Toimivan järjestelmän tehon määritykseen on olemassa monia laskentamenetelmiä ja tapoja. Peruslähtökohtana voidaan pitää käyttöastetta, miten ja millä aikajaksolla järjestelmää kuormitetaan.
Mökkien käyttöasteet ovat jatkuvassa kasvussa, mutta suurin osa käyttöasteesta kohdistuu touko–syyskuun aikajaksolle, joka jakaantuu loma-aikaiseen ja/tai viikonloppukäyttöön. Suurin kuormitus kohdistuu järjestelmään loma-aikaan, koska yhä useammassa käyttökohteessa on käytössä esim. jääkaappi, televisio, videot, tietokoneet jne. Oheislaitteiden kasvun myötä järjestelmän tulee toimia entistä tehokkaammin. Osa kuormituksesta kohdistuu myös loma-aikaan, joka ajoittuu talvikaudelle, jolloin energian saatavuus on minimissään. Nykyinen suuntaus on ollut seuraava, käyttölaitteiden kasvava energian tarve on ylittänyt järjestelmän energiantuotto-odotukset. Kulutus kohdistuu aikajaksoille, jolloin aurinkoenergian ei riitä vaan joudutaan käyttämään muita energiavaihtoehtoja. Eli usein joudutaan rakentamaan energiantuottojärjestelmä uudelleen. Näin ollen ei voida antaa yleistä laskentakaavaa, vaan jokainen järjestelmä tulee suunnitella tapauskohtaisesti.
On olemassa käyttäjäryhmiä, joilla järjestelmä on jatkuvassa käytössä jäiden lähdöstä niiden paluuseen ja kuormitus tänä aikana on melko vakio. Tällöin on tiedossa järjestelmän päivittäinen kuormitus, jolle on laskettavissa päivittäinen tuotto.
Tämänhetkisten tietojen ja kokemusten kautta voidaan keskiarvoluvuiksi asettaa n. 300 Wh = 25 Ah vuorokautiseksi keskikulutukseksi. Minkä tehoinen paneeli kyseiseen kohteeseen tulisi hankkia, että vuorokautinen energiantarve voidaan tyydyttää?
Otetaan lähtökohdaksi alueellinen säteilytaulukko, koska niissä on poikkeamia (taulukon pohjana Jyväskylä ). Määritellään paneeliin keskimääräinen hyötysuhde esim. monikidepaneeli 12 %. Kun kyseessä on normaali mökkikäyttö, suurin osa käytettävästä energiasta varastoidaan akkuun, jolloin kokonaishyötysuhteena voidaan käyttää 7%:ia
|
kuukausi |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
säteily / m² |
300 |
1500 |
3000 |
4300 |
5500 |
6100 |
5400 |
4500 |
2800 |
1500 |
300 |
200 |
|
paneelit. m² Wh / vrk |
36 |
180 |
360 |
516 |
594 |
658 |
583 |
486 |
336 |
180 |
36 |
24 |
|
akkuun Wh / vrk |
21 |
105 |
210 |
301 |
385 |
427 |
378 |
315 |
196 |
105 |
21 |
14 |
Yllä olevasta taulukosta voimme todeta, että 300 Wh keskimääräinen energiantarve täyttyy huuti-maaliskuun aikajaksolla. Seuraava toimenpide on tarkastella paneelia, joka on pinta-alaltaan lähinnä 1 m²:n luokkaa. Todellisuudessa olemme jo ennakkoon laskeneet kyseiset tuottoarvot useimmille tuotteille ja noin 120 Wp paneeli edustaa pinta-alaltaan noin 1m²:ä. Huomaa tämä laskelma on tehty silloin kun myytiin niitä mökkipaketteja 90 luvulla. Nimellisteholtaan 120 Wp paneeli oli merkittävän suuri. Tilanne on muuttunut ja tehon tarve moninkertaistunut, mutta sama periaate toimii.
Katsotaan viellä eri vaihtoehtoja karkealla seulalla
Säteilymäämrä 5500 W m2 paneelien kallistuskulma 30 °
Järjestelmän nimeelisteho 500 Wp
Järjestelmän pinta-ala 3,4 m2n
nimellisteho tuotto m2 STC 500 W NOCT 400 W
Lataussäädin hyötysuhde 97 % 485 W 388 W
Akun vastaanottokyky 75 % 364 W 291 W
Paneeli sijoitus paisteaika 4 h 1456 Wh 1,164 Wh
Pinta-alan mukaan laskien säteily 5500 W / m2 / vrk. paneeli pinta-ala 3,3 m2 x 5500 W = 16500 W
järjestelmän hyötysuhde 7 % = 1,155 Wh keskiarvo
Järjestelmän hyötysuhde 8 % = 1320 Wh erttäin hyvä
Järjestelmän hyötysuhteen ja NOCT laskelma näyttää osuvan samoille tehoalueille. Tärkeintä että osaamme tehdä oikean suuntaisia laskelmia. Yleinen käytäntö on ollut että lasketaan paneelin tuottama teho mutta unohdetaan mitä häviöitä säädin, akku ja johdotus aiheuttaa matkalla.
Monet myyjät käyttävät Saksassa olevaa nyrkkisääntöä nimellisteho x viisi = tällöin paneelin tuottama energia määrä olisi 27,500 Wh Ja edelleen ollaan vasta paneelin pinnalla. ei akussa johon käytettävä energia tallennetaan.