Prima etapă constă în evaluarea necesităţilor de consum ale utilizatorului. Cu această ocazie, ne punem problema echipamentelor economice din punct de vedere energetic.

Este important de subliniat că primordială este economia de energie la nivelul consumatorilor. Aceasta implică un preţ de achiziţie mai mare, dar costul global va fi mai mic, deoarece va rezulta necesitatea unei instalaţii mai mici.

Tensiunea nominală a consumatorilor

Odată cu determinarea puterii, se poate determina tensiunea preferabilă pentru sistemul fotoelectric.

Necesarul de energie

Această etapă este importantă. Trebuie să se cunoască necesarul de energie, pentru a obţine un sistem adaptat corespunzător. Trebuie subliniat că orice cerinţă suplimentară va determina o creştere a puterii de instalat, respectiv mai multe panouri, baterie mai mare.

Pentru a calcula necesarul zilnic de energie al unei aplicaţii, se utilizează expresia:

W = P * t

Necesarul zilnic de energie este deci egal cu produsul dintre puterea consumată de aplicaţie şi timpul zilnic de utilizare.

Trebuie să se facă diferenţa dintre putere şi energie. Puterea este o valoare instantanee (de exemplu: un panou produce 90 W la un moment dat), iar energia este dată de integrala puterii pe un interval de timp (de exemplu: 3 panouri vor furniza 180 Wh pe durata unei zile de iarnă).

Pentru a calcula consumul total al unei aplicaţii, se va calcula necesarul energetic al fiecărui aparat sau a fiecărei funcţiuni şi se adună. Necesarul energetic zilnic, Nz, sau consumul zilnic, este energia electrică consumată de aplicaţie în 24h.

Va rezulta: Nz = W1 + W2 + W3 +…

Consumul zilnic de energie poate fi exprimat fie în [Wh], fie în [mAh].

1. Alegerea aparatelor electrice

Eticheta de mai jos, standardizată în Europa şi ataşată fiecărui aparat, permite aflarea caracteristicilor acestuia. Pe aceasta se află inscripţionată clasa energetică. Preferaţi echipamentele de categorie "A ", în defavoarea celor de categorie "B" sau mai mare, ceea ce vă va oferi siguranţa că echipamentul este mai puţin costisitor în exploatare.

Referinţele aparatului

În această primă parte a etichetei se găsesc referinţele precise ale aparatului (în exemplu, o maşină de spălat veselă), ale producătorului şi modelului.

 

Clasa energetică

De la "A" (aparat foarte economic) la "G" (aparat mare consumator de energie), codul culorilor oferă o informaţie asupra consumului de energie al aparatului electrocasnic. Această calsificare se referă mai ales la cuptoare, maşini de spălat, maşini de uscat rufe, frigidere, congelatoare. Pe coloana din dreapta, pe fond negru, figurează categoria aparatului. Este un indiciu al costului aparatului pe durata utilizării.

 

Consumul, randament, capacitate

Pentru exemplul considerat, este indicat consumul de apă, energie electrică, capacitatea aparatului în număr de farfurii, ca şi două criterii de eficienţă: randamentul spălării şi cel al uscării.

 

Zgomotul

Factor deloc de neglijat al confortului, zgomotul emis de aparat în funcţionare, este înscris în decibeli. De fapt, această informaţie nu este chiar uşor de a fi percepută, dar permite compararea cu alte produse.

 

2. Bunele reflexe

Randamentul modulelor fotoelectrice este influenţat direct de poziţia acestora faţă de radiaţia solară. Este foarte important să fie bine plasate pentru a beneficia la maxim de posibilităţile lor.

Dacă este posibil de ales, este foarte simplu de determinat orientarea ideală a modulelor fotoelectrice: se plasează pe direcţia Ecuatorului. Dacă site-ul este în emisfera nordică, panoul va fi orientat către Sud, iar în emisfera sudică, către Nord.

În ceea ce priveşte înclinarea, aceasta se determină mai special.

Să considerăm mai întâi o aplicaţie autonomă, care consumă energie cvasi-constant pe toată durata anului. Pe durata iernii trebuie optimizată producţia, fiind perioada mai puţin însorită. Panourile trebuie să recupereze energia Soarelui, a cărui înălţime este mică. În Europa, pentru o utilizare pe toată durata anului, înclinarea ideală este aproximativ egală cu latitudinea amplasamentului + 10°. Aceasta înseamnă că în România, vom avea un amplasament numit "55° Sud" (orientare Sud, înclinare 55°).

