Il passaggio all'energia solare può richiedere un notevole esborso di denaro. Come minimo, è necessario determinare quanto segue per avere una buona idea di quanto costerà il tuo sistema di energia solare fotovoltaico (FV) autonomo:
I wattora totali al giorno di energia di cui avrai bisogno: compila un elenco di tutti i tuoi elettrodomestici e dispositivi e quante ore al giorno verranno eseguiti ciascuno.
Definisci la tua potenza di picco istantanea, misurata in watt: determina quali dispositivi utilizzerai contemporaneamente; aggiungere i loro assorbimenti di potenza, in watt.
Calcolare il ciclo di lavoro: ad esempio, una cabina del fine settimana utilizzata per due giorni ha un ciclo di lavoro di 2/7, ovvero circa il 28%. Un sistema utilizzato ogni giorno ha un ciclo di lavoro del 100%.
Stima quante ore di buona luce solare al giorno puoi aspettarti: La luce solare è difficile da stimare con molta precisione perché dipende dal tempo e dal periodo dell'anno durante il quale sei interessato a utilizzare il tuo sistema.
Ecco un esempio di alcuni calcoli per una casa off-grid nelle montagne della California settentrionale. Ecco cosa devi tenere a mente su questo scenario:
Il ciclo di lavoro è del 100% e la casa viene utilizzata tutto l'anno.
La luce solare giornaliera prevista nel peggiore dei casi è di circa quattro ore.
È necessaria una riserva di carica di due giorni perché il generatore di riserva ha 20 anni e può avviarsi o meno, a seconda del suo umore irascibile.
Il sistema deve produrre 120VAC.
E nel caso foste curiosi, ecco come i proprietari stanno riducendo il loro fabbisogno energetico:
Per il riscaldamento usano esclusivamente una stufa a legna.
I residenti non hanno bisogno del riscaldamento dell'acqua elettrico perché usano uno scaldacqua solare.
Sia il piano cottura che il frigorifero funzionano con propano in bottiglia.
La casa è estremamente efficiente, con sporgenze delle finestre ben progettate, una veranda sul fronte sud e un design modulare che consente di isolare la zona giorno dal resto della casa nelle giornate invernali più crudeli.
Nella mansarda è installato un ventilatore solare da soffitta e un grande ventilatore da soffitto a energia solare nella sala grande mantiene tollerabile il livello di comfort nelle giornate estive più calde.
La tabella seguente mostra il carico di potenza di esempio per la cabina California.
Consumo energetico in una casa off-grid
| Dispositivo AC | Watt | Ore/Giorno | Wattora/giorno |
|---|---|---|---|
| Luci da cucina | 120 | 6 | 720 |
| Luce della camera familiare | 120 | 4 | 480 |
| tv | 70 | 3 | 210 |
| Caffettiera | 200 | 0,5 | 100 |
| Radiosveglia | 1 | 24 | 24 |
| Ventilatore da tavolo | 15 | 6 | 90 |
| Computer | 100 | 7 | 700 |
| Elettrodomestici vari | 400 | 0,5 | 200 |
Con questo grafico, puoi eseguire alcuni dei seguenti calcoli per l'analisi del carico. Per calcolare l'ultima colonna, moltiplica semplicemente le prime due colonne.
| Calcolo | Risposta |
|---|---|
| Fabbisogno energetico totale in un giorno | 2,5 kWh/giorno |
| Adeguamento per inefficienza (10 per cento) | 2,8 kWh/giorno |
| Carico istantaneo massimo | 700 W |
| Ciclo di lavoro | 100% |
| Fabbisogno energetico totale in una settimana | 19,4 kWh/settimana |
| Potenza necessaria dai pannelli fotovoltaici (@4 ore/giorno) | 700 W |
Quindi, calcola la dimensione della batteria, che è specificata in termini di amperora (Ah). La maggior parte delle batterie è da 12VDC, ma sono disponibili anche altre dimensioni. Per questo esempio, supponiamo un sistema a 12VDC.
Prendi il totale kWh/giorno, moltiplicalo per 1.000 per ottenere kWh/giorno, quindi dividi questo valore per la tensione della batteria.
Il generatore è vecchio, quindi triplica il risultato del passaggio 1 per tenere conto dei due giorni di riserva.
Per coprire i due giorni di riserva, i proprietari della cabina hanno bisogno di batterie in grado di contenere tre giorni di carica.
Moltiplica la capacità minima della batteria del passaggio 2 per un fattore due.
Le batterie durano molto più a lungo quando non vengono scaricate di oltre il 70% circa della loro energia disponibile.
Infine, avranno bisogno di una maggiore capacità del modulo fotovoltaico per ottenere la riserva di tre giorni. Va bene andare senza alimentazione un paio di volte, e c'è un generatore di backup, quindi se raddoppiano le dimensioni della capacità del modulo fotovoltaico, dovrebbero essere al sicuro. Quindi, i proprietari hanno bisogno di 1.400 watt di fotovoltaico.
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