Солнечные панели на крыше дома - итог первого года

[skysheep.livejournal.com]

Год назад я написал несколько статей про установку системы на крыше дома. Итак, можно подводить итоги первого полного года работы солнечных панелей.  

38 панелей, общая номинальная мощность (DC) 12.3 кВт. Южные панели 355 Вт х 14, северные — 305 Вт х 24.

1. Измерение производства электроэнергии

Общее производство электроэнергии по месяцам  (период с 1 июня 2019 по 31 мая 2020).  Всего за 12 месяцев я произвел 16985 кВтч.

Производство электроэнергии

Мои панели разделены на две подсистемы. Часть панелей смотрит на юг под углом 14 градусов, а другая смотрит на север под углом около 12 градусов.  У них довольно разное поведение, и северные панели менее эффективны зимой. Для сравнения разных месяцев, лучше разделить панели на северные и южные.  

Для сравнения эффективности, я посчитал коэффициент эффективности.  КЭ = [произведенная энергия в сутки] / [номинальная мощность панелей].  Например, если панель с номинальной мощностью 355 Вт производит в сутки 2 кВтч, то КЭ равняется 5.63 (2000/355).  Таким образом можно сравнивать эффективность разных панелей с разной ориентацией. 

Коэффициенты эффективности для разных ориентаций

Средний за год КЭ для южных панелей был 4,05.  Это значит, что 1 кВт панелей (примерно 5 квадратных метров площади на крыше) вырабатывает примерно 4 кВтч в день, в среднем за год.

Для северных панелей этот показатель был 3,59, что примерно на 12% ниже.

2. Финансовые результаты

С 1 июня 2017 до 31 мая 2018 года (12 месяцев) я  потребил из сети 17808 кВтч и заплатил компании Florida Power & Light (FPL) за это $2157.92

С  1 июня 2018 до 31 мая 2019 года я потребил 18598 квтч, из них из сети было и из сети 17449 из сети и 1149 кВтч от солнечных панелей (солнечные панели работали 15 дней в мае 2019). Я заплатил компании FPL $2063.15

С 1 июня 2019 до 31 мая 2020 года я потребил из сети 9556 кВтч , но я также отправил в сеть 8977 кВтч.  В итоге мое нетто потребление было 579 кВтч. На конец мая 2020 у меня еще есть в запасе 366 кВтч которые я могу потом использовать.  Мое общее потребление (из сети и напрямую от солнечных панелей) можно примерно посчитать: 9556 + (16985 — 8997) = 17544 кВтч.   Я заплатил компании FPL $216.56.   В итоге, я за этот год сэкономил около $2000.

Типичный счет за электричество за это время выглядел вот так.  $8.28 customer charge, плюс налоги.

Счет за электричество за апрель. В апреле я произвел на 26 кВтч больше чем потребил.

3. Статистические данные

Более подробная статистика по месяцам.  Тут показано максимальный суточный результат за каждый месяц, минимальный, медиана, и 25/75 процентили.  25 процентиль означает что 25% дней производство энергии было ниже, и в 75% дней выше.  

Самый низкий день был 19 декабря — 6.68 кВтч.  Зимний день и шел дождь весь день.

19 декабря - 6 кВтч

4. Деградация панелей за год

Деградации панелей пока незаметно. Вот например картинка которая показывает сравнение 30 мая 2020 (синие столбики) с 30 мая 2019 (черная линия). Как видим они почти совпадают.  Самым лучшим месяцем пока был март 2020.

Сравнение 30 мая 2019 с 30 мая 2020

5. Общий итог

Общее годовое производство с каждой панели  — 0т 389 кВтч (панель 305 Ватт смотрит на север) до 549 кВтч (панель 355 Ватт смотрит на юг).  В итоге почти 17 МВтч за год. 

Результат за год

Comments

[panic-killa.livejournal.com]

в нашем климате всё будет далеко не так радужно
особенно зимой

[ts-sp.livejournal.com]

Если поставить две группы панелей, прицельно направить одну на восток, другую на запад, установить под углом к земле, чтобы захватывать солнце и на горизонте и в зените -- летом вполне юзабельно. Зимой конечно темнота и короткий световой день не дадут использовать на полную мощность.

[zeydlith derfflinger (from livejournal.com)]

Проблема не в коротком дне, а в снеге. По хорошему, на зиму все надо укрывать от снега. После чего окажется, что панель работает 5 месяцев в году и не окупиться за срок жизни.

[ts-sp.livejournal.com]

Зимой солнце низко над горизонтом -- панель надо ставить почти вертикально -- снег на ней задерживаться не будет.

[zeydlith derfflinger (from livejournal.com)]

Вы, видимо, давно со снегом дела не имели. Эта сволочь налипает на любую поверхность.

[ts-sp.livejournal.com]

Налипает на любые поверхности только ледяной дождь, но это редко бывает. Снег хорошо ложится на горизонтальные поверхности, а на вертикальных не держится, на солнце тает и стекает.

[http://users.livejournal.com/_sudar/]

Еще надо учитывать количество солнечных дней. Потому что кроме угла падения лучей солнца, есть еще облачность, туманы, осадки (которые налепляют пыль на панели и их придется регулярно чистить) и т.п. Зима и снег туда же.

[ts-sp.livejournal.com]

От угла падения зависит пиковая мощность в солнечный день. Понятно, что в пасмурный день и мощность и напряжение будет минимальные. А на зиму их надо разворачивать вертикальнее и немного южнее -- солнце низко над горизонтом.