Dacă aplicaţia nu funcţionează decât vara, se preferă o înclinare de 20 - 30°, cu aceeaşi orientare.

Se consideră acum o aplicaţie conectată la reţea. În acest caz, utilizatorul va vinde surplusul de energie produs de panouri (în UE). El va avea deci interesul să producă cât mai mult posibil, pe toată durata anului. În acest caz, optimul se situează între 15 şi 45° în sudul Europei şi între 25 şi 60° nordul Europei, cu aceeaşi orientare.

În cazul în care panourile sunt instalate pe acoperişul locuinţei, nu totdeauna este posibilă orientarea către Sud, datorită amplasamentului casei. În acest caz, trebuie ştiut că trebuie excluse orientările către Nord, Nord-Est, Nord-Vest, care sunt foarte defavorabile. Din contră, pentru un site a cărui amplasament ideal este de exemplu "30° Sud", nu vom pierde decât cel mult 15% din producţia anuală, dacă panourile sunt orientate către Est, Vest, Sud-Est sau Sud-Vest, iar înclinarea panourilor nu depăşeşte 30° faţă de orizontală.

O suprafaţă expusă la Soare, primeşte, la un moment dat, un flux de energie din radiaţia solară ce se exprimă în W/m˛ (putere pe unitate de suprafaţă). Acest flux depinde de ora zilei, de trecerea norilor… La finalul unei zile, acest flux a produs o anumită cantitate de energie zilnică, ce este proporţională cu integrala radiaţiei solare, fiind exprimată în Wh/m˛ pe zi, fiind deci produsul dintre radiaţie şi timp. Cum radiaţia solară instantanee este variabilă, energia zilnică se obţine calculând integrala curbei radiaţiei în funcţie de timp.

Datorită staţiilor meteorologice, se dispune de multe date statistice. Acestea sunt date globale zilnice, care servesc la dimensionarea sistemelor fotoelectrice.

Pentru o expunere fără umbre, se poate realiza o dimensionare destul de precisă, utilizând doar 12 valori ale radiaţiei solare, câte una pentru fiecare lună a anului.

Pentru o dimensionare mai rapidă, se poate utiliza valoarea cea mai mică pe durata de funcţionare a aplicaţiei. În Franţa, de exemplu, pentru o utilizare anuală, se poate utiliza valoarea lunii decembrie, care este, în general, cea mai mică. Din contră, pentru o utilizare estivală, de exemplu între mai şi septembrie, se va utiliza valoarea lunii mai.

Umbrirea este o caracteristică foarte dificil de determinat, neexistând nici metode simple, nici măcar grosiere pentru estimarea ei. Umbrire este determinată fie de umbra unei clădiri (simplu de determinat), dar şi de trecerea norilor (aleatoare).

În cazul în care Soarele este singura sursă de energie a unui sistem autonom (fără generator tampon), modulele fotoelectrice trebuie să asigure întrega cantitate de energie consumată, inclusiv pierderile la toate nivelele.

Producţia zilnică de electricitate a unui modul

Un modul se caracterizează în primul rând, prin puterea de vârf Pv [W], putere în condiţii STC.

Modulul, expus în condiţiile STC va produce la un moment dat, puterea electrică de vârf Pv, iar dacaă aceasta durează N ore, se va produce energie electrică Welec egală cu produsul dintre puterea de vârf şi intervalul de timp:

Welec = N * Pv [Wh],

respectiv, Energia electrică [Wh] = Numărul de ore * Puterea de vârf [W].

Totuşi, iluminarea nu este constantă pe durata întregii zile, deci nu se poate aplica strict această relaţie.

Pentru a calcula ceea ce produce un modul fotoelectric pe durata unei zile însorite, care are un anumit profil pe baza cărui rezultă integrala energiei solare [Wh/m˛], se va asimila această energie solară ca produsul dintre radiaţia instantanee de 1000 W/m˛ şi un anumit număr de ore, numit "număr de ore echivalente".

Datorită valorii de 1000 a radiaţiei de referinţă, numărul de ore echivalente este chiar integrala radiaţiei solare exprimată în kWh/m˛ * zi.

