Πόσα φωτοβολταϊκά χρειάζονται για αυτόνομο εξοχικό;

Η σύντομη απάντηση είναι ότι ένα μικρό αυτόνομο εξοχικό μπορεί να χρειάζεται από δύο έως αρκετά περισσότερα φωτοβολταϊκά, ανάλογα με τις καθημερινές kWh, τις ώρες χρήσης, την ηλιοφάνεια που θα χρησιμοποιήσετε ως παραδοχή και τις απώλειες του συστήματος. Ο σωστός υπολογισμός δεν ξεκινά από τα τετραγωνικά του σπιτιού αλλά από τις συσκευές και τον χρόνο λειτουργίας τους. Για μια πρώτη εκτίμηση χρησιμοποιήστε τον υπολογιστή στη διαδρομή /calculators/solar/, αφού πρώτα καταγράψετε τα φορτία σας.

Για παράδειγμα, αν ένα εξοχικό καταναλώνει 2,1 kWh την ημέρα, υπολογίζετε απώλειες 25%, χρησιμοποιείτε 4,5 ισοδύναμες ώρες ήλιου και εξετάζετε πάνελ ονομαστικής ισχύος 450 W, η παραγωγή ενός πάνελ στο απλοποιημένο μοντέλο είναι 0,45 × 4,5 = 2,025 kWh πριν από τις πρόσθετες παραδοχές του υπολογισμού. Η απαιτούμενη ισχύς είναι 2,1 × 1,25 ÷ 4,5 = 0,583 kW. Με δύο πάνελ των 450 W έχετε ονομαστική ισχύ 0,9 kW, άρα ένα πρακτικό περιθώριο για την πρώτη εκτίμηση. Το αποτέλεσμα δεν αποτελεί μελέτη αυτόνομου συστήματος ούτε εγγύηση παραγωγής κάθε ημέρα.

Τι πρέπει να μετρήσετε πριν από τον υπολογισμό

Καταγράψτε κάθε συσκευή που θα λειτουργεί στο εξοχικό, την ισχύ της σε W και τον χρόνο λειτουργίας της ανά ημέρα. Για συσκευές που δεν δουλεύουν συνεχώς, μην χρησιμοποιείτε μηχανικά τις 24 ώρες. Για ένα ψυγείο, για παράδειγμα, χρειάζεστε μια ρεαλιστική μέση ισχύ ή τη μέση ημερήσια κατανάλωση που δίνει το δικό σας μετρητικό στοιχείο. Για φωτισμό, αντλία, τηλεόραση, φορητό υπολογιστή, δρομολογητή και μικρές συσκευές, ο χρόνος χρήσης είναι συνήθως η πιο σημαντική μεταβλητή.

• Για κάθε φορτίο σημειώστε: ισχύ σε W, ώρες λειτουργίας την ημέρα, ημέρες χρήσης την εβδομάδα και αν λειτουργεί συνεχώς ή σε κύκλους. Ξεχωρίστε τα συχνά φορτία από όσα χρησιμοποιείτε μόνο περιστασιακά, ώστε να μη φουσκώσει τεχνητά η ημερήσια κατανάλωση.

Ο βασικός τύπος για τις ημερήσιες kWh

Για κάθε συσκευή μετατρέπετε τα Watt σε κιλοβατώρες με τον τύπο: ημερήσια ενέργεια σε kWh = ισχύς σε W × ώρες λειτουργίας ÷ 1.000. Έπειτα προσθέτετε τις kWh όλων των συσκευών. Αν ένα φορτίο χρησιμοποιείται μόνο ορισμένες ημέρες, μπορείτε να υπολογίσετε πρώτα την κατανάλωση ανά ημέρα χρήσης ή να βγάλετε έναν μέσο όρο για την περίοδο που σας ενδιαφέρει. Η μέθοδος πρέπει να είναι ίδια για όλες τις συσκευές, αλλιώς το τελικό άθροισμα δεν συγκρίνεται σωστά.