[http://users.livejournal.com/_sudar/]

--- А на зиму их надо разворачивать

Если учесть, что панели на крыше, да еще с разных сторон, то разворачивать их несколько проблематично.

-- Понятно, что в пасмурный день

А во время града так и вообще мощность падает до нуля, причем навсегда.

[ts-sp.livejournal.com]

Если крыша плоская и панели стоят на стойках, их можно крутить куда-угодно. А для защиты от града и прочих механических повреждений их закрывают литым поликарбонатом.

[Максим Гейслер (from livejournal.com)]

Смотря где. Алтайский край. Зимой очень много солнечных дней. И в холодное время панели лучше вырабатывают электричество. Единственное, что день зимой короче. Это да.

[panic-killa.livejournal.com]

таких результатов как у него ты не достигнешь

[skysheep.livejournal.com]

Я когда считал, у меня получалось где то на 20-30% разница между Майами и Якутией. Можно использовать траккеры и двусторонние панели, и получить такой же результат (или лучше).

[ts-sp.livejournal.com]

Якутия это как известно заполярье, а в декабре там бывает полярная ночь, хотя и недолгая. В Петербурге в то же время просто короткий световой день -- всего 4 часа, выглядит как утро плавно переходящее в вечер.

В таких местах солнечные батареи эффективно использовать только летом.

[skysheep.livejournal.com]

Да, но летом там ведь 20 часов световой день.

[http://users.livejournal.com/_sudar/]

Да, но азимут не обманешь. Там тупо от высоты солнца над горизонтом падение мощности раза в два от номинальной.

[skysheep.livejournal.com]

Ну вот расчет для Майами


А вот для Якутска


Как видим разница есть, но нельзя сказать что огромная. 22%.

[http://users.livejournal.com/_sudar/]

Извините, но ваши данные - вранье. У вас получается, что с квадратного метра панель 12 часов подряд выдает 550 ватт мощности. Такого не бывает в природе. Реальные данные в три раза меньше.

Воспользуйтесь более реалистичным калькулятором.

https://realsolar.ru/on-line-calc/
http://www.helios-house.ru/on-line-kalkulyator.html

Или вот карта инсоляции регионов России. Якутск в довольно хорошей зоне - 3.5-4 кВт*ч. Но это без учета угла падения на панель и ее КПД.

[skysheep.livejournal.com]

Нет, данные по Майами и Якутску довольно точные. Якутск - да хорошое место, солнечное. Как впрочем большая часть Сибири. .

[http://users.livejournal.com/_sudar/]

Какие же они, простите, точные? 1 кв.м в июне в Якутске у вас дает 6.66 кВт в сутки. Это что еще за новая физика?

Во-первых, там инсоляция географическая на уровне 3.5-4.5 кВт в сутки летом. Уже в 1.5-2 раза меньше заявленного в ваших скриншотах.

Во-вторых, КПД солнечных панелей не 100% и даже эти 3.5 кВт вы не получите.

В-третьих, Солнце, дрянь такая, все время светит на панель на крыше под разными углами, далекими от оптимальных. И в отличие от физического количества энергии, достигающей поверхности (вот эти 3.5-4.5 кВт), количество принятой и переработанной панелями энергии значительно меньше.

Собственно, другие источники дают расчет в 1.6-2 кВт в сутки с кв.м. максимум - и вот это гораздо более реалистично, чем то, что вы пишете.

[elrond1-2eleven.livejournal.com]

Какой ещё азимут? Если вы про косинус угла падения - так поставьте панели покруче к горизонту.

[http://users.livejournal.com/_sudar/]

Как бы вы ни ставили панели, чем выше широта, тем меньше угол между зенитом солнца и горизонтом. От этого лучи проходят больший путь через атмосферу и тем меньше энергии они в результате доносят до панелей.

Это раз.

А азимут - это дополнительно к широте угол между панелями на крыше дома и направлением на зенит солнца. Отлично, если одна сторона крыши точно смотрит на юг, но тогда вторая сторона крыши работать не будет. А если обе немного захватывают солнце, то за счет азимута каждая панель на крыше будет получать намного меньше энергии.

И при номинале в 300Вт в том же Якутске вы хорошо если 100Вт получите.

В общем зайдите в любой калькулятор (я дал ссылки выше, или найдите свой в Гугле) и поиграйтесь с настройками.

Вместо обещанных автором 6.6 кВт*ч в сутки на кв.м, вы получите 1.6-2 кВт максимум. И это при самом оптимальном угле наклона панелей к Солнцу.

Чудес не бывает и физику не обманешь.

[elrond1-2eleven.livejournal.com]

А никто не собирается обманывать физику, её надо уметь применять.
Азимут входит в угол падения.
Если уж вы заговорили про поглощение в атмосфере - оно не только нелинейно зависит от широты, так ещё и вполне себе спектральное, панель работает не по теплу, а тоже спектрально, и как там эти спектры накладываются, надо отдельно смотреть.

[skysheep.livejournal.com]

Вы фантазируете.

Вот исследование солнечных ресурсов в районе Байкала. От 1100 до 1300 кВтч/м2. При 17% эффективности панелей, одна панель собирает в год примерно 280-330 квтч. Стоимость самой панели сейчас около $100.

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2019/03/e3sconf_repar18_04006.pdf

Во например установленные системы в Якутии

http://rao-esv.ru/activity/renewable-energy/solar-power/

[den nis (from livejournal.com)]

на самом деле все ок
кпд холодных панелей выше