Esol = Ne * 1000,

respectiv, energia solară zilnică [Wh/m˛*zi] = numărul de ore echivalente [h/zi] * 1000 [W/m˛].

Exemplu

Pe durata unei zile, la staţia meteo din Toulouse, în decembrie, pentru orientarea Sud şi înclinarea de 60°, Soarele a furnizat 1,12 kWh/m˛ * zi. Această zi va fi asimilată cu 1,12h echivalente, cu radiaţia de 1000 W/m˛.

În continuare, se presupune că puterea electrică a panoului este direct proporţională cu radiaţia instantanee, ceea ce este corect într-o primă aproximaţie, dacă tensiunea la bornele panoului este suficient de mare. Se poate calcula astfel energia electrică produsă zilnic de panou, ca fiind produsul dintre puterea de vârf şi numărul de ore echivalente:

Welec = Ne * Pv.

Deoarece Ne = Esol / 1000, se poate scrie:

Welec [Wh] = Esol [kWh/m˛ * zi] * Pv [W].

Acest calcul nu este valabil decât pentru un panou izolat, în condiţii ideale. Expresia nu ţine seama de pierderile, inevitabile în cazul unui sistem complet, în condiţii reale. Aceste pierderi au mai multe cauze şi afectează anumiţi parametri ai sistemului.

Pierderi electrice

Modulele trebuie să furnizeze întreaga energie consumată, chiar şi cea care se pierde. Calculul puterii ce trebuie instalată, trebuie să ţină cont de integrala tuturor pierderilor.

Tipuri de pierderi

Pornind de la radiaţia solară, se întâlnesc următoarele:

I. Pierderi datorate murdăririi panoului, zăpezii, prafului sau chiar geamul de protecţie, modifică curentul debitat (tensiunea la borne nu este afectată).

În continuare, există căderi de tensiune între ieşirea panoului şi intrearea în baterie:

II. pe dioda serie.

III. pe regulatorul serie, dacă se utilizează un astfel de regulator.

IV. pe cablurile de legătură, în funcţie de lungimea lor, secţiune şi curentul vehiculat.

O altă componentă a pierderilor afectează direct tensiunea panoului, respectiv:

V. scăderea tensiunii datorită creşterii temperaturii, puterea de vârf fiind dată pentru temperatura de 25°C.

În ceea ce priveşte bateria, apar şi aici pierderi, ea nerestituind 100% energia primită, trebuind să se ţină seama de:

VI. randamentul energetic al bateriei: raportul dintre energia restituită şi energia primită (furnizată de panou).

Regulatorul poate determina pierderi, datorate unei neacordări corespunzătoare a tensiunii:

VII. într-un sistem cu regulator clasic (nu de tip MPPT), tensiunea este impusă de baterie, deci modulul fotoelectric nu lucrează în punctul său de putere maximă.

Pe de altă parte, calculul prezentat în secţiunea anterioară presupune că puterea panoului este proporţională cu iluminarea, dar de fapt, curentul este proporţional, deci trebuie să se mai ţină seama de:

VIII. pierderile de la începutul şi sfârşitul zilei, când iluminarea este slabă, iar tensiunea insuficientă pentru a încărca bateria.

Evaloarea cantitativă a pierderilor

Unele pierderi pot fi reduse prin mijloace simple şi neglijate în evaluarea cantitativă. În ceea ce priveşte murdărirea (I), se va face o curăţire periodică. Zăpada se topeşte imediat ce panoul începe să se încălzească, iar penru evitarea prafului, se poate plasa panoul la înălţime.

În ceea ce priveşte pierderile pe cabluri (IV), pot fi limitate prin optimizarea cablării.

Pierderile datorate temperaturii (V) nu sunt semnificative decât în regiunile calde, unde se va prevedea o ventilare mai bună a modulelor.

Pierderile datorate neacordării corespunzătoare a tensiunii (VII) pot fi evitate complet prin instalarea unui regulator MPPT, care este conceput tocmai pentru a realiza această funcţie.

Tehnologia modulelor este importantă pentru a reduce pierderile (VIII) şi (V). Panourile cu siliciu amorf se comportă mai bine la iluminări reduse decât cele cu siliciu cristalin. De asemenea, tensiunea lor se modifică mult mai puţin în funcţie de temperatură.

În afară de a dispune de un bun regulator MPPT, cele mai corecte măsuri sunt:

→ luaţi măsurile necesare pentru reducerea căderilor de tensiune: cablare adecvată, regulator serie doar în cazul sistemelor de 24 sau 48 Vc.c., bună ventilare;

→ evaluaţi căderea de tensiune între panou şi baterie: de exemplu, 0,8V pe dioda serie + 0,5 V pe cabluri +1,5 V pierderi datorate încălzirii la temperatura medie a locaţiei;

→ alegeţi module a căror tensiune la puterea de vârf este mai mare sau egală cu tensiunea maximă a bateriei + pierderea de tensiune;

→ calculaţi câmpul fotoelectric şi capacitatea bateriei în funcţie de curentul la această putere maximă [A], neţinând cont de tensiune, ci doar de pierderile care afectează curentul.

Ansamblul măsurilor de mai sus poate fi rezumat la alegerea, pentru un sistem de 12 V nominal, a unor panouri fotoelectrice, care să aibă la punctul de putere maximă, tensiunea de 17-18 V pentru utilizarea în zonele calde şi de 15-16 V pentru zonele temperate.

Inevitabilele pierderi în curent sunt luate în seamă în calculul energetic sub forma unui coeficient Cp numit coeficient de pierderi în curent.

Evaluarea lui Cp

Pentru murdărire (I), se va considera Cp cuprins între 0,9 şi 0,95. Aceasta depinde dacă panourile sunt curăţate cu regularitate, plasate orizontal, protejate de un geam…

Pentru bateriile u plumb utilizate în sistemele fotoelectrice, se poate considera un randament în Ah, cuprins între 0,8 şi 0,9, în funcţie de caracteristicile acestora.

Calculul practic al puterii fotoelectrice

Calculul producţiei de energie electrică a unui modul se poate scrie ca:

Celec = Esol * Im * Cp,

respectiv, capacitatea electrică produsă într-o zi [Ah/zi] = energia solară zilnică [kWh/m˛ * zi] * curentul modulului la puterea maximă STC [A] * coeficientul de pierderi în curent.

Pentru a calcula puterea necesară aplicaţiei, se utilizează relaţia de mai sus în sens invers, înlocuind energia produsă prin energia solicitată.

Pentru a avea garanţia asigurării energiei în orice anotimp, calculul se va face în condiţiile cele mai defavorabile de radiaţie solară pe durata de utilizare a sistemului.

Pentru determinarea curentului modulului la puterea maximă STC se poate utiliza relaţia:

Im = Nz / (Esol * Cp),

respectiv, curentul modulului la puterea maximă STC [A] = necesarul zilnic al aplicaţiei [Ah/zi] / (energia solară zilnică cea mai defavorabilă [kWh/m˛ * zi] * coeficientul de pierderi în curent).

Cea mai adecvată tehnologie pentru module, depinde, în primul rând, de puterea necesară, dar şi de tipul climatului, de costuri, dar uneori şi de aspectele estetice.

Siliciul amorf are un aspect particular, dar mai ales are bune performanţe la iluminări slabe şi în cazul radiaţiei difuze. În schimb, randamentul lui în cazul radiaţei solare nu este decât de 7%, faţă de 13% cât este în cazul siliciului cristalin. El este utilizat în situaţii speciale:

- putere mică (< 10 Wv) în climat temperat

- aplicaţii cu preţ redus

- produse portabile sau flexibile

- anumite aplicaţii arhitecturale, datorită aspectului său uniform

Alegerea adecvată a tipului de panou pentru fiecare aplicaţie, trebuie făcută ţinând cont de toţi parametrii electrici, dar se va acorda o atenţie specială următoarelor aspecte:

- tensiune suficientă

- tipul de garanţie asupra puterii de vârf

- profil climatic

- facilitate de montare etc.

Tensiunea nominală a sistemului fotoelectric

Tensiunea nominală a câmpului fotoelectric trebuie aleasă ţinând cont de:

- tipul aplicaţiei

- puteea fotoelectrică a sistemului

- disponibilitatea de materiale (module şi consumatori)

- extinderea geografică a sistemului

În aczul sistemelor conectate la reţea, întreaga energie produsă este convertită în 220 Vc.a. (230 Vc.a. în UE). Ar fi deci interesant ca montarea să se facă în curent continuu de tensiune cât mai mare, prin conectarea în serie a modulelor. Aceasta ar limita pierderile, deoarece curentul ar fi mai mic şi s-ar putea utiliza invertoare cu randament mare.

În cazul sistemelor autonome, pentru o anumită putere, o tensiune redusă determină curenţi mari, care produc pierderi Joule în cabluri (pentru un aparat de 100 W la 12 V, curentul absorbit va fi de 8 A). Diametrul cablurilor se va alege corespunzător, pentru limitarea acestor pierderi.

Pentru instalaţii mai mari, se va alege mai degrabă tensiunea de 24 sau 48 V, pentru a nu avea curenţi prea mari.

În tabelul următor se prezintă tensiunile recomandate pentru sistemele fotoelectrice, în funcţie de puterea lor:

Puterea câmpului fotoelectric

0 - 500 Wv

500 Wv - 2 kWv

2 - 10 kWv

> 10 kWv

Tensiunea recomandată

12 Vc.c.

24 Vc.c.

48 Vc.c.

> 48 Vc.c.

După alegerea tensiunii nominale, trebuie să se verifice că sunt disponibili consumatori la tensiunea aleasă. În caz contrar, se pot utiliza convertoare c.c.-c.c. (variatoare de tensiune continuă). Aceasta însemnă tutuşi că trebuie revăzut consumul zilnic al sistemului şi deci puterea fotoelectrică (datorită randamentului convertoarelor).

Compunerea cţmpului fotoelectric

După determinarea puterii fotoelectrice necesare şi în funcţie de tensiunea modulelor şi de câmpul ce trebuie realizat, se va realiza compunerea câmpului (conectare în serie/paralel, sau doar în paralel). Evident, se va face rotunjirea la o valoare întreagă superioară.

Autonomie fără aport solar

Se defineşte numărul de zile fără aport solar, Nza, numărul zilelor pe durata cărora, bateria singură, poate alimenta instalaţia, pe toată durata anului.

În parte, datele meteorologice ale locaţiei pot furniza informaţii despre numărul necesar de zile de autonomie a bateriei.

Calculul capacităţii bateriei

Calculul capacităţii pentru o funcţionare de Nza zile şi un necesar energetic zilnic Nz se poate face cu relaţia:

Cu = Nza * Nz,

respectiv, capacitatea utilă a bateriei [Ah] = numărul de zile de autonomie fără aport solar * necesar energetic zilnic [Ah]

Capacitatea utilă Cu nu este capacitatea nominală C20 (corespunzătoare unei descărcări timp de 20h la 25°C), ci capacitatea real disponibilă în funcţionare tot timpul. Pentru a calcula puterea nominală în funcţie de această capacitate necesară, trebuie să se ţină cont de temperatură şi/sau de nivelul permis de descărcare.

Nivelul de descărcare

O baterie nu poate fi descărcată mai mult decât un anumit nivel, altfel ea riscă să fie deteriorată.

O baterie încărcată 70% se află la un nivel de descărcare de 30% (ND = 0,3).

În practică, în absenţa problemelor legate de temperaturile scăzute şi pentru o utilizare normală, se poate considera ca acceptabil un nivel de descărcare de ordinul ND = 0,7 - 0,8, în funcţie de modelul bateriei: 0,7 pentru bateriile care suportă un număr mic de reîncărcări şi 0,8 pentru bateriile care suportă un număr mare de reîncărcări. Dacă bateria se va reîncărca frecvent, s-ar putea diminua ND pentru a prelungi viaţa bateriei. Din contră, dacă bateria are puţine şanse de a se descărca, se poate considera ND = 0,9 sau chiar 1.

Efectul temperaturii

În cazul în care aplicaţia proiectată este destinată să funcţioneze la temperaturi scăzute, aceasta va fi principala cauză a reducerii capacităţii, deoarece reacţiile de încărcare şi descărcare a acumulatoarelor sunt încetinite la frig.

Pentru a determina reducerea de capacitate rezultată, este necesar să se cunoască curbele de descărcare a bateriei la diferite temperaturi, furnizate de constructorul batriei. În funcţie de temperatura minimă pe care o poate accepta sistemul, se va determina pe aceste curbe, coeficientul de reducere a capacităţii datorată temperaturii RT.

Calculul capacităţii cu coeficienţii de reducere

Pentru a ţine cont atât de fenomenele datorate temperaturii, cât şi de nivelul maxim de descărcare capacitatea nominală se calculează:

C20 = C / (ND * RT) = (Nza * Nz) / (ND * RT),

respectiv, capacitatea nominală C20 [Ah] = numărul de zile de autonomie fără aport solar [zile] * necesarul zilnic [Ah/zi] / nivelul maxim autorizat de descărcare / coeficientul de de reducere a capacităţii datorată temperaturii.

Alegerea tipului de baterie

Utilizarea unei baterii de acumulatoare permite aplanarea problemelor datorate variaţiilor climatice, pe intervale mergând de la câteva minute la câteva zile. La alegerea bateriei, trebuie ţinut seama de anumiţi parametri. Aceştia sunt atât de ordin tehnic, cât şi economic. De asemenea, trebuie ţinut seama de faptul că bateria de acumulatoare constituie elementul cel mai puţin durabil al unui sistem fotoelectric, trebuind să fie înlocuită înaintea panourilor.

Dimensionarea regulatorului

Alegerea tehnologiei

Regulatorul de încărcare are rolul de a menţine bateria încărcată la capacitatea maximă şi să o protejeze împotrive descărcării, dar nu poate gestiona şi problemele de descărcare accidentală. Un astfel de regulator este deci suficient, dacă nu există riscul decărcărilor accidentale.

În cazul aplicaţiilor casnice, de cele mai multe ori este necesar un regulator de încărcare-descărcare, deoarece utilizatorii pot frecvent depăşi consumul prevăzut. De aceea, este bine ca uneori să se renunţe la utilizarea unei părţi a consumatorilor, pentru a permite bateriei de a se reîncărca.

Alegerea tehnologiei regulatorului (serie, paralel sau MPPT) este în primul rând determinată de puterea sistemului fotoelectric şi de tipul bateriei tampon. Regulatorul paralel, care disipă energia debitată de panouri în cazul supraîncărcării bateriei, este recomandabil în cazul sistemelor mici, regulatoarele serie fiind recomandate în cazul sistemelor de putere mare.

Dimensionare

După alegerea tehnologiei, regulatorul va fi dimensionat în funcţie de următorii parametri:

- tensiunea nominală (12, 24 sau 48 Vc.c.): este tensiunea nomnală a câmpului fotoelectric;

- curentul de intrare: este curentul de încărcare maxim, pe care modulele îl pot debita la un moment dat. Acesta trebuie să poată fi suportat de regulator fără probleme.

De asemenea, pentru regulatoarele care asigură protecţia la descărcare:

- curentul de ieşire: curentul maxim total ce poate fi absorbit de consumatori, simultan. Depinde de modul de utilizare a consumatorilor.

Din punct de vedere al securităţii, se pot alege anumite opţiuni, care nu sunt indispensabile, dar sunt recomandabile:

- o sondă independentă de temperatură, dacă bateria de acumulatoare şi regulatorul nu sunt la aceeaşi temperatură.

- o măsură suplimentară de tensiune, dacă regulatorul şi bateria de acumulatoare sunt distanţate.

- o indicaţie a tensiunii bateriei de acumulatoare şi a curentului debitat de câmpul fotoelectric, pentru o mai bună monitorizare a instalaţiei.

În faza de proiectare a sistemului, trebuie acordată atenţie cablării sistemului, pentru asigurarea unei anumite coerenţe. Practic, căderile de tensiune pe cabluri, pot determina neajunsuri în exploatarea instalaţiei.

De asemenea, trebuie să se verifice că secţiunea cablurilor este compatibilă cu diferitele componente alese. În caz contrar, se pot amplasa panouri intermediare de conexiuni.

Înainte de calculul secţiunilor cablurilor, trebuie realizată o schemă electrică globală a instalaţiei. De asemenea, trebuie să se cunoască destul de precis amplasarea fizică a componentelor, pentru a se reduce distanţele între componentele sistemului fotoelectric.

Pentru alegerea secţiunii cablurilor, se poate utiliza calculul căderii de tensiune, dat de legea lui Ohm:

ΔV = R * I,

în care

R = ρ * (l / s),

cu:

R - rezistenţa