemėlapį. Norėdami tiksliai apskaičiuoti stogo pasvirimo kampą, naudokitės 2 pav. pateikta formule.
Siekiantiems didžiausios investicinės grąžos, verta atsižvelgti į ESO siūlomus saulės elektrinės pagamintos elektros energijos pasaugojimo planus. Apie juos pakalbėsime kitame straipsnyje.
Nuo ko priklauso saulės elektrinės galingumas?
Saulės elektrinės pagaminamos elektros energijos kiekis priklauso nuo labai daugelio kintančių ir sunkiai prognozuojamų parametrų (saulės aktyvumas, temperatūra, geografinė padėtis ir kt.), tačiau praktikoje skaičiuojant planuojamos įsirengti saulės elektrinės galingumą naudojami trys pagrindiniai rodikliai:
- saulės konstanta vietovėje, kur bus įrengta saulės elektrinė
- kryptis, kuria nukreipta saulės elektrinė
- elektrinės ar stogo pasvirimo kampas
Saulės konstanta – tai saulės energijos kiekis, tenkantis ploto vienetui per laiko tarpą konkrečioje geografinėje zonoje. Saulės konstanta apskaičiuota remiantis dešimtmečiais rinktais meteorologiniais duomenimis. Šis rodiklis parodo, kiek saulės elektrinė, įrengta konkrečioje vietovėje pagamins elektros energijos per metus. Saulės konstanta reikšmingai skiriasi skirtingose pasaulio vietose. Šiek tiek jis skiriasi ir skirtingose Lietuvos vietose. Pagal saulės konstantos dydį Lietuvoje išskiriamos 4 geografinės zonos, tačiau 90 proc. Lietuvos teritorijos priskiriama 2 zonai.
Daugiausia elektros energijos Lietuvoje pagamina į pietų pusę 38° kampu nukreipta saulės elektrinė. Šiuos parametrus atitinkanti 1 kW (1000 W) saulės elektrinė Lietuvoje gali pagaminti 996 kWh elektros energijos per metus.
Pastaba: Saulės modulio galingumas išreiškiamas Wp (watt peak). Saulės elektrinės galia išreiškiama kW (kilovatais) – 1 kW=1000W. Wp parodo, kokį maksimalų kiekį elektros energijos gali pagaminti saulės modulis idealiomis sąlygomis (saulėtą dieną, nukreiptas į pietų pusę reikiamu kampu esant 25 ℃ temperatūrai). 1000 Wp idealiomis sąlygomis gali pagaminti 1 kW elektros energijos per valandą arba 1 kWh. Tačiau net ir saulėtą vasaros dieną esant 25 ℃ temperatūrai idealios sąlygos trunka tik apie 2 val. per dieną. Todėl saulės elektrinė pagamins tik apie 70-80 proc. elektros energijos nuo sumontuotos elektrinės galios. Į tai būtina atsižvelgti parenkant saulės modulių galingumą, kuris turėtų būti didesnis nei inverterio galia.
Saulės elektrinės kampas – tai kampas tarp namo stogo šlaito ir po juo esančios horizontalios plokštumos. Pasiskaičiuoti namo stogo pasvirimo kampą galite pagal formulę pateiktą 2 pav. Skaičiuotuvą galite rasti čia..
Lentelėje pateikti skaičiavimai, kiek kWh per metus pagamins 10 kW (10 000 W) saulės elektrinė, įrengta Lietuvoje 2 zonoje priklausomai nuo krypties ir kampo.
Jei saulės elektrinė bus įrengta 1, 3 arba 4 geografinėje zonoje, tuomet lentelėje pateiktus rezultatus reikia padauginti iš koeficiento:
1 geografinė zona – 0,9381
2 geografinė zona – 1
3 geografinė zona – 1,067
4 geografinė zona – 1,124
Diagramoje pateikiamas pagaminamos saulės energijos pasiskirstymas pagal mėnesius (megavatvalandėmis).
Saulės elektrinės galios apskaičiavimą galima atlikti dviem būdais.
1. Turint didelį stogo ar žemės plotą, patogiau atsižvelgti į per metus suvartojamą elektros kiekį. Šiuo atveju elektrinės galia „x“ randama taip:
x = (y * 10/z * koef.) + 10%
y – metinis elektros suvartojimas kilovatvalandėmis (kWh)
10 – 10kw elektrinė, kuri naudojama kaip atskaitos taškas, pagal kurį sumodeliuoti skaičiavimai
z – reikšmė lentelėje atitinkanti stogo kryptį ir šlaito kampą. Jei jūsų stogas nukreiptas rytų kryptimi, o jo pasvirimo kampas 20°, reikšmė lygi 8117
koef. – koeficientas, nurodantis Lietuvos vietovę, kurioje bus įrengta elektrinė (žr. 1 pav.)
10% – per 12 metų atsirandantys nuostoliai dėl saulės modulių efektyvumo kritimo.
Pavyzdys A
1. Metinis elektros suvartojimas 14000 kWh
2. Elektrinė įrengta Klaipėdoje (4 zonoje), ant gyvenamojo namo stogo
3. Stogas nukreiptas rytų kryptimi
4. Stogo pasvirimo kampas 10°
x = (14000 * 10/8278 * 1.124) + 10% = 20.91 kW
Atsakymas: Norint pasigaminti visą suvartojamos elektros energijos kiekį per metus reikia įsirengti 20.91 kW elektrinę.
2. Kitas saulės elektrinės pagaminamos energijos skaičiavimo būdas labiau tinkamas žinant kiek ir kokios galios modulių telpa ant stogo ir norint išsiaiškinti, kiek ši elektrinė pagamins elektros energijos per metus.
Pavyzdys B
1) Saulės elektrinė bus įrengiama 3 zonoje
2) Saulės elektrinės kryptis – pietvakariai
3) Stogo pasvirimo kampas kampas – 45°
4) Planuojate įsirengti 5 kW (5000 Wp) saulės elektrinę
Sprendimas: Lentelėje susiraskite, kiek pietvakarių kryptimi nukreipta saulės elektrinė pagamins elektros energijos, jei stogo šlaitas 40° – 9147 kWh ir 50° – 8890 kWh.
Kadangi Jūsų stogo šlaito kampas 45°, apskaičiuokite vidutinę vertę:
(9147 + 8890) / 2 = 9018 kWh
Kadangi lentelėje pateikti duomenys 10 kW (10 000 Wp) saulės elektrinei, o Jūsų planuojama saulės elektrinė 5 kW (5000 Wp), gautą rezultatą padalinkite iš 2:
9018 / 2 = 4509 kWh
Kadangi lentelėje pateikti 2 zonos duomenys, o Jūsų elektrinė bus įrengta 3 zonoje, rezultatą padauginkite iš 3 zonos koeficiento“
4509 * 1,067 = 4811 kWh
Atsakymas: Jūsų saulės elektrinė per metus gali pagaminti iki 4811 kWh elektros energijos
Atkreipkite dėmesį, kad pavyzdyje B neatsižvelgiama į nuostolius, kurie metams bėgant atsiras dėl saulės modulių efektyvumo praradimo. Šiuos skaičius galite rasti visų saulės modulių duomenų lapuose ir atitinkamai patikslinti gautus skaičius.