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Wie man die Leistung von Solarpanels mit dem Global Solar Atlas berechnet
Wenn Sie planen, Solarpanels zu installieren, ist eine der ersten Fragen - wie viel Strom sie tatsächlich im Laufe des Jahres produzieren werden?
Ich habe ehrlich gesagt meine Panels ohne eine solche Untersuchung installiert. Ich habe sie einfach nach Süden ausgerichtet und vertikal installiert - unter einem Winkel von 90°. Einer der Gründe für diese Entscheidung war, dass sie im Winter weniger von Schnee bedeckt werden und besser bei niedrigem Sonnenstand arbeiten können.
Nach ein paar Monaten Betrieb wurde ich neugierig: wie stark wird die Erzeugung im Winter sinken?
Ich habe 3,84 kW Solarpanels installiert, und im Winter wäre selbst eine geringe Erzeugung bereits nützlich. Zum Beispiel, um zumindest teilweise den Kessel, Pumpen und ein paar Glühbirnen zu versorgen.
Natürlich ist jede Installation individuell. Die Erzeugung wird von der Ausrichtung, dem Neigungswinkel, dem Installationsort, dem Wetter und vielen anderen Faktoren beeinflusst.
Deshalb wollte ich nicht nur raten, sondern versuchen, dies technischer zu bewerten.
Zu diesem Zweck habe ich Global Solar Atlas verwendet - einen Dienst, mit dem man die erwartete Erzeugung eines Solarkraftwerks unter Berücksichtigung seiner Leistung, Ausrichtung und Neigungswinkel modellieren kann.
Man kann dies mit dem kostenlosen Dienst Global Solar Atlas bewerten. Das ist keine Werbung. Dieser Dienst lässt sich schnell googeln, scheint keine Werbung zu haben und wird von mehreren Unternehmen unterstützt.
Er ermöglicht es, den Installationsort, die Leistung des Solarkraftwerks, die Ausrichtung und den Neigungswinkel der Panels anzugeben und eine ungefähre Prognose der Erzeugung zu erhalten.
In diesem Artikel werde ich dies an meinem eigenen Beispiel zeigen.
Öffnen Sie Global Solar Atlas
Zunächst öffnen wir Global Solar Atlas und suchen auf der Karte den Ort, an dem die Solarpanels installiert sind.
In meinem Fall ist das die Oblast Iwano-Frankiwsk.
Der Dienst zeigt sofort grundlegende Informationen über das Solarpotential dieser Gegend.
Zum Beispiel zeigt Global Solar Atlas für meinen Standort:
GHI - 1154,5 kWh/m² pro Jahr - globale horizontale Sonnenstrahlung;
DNI - 1054,7 kWh/m² pro Jahr - direkte normale Strahlung;
DIF - 579,5 kWh/m² pro Jahr - diffuse Strahlung;
GTI opta - 1366,2 kWh/m² pro Jahr - Strahlung auf einer Fläche mit optimalem Winkel;
OPTA - 38° - optimaler Neigungswinkel der Panels.
Die letzten beiden Werte sind besonders interessant für den Vergleich.
Der Dienst schätzt, dass der optimale Neigungswinkel der Panels für diese Gegend etwa 38° beträgt, während meine Panels vertikal installiert sind - unter 90°.
Das heißt, meine Installation unterscheidet sich bewusst von der optimalen.
Und genau deshalb reicht es nicht aus, einfach die Zahl von der Karte zu nehmen. Man muss die realen Parameter der eigenen Solaranlage angeben.
Wir konfigurieren unser eigenes System
Im Block Choose PV system to calculate energy yield kann man die Konfiguration des PV-Systems ändern. Zunächst wählen wir Small residential.
Es wird eine Standard-Solaranlage angezeigt:
PV system configurationPv system: Small residentialAzimuth der PV-Panels: Default (180º)Neigung der PV-Panels: Default (38º)Installierte Leistung: 1 kWp
Aber wir müssen unsere eigenen Parameter angeben. Wir klicken auf Change PV System.
Ich gebe meine Parameter an:
Параметр
Значення
Тип системи
Small residential
System size / Потужність сонячного поля
3,84 kWp
Azimuth of PV panels / Азимут
180°
Tilt of PV panels / Кут нахилу
90°
Was ist kWp? kWp (Kilowatt-Peak) - das ist die Nenn- oder Spitzenleistung eines Solarkraftwerks.
Warum 180°?
Der Azimut 180° bedeutet, dass die Panels nach südlich ausgerichtet sind.
Für meine Installation entspricht dies der tatsächlichen Position der Panels.
Warum 90°?
90° ist eine vertikale Installation.
Das heißt, die Panels sind tatsächlich an einer vertikalen Wand des Hauses installiert und nicht auf einem geneigten Dach.
Es ist wichtig, dies im Rechner anzugeben, da der Neigungswinkel direkt die Menge an Sonnenenergie beeinflusst, die die Oberfläche des Panels im Laufe des Jahres erhält.
Klicken Sie auf Open detail:
Was kommt dabei heraus
Nach Eingabe dieser Parameter berechnet Global Solar Atlas die erwartete Erzeugung.
Für mein System zeigt er:
2,971 MWh pro Jahr
oder ungefähr:
2971 kWh pro Jahr.
Mein Kraftwerk hat eine Leistung von 3,84 kWp, daher, wenn man das Ergebnis in spezifische Erzeugung umrechnet:
2971 ÷ 3,84 ≈ 774 kWh/kWp pro Jahr.
Das ist bereits eine recht nützliche Zahl zum Vergleich verschiedener Solarinstallationen.
Man könnte sagen, dass unter meinen Bedingungen jeder installierte Kilowatt Solarpanels laut Global Solar Atlas etwa 774 kWh pro Jahr erzeugen sollte.
Was bedeuten 2,971 MWh?
Das bedeutet nicht, dass mein Kraftwerk jeden Tag die gleiche Menge an Strom produzieren wird.
Im Gegenteil - die Erzeugung über das Jahr ist sehr ungleichmäßig.
Und hier wird es interessant, nicht nur das jährliche Ergebnis zu betrachten, sondern auch die monatlichen.
кут 90 градусів
Hier sollte man auf einen Punkt achten: die im Interface angegebenen Average hourly profiles sind keine fertige Tabelle der monatlichen Erzeugung. Es handelt sich um ein stündliches Profil, mit dem man sehen kann, in welchen Stunden des Tages und in welchen Monaten die Erzeugung erwartet wird.
Das heißt, Global Solar Atlas ermöglicht es, die Solaranlage nicht nur aus der Perspektive "wie viele Kilowattstunden wird es im Jahr geben" zu betrachten, sondern auch zu verstehen, wann genau diese Energie verfügbar ist.
Warum interessiert mich gerade der Winter
Mein Hauptgrund, diese Berechnung durchzuführen, ist nicht die jährliche Erzeugung.
Im Sommer erzeugen 3,84 kW Panels ohnehin genügend Energie.
Ich bin mehr am Winter und möglichen Blackouts interessiert.
Im Haus gibt es einen Kessel, Pumpen und einen Grundstromverbrauch. Daher kann selbst eine relativ geringe Erzeugung an einem sonnigen Wintertag nützlich sein.
Und hier wird die vertikale Installation der Panels zu einem interessanten Kompromiss.
Ich habe bewusst auf den optimalen Winkel von 38° zugunsten der vertikalen Montage von 90° verzichtet.
кут 90 градусів
Die Gründe sind praktisch:
Die Panels werden weniger von Schnee bedeckt;
Schnee rutscht leichter von einer vertikalen Fläche;
Im Winter steht die Sonne niedrig über dem Horizont;
Die Panels nehmen weniger Platz ein;
Es ist keine separate geneigte Konstruktion an der Wand erforderlich.
Aber dafür muss man eine geringere jährliche Erzeugung in Kauf nehmen.
Hier ist zum Beispiel das Average hourly profiles Diagramm für die 38-Grad-Montage:
кут 38 градусів
Optimaler Winkel gegen realen
Für meine Gegend zeigt der Dienst einen optimalen Winkel von etwa 38°.
Das bedeutet, dass ich, wenn ich das System ausschließlich zur Maximierung der Solarerzeugung entwerfen würde, mich ungefähr an diesem Winkel orientieren würde.
Aber im realen Leben ist die maximale jährliche Erzeugung nicht immer das einzige Ziel.
Es ist mir wichtig, Energie genau dann zu erhalten, wenn sie benötigt wird, und auch eine möglichst einfache Konstruktion zu haben.
Deshalb ist 90° kein "Installationsfehler", sondern ein bewusster Kompromiss.
Und jetzt kann man ihn zumindest ungefähr mit Zahlen bewerten. Visuell kann man sehen, dass das Diagramm mit 90 Grad in den kalten Monaten "heißer" ist. Aber die Werte sind nicht viel höher. Also habe ich die Werte der beiden Tabellen genommen und in eine KI eingegeben, um sie zu vergleichen. Und das Ergebnis ist:
Місяць
38°
90°
90° від 38°
Листопад
≈150 кВт·год
≈123 кВт·год
82%
Грудень
≈161 кВт·год
≈177 кВт·год
110%
Січень
≈208 кВт·год
≈227 кВт·год
109%
Лютий
≈268 кВт·год
≈258 кВт·год
96%
Листопад–лютий
≈787 кВт·год
≈785 кВт·год
≈100%
Im Jahr verliert die vertikale Installation etwa 30% der Erzeugung im Vergleich zum optimalen Winkel von 38°. Aber wenn man sich die kalten Monate - November, Dezember, Januar und Februar - ansieht, verschwindet der Unterschied praktisch (in diesen Monaten). Und im Dezember und Januar erzeugen die vertikalen Panels sogar etwa 10% mehr.
Das Verhältnis ist prozentual. Aber ich habe auch die Station mit 10 kW berechnet. Irgendwie wurde der November für die 10 kW Station deutlich besser berechnet. Natürlich kann die KI etwas falsch berechnet haben. Also bitte - überprüfen Sie alle Informationen selbst.
Місяць
38°
90°
90° від 38°
Листопад
≈480 кВт·год
≈480 кВт·год
100%
Грудень
≈434 кВт·год
≈465 кВт·год
107%
Січень
≈527 кВт·год
≈589 кВт·год
112%
Лютий
≈644 кВт·год
≈644 кВт·год
100%
Листопад–лютий
≈2085 кВт·год
≈2178 кВт·год
104%
Und die Daten sind sogar etwas interessanter. Nicht direkt Feuer, natürlich. Aber die minimale Notwendigkeit zur Schneereinigung ist ein großer Vorteil.
Natürlich, wenn man Strom verkauft oder aktiv nutzt - der Winkel von 38 Grad in meinem Fall bedeutet +30% jährliche Erzeugung.
Wichtiger Hinweis zur Prognose
Global Solar Atlas warnt ausdrücklich, dass solche Schätzungen in erster Linie für vorläufige Analysen gedacht sind.
Der Dienst verwendet Standardannahmen für viele Parameter des PV-Systems. Für eine detaillierte Planung sind Werkzeuge erforderlich, die es ermöglichen, mehr Parameter des Kraftwerks zu berücksichtigen und detailliertere meteorologische Daten zu verwenden.
Deshalb sollte die Zahl 2971 kWh pro Jahr nicht als Garantie angesehen werden.
Es ist eine Prognose.
Und das Interessanteste für mich - in einem Jahr diesen Prognosewert mit der tatsächlichen Erzeugung meiner 3,84 kW Panels zu vergleichen.
Dann kann man überprüfen, wie nah Global Solar Atlas der Realität für vertikale Panels, die an einer Südwand installiert sind, war.
Und ich werde Schlussfolgerungen für/über die Erweiterung der heimischen PV-Anlage ziehen.