Aby określić ilość energii, jaką system fotowoltaiczny podłączony do sieci będzie w stanie wyprodukować rocznie, należy go zaprojektować i zainstalować. Jako przykład do naszych obliczeń użyjmy dachu domu o powierzchni 60 m2.
Wystarczy, że każdy rodzinny dach ma 60 metrów kwadratowych. Jaką moc można zainstalować na dachu o powierzchni 60 m2? Czy jest wystarczająca liczba paneli, aby codziennie generować energię potrzebną do zasilania domu?
Domowy system fotowoltaiczny zwykle wykorzystuje panele z monokrystalicznego krzemu lub polikrystalicznego krzemu. Zazwyczaj mają one parametry 36V 280W i powierzchnię 1,8 m2 na panel. Pomiędzy panelami słonecznymi stosuje się połączenia równoległe i szeregowe. Podczas instalacji należy wybrać odpowiedni kąt nachylenia i kierunek oświetlenia. Ponadto każda grupa paneli powinna być rozmieszczona z zachowaniem odstępów, aby zapobiec wzajemnemu zacienianiu i nakładaniu się. Na razie zaleca się pozostawienie przejścia ułatwiającego czyszczenie i konserwację zestawu paneli. Zalecane rozmieszczenie paneli jest następujące: na dachu o powierzchni 60 m2 powinno znaleźć się 20 miejsc na panele słoneczne. Łącznie jest 36 modułów fotowoltaicznych o powierzchni 36 metrów kwadratowych. Zainstalowana moc PV wynosi 5,6 kW.
Ile energii produkują panele słoneczne każdego dnia? Wydajność panelu słonecznego w przekształcaniu fotonów na energię elektryczną zależy głównie od ilości światła słonecznego, czasu nasłonecznienia w ciągu dnia oraz kąta montażu.
Przy standardowych warunkach testowych wydajność fotoelektryczna panelu słonecznego jest mierzona przez porównanie maksymalnej mocy wyjściowej, jaką panel może wygenerować, do mocy słonecznej padającej na ten panel. Wydajność fotoelektryczna modułów z ogniw polikrystalicznych i monokrystalicznych zwykle nie jest mniejsza niż odpowiednio 15,5% i 16,5%.
Zatem, przy standardowych warunkach nasłonecznienia (1000W/m2) rzeczywista moc wyjściowa zestawu wynosi 5,6kW/0,16=3,5kW. Przy optymalnych 6 godzinach (10:00-16:00) efektywnego czasu generowania energii słonecznej można uzyskać 21 kWh dziennie. Według tych obliczeń, przy 240 dniach w roku (20 dni miesięcznie efektywnej generacji energii słonecznej) generuje się 5040 kWh energii PV.
Aby wykonać to obliczenie, muszą być spełnione idealne warunki. Oprócz rodzaju, instalacji i konserwacji zestawów solarnych, takich jak uchwyty, falowniki solarne i innych komponentów, rzeczywista ilość energii generowanej przez system fotowoltaiczny zależy także od temperatury, pogody i innych czynników.
Aby system solarny działał prawidłowo, niezbędny jest uchwyt dla paneli. Systemy PV muszą być montowane na konstrukcjach dachowych o dużej nośności. Jeśli dom nie spełnia tych wymagań, należy wzmocnić konstrukcję, aby chronić mieszkańców. Ponadto przed instalacją uchwytu należy zadbać o hydroizolację i powłokę dachu. Również drzewa i budynki otaczające dom mogą bezpośrednio wpływać na wydajność i efektywny czas pracy paneli słonecznych.
Systemy fotowoltaiczne łączą się z siecią za pomocą trójfazowego prądu przemiennego o napięciu 380V/400V/415V/440V/460V/480V lub jednofazowego o napięciu 110V/120V/220V/230V/240V. Idealne falowniki do sieci jednofazowej mają zwykle moc 1 kW, 3 kW lub 5 kW. Aby zmaksymalizować wydajność falowników podłączonych do sieci trójfazowej, ich moc musi przekraczać 10 kW.