Ας πάρουμε ένα ενδεικτικό ημερήσιο προφίλ: φωτισμός 32 W για 5 ώρες δίνει 0,16 kWh, ψυγείο με μέση ισχύ 60 W για 24 ώρες δίνει 1,44 kWh, δρομολογητής 8 W για 10 ώρες δίνει 0,08 kWh, φορητός υπολογιστής 60 W για 3 ώρες δίνει 0,18 kWh και αντλία 500 W για μισή ώρα δίνει 0,25 kWh. Το σύνολο είναι 2,11 kWh την ημέρα. Οι τιμές είναι μόνο παραδοχές παραδείγματος· αντικαταστήστε τες με τα δικά σας δεδομένα.

Πώς μπαίνουν οι απώλειες του συστήματος

Η ενέργεια που ζητούν οι συσκευές δεν είναι ολόκληρη η ενέργεια που πρέπει να παράγουν τα πάνελ. Υπάρχουν απώλειες στη μετατροπή, στην αποθήκευση, στην καλωδίωση και στη λειτουργία του εξοπλισμού. Για μια πρόχειρη εκτίμηση μπορείτε να εφαρμόσετε έναν συντελεστή απωλειών που επιλέγετε εσείς, για παράδειγμα 1,25 όταν θέλετε να προσθέσετε 25%. Έτσι, οι 2,11 kWh του παραδείγματος γίνονται 2,64 kWh προς κάλυψη. Ο συντελεστής δεν είναι καθολικός: αλλάζει ανάλογα με τη διάταξη και τα εξαρτήματα του πραγματικού συστήματος.

Ο ρόλος των ισοδύναμων ωρών ήλιου

Οι ισοδύναμες ώρες ήλιου είναι ένας απλοποιημένος τρόπος να μετατρέψετε την ονομαστική ισχύ των πάνελ σε ημερήσια παραγωγή. Δεν σημαίνουν ότι ο ήλιος φωτίζει τα πάνελ με την ίδια ένταση για τόσες συνεχόμενες ώρες. Βάλτε στον υπολογισμό μια τιμή που αντιστοιχεί στην περίοδο και στη θέση που εξετάζετε, και μην χρησιμοποιείτε την καλύτερη καλοκαιρινή ημέρα αν το εξοχικό πρέπει να λειτουργεί και σε δυσμενέστερους μήνες.

Με την παραδοχή των 4,5 ισοδύναμων ωρών και συνολική ανάγκη 2,64 kWh, η απαιτούμενη ονομαστική ισχύς πάνελ είναι 2,64 ÷ 4,5 = 0,587 kW. Αν το πάνελ που εξετάζετε αναγράφει 450 W, διαιρείτε 0,587 ÷ 0,450 = 1,30 και στρογγυλοποιείτε προς τα επάνω. Το αποτέλεσμα είναι δύο πάνελ. Αν όμως επιλέξετε λιγότερες ώρες ήλιου για χειμερινό σχεδιασμό, ο ίδιος υπολογισμός θα δώσει μεγαλύτερη απαιτούμενη ισχύ.

Γιατί ο αριθμός των πάνελ δεν αρκεί

Σε αυτόνομο εξοχικό η κατανάλωση μπορεί να συνεχίζεται όταν δεν υπάρχει παραγωγή. Γι’ αυτό ο αριθμός των πάνελ είναι μόνο ένα μέρος της εικόνας. Χρειάζεται ξεχωριστός έλεγχος για τη χωρητικότητα της μπαταρίας, την ισχύ του αντιστροφέα, τα ρεύματα εκκίνησης συσκευών και την πραγματική σύνδεση των φορτίων. Μια αντλία ή άλλη συσκευή με μοτέρ μπορεί να ζητήσει στιγμιαία διαφορετική ισχύ από τη μέση κατανάλωση που χρησιμοποιήσατε για τις kWh.

Επίσης, η σκιά, ο προσανατολισμός, η κλίση, η θερμοκρασία, η ρύπανση και η απόσταση καλωδίων επηρεάζουν την παραγωγή. Δεν χρειάζεται να προσποιηθείτε ότι γνωρίζετε αυτές τις παραμέτρους με ακρίβεια σε ένα άρθρο πρώτης εκτίμησης. Καταγράψτε τις ως περιορισμούς και χρησιμοποιήστε μετρήσεις ή τεχνική μελέτη όταν η εγκατάσταση πρέπει να λειτουργεί αξιόπιστα χωρίς εφεδρεία.

Συχνά λάθη στον υπολογισμό

• Μην προσθέτετε απευθείας Watt από διαφορετικές συσκευές και τα παρουσιάζετε ως ημερήσιες kWh. Μην θεωρείτε ότι μια συσκευή των 1.000 W καταναλώνει 1 kWh κάθε ημέρα χωρίς να ελέγξετε τις ώρες χρήσης. Μην αγνοείτε το ψυγείο επειδή δεν ακούγεται συνεχώς. Μην εφαρμόζετε το ίδιο ιδανικό σενάριο ηλιοφάνειας σε όλες τις εποχές. Μην στρογγυλοποιείτε προς τα κάτω τον αριθμό των πάνελ και μην παρουσιάζετε την εκτίμηση ως εγγυημένη παραγωγή.

Παραδοχές και όρια του παραδείγματος

Το παράδειγμα υποθέτει γνωστή μέση κατανάλωση, σταθερό ημερήσιο προφίλ, επιλεγμένο συντελεστή απωλειών και μία τιμή ισοδύναμων ωρών ήλιου. Δεν υπολογίζει αυτονομία για συνεχόμενες νεφελώδεις ημέρες, εφεδρική γεννήτρια, συγκεκριμένη μπαταρία, αδειοδοτήσεις ή τεχνικές απαιτήσεις εγκατάστασης. Οι μονάδες πρέπει να μένουν συνεπείς: W μετατρέπονται σε kW διαιρώντας με 1.000, ενώ οι ώρες πολλαπλασιάζονται πριν από τη μετατροπή σε kWh.

Συχνές ερωτήσεις

Χρειάζομαι περισσότερα πάνελ αν χρησιμοποιώ το εξοχικό μόνο τα Σαββατοκύριακα; Όχι απαραίτητα για την εβδομαδιαία κατανάλωση, αλλά χρειάζεται να εξετάσετε πώς αποθηκεύεται η ενέργεια μεταξύ των επισκέψεων και ποια φορτία παραμένουν ενεργά όταν λείπετε. Η απάντηση εξαρτάται από το προφίλ χρήσης, όχι μόνο από τα τετραγωνικά του κτιρίου.

Μπορώ να υπολογίσω τα πάνελ μόνο από το συνολικό Watt των συσκευών; Όχι. Το συνολικό Watt αφορά κυρίως την ταυτόχρονη ισχύ και τον εξοπλισμό μετατροπής. Για τον αριθμό των πάνελ χρειάζεστε ημερήσια ενέργεια σε kWh, ώρες ήλιου και παραδοχές απωλειών.

Τι αλλάζει αν θέλω να λειτουργεί το εξοχικό και τον χειμώνα; Χρησιμοποιείτε συντηρητικότερη παραδοχή για την παραγωγή της περιόδου που σας ενδιαφέρει και επανελέγχετε τις ημέρες αυτονομίας. Ο υπολογισμός πάνελ δεν αντικαθιστά τον ξεχωριστό σχεδιασμό μπαταρίας και αντιστροφέα.

Το ασφαλές συμπέρασμα είναι να ξεκινήσετε από έναν πίνακα φορτίων, να υπολογίσετε τις kWh ανά ημέρα, να προσθέσετε ρητά τις απώλειες και μετά να διαιρέσετε με τις ισοδύναμες ώρες ήλιου. Έτσι αποφεύγετε έναν αυθαίρετο αριθμό πάνελ και μπορείτε να αλλάξετε εύκολα τις παραδοχές όταν γνωρίζετε καλύτερα τη χρήση του εξοχικού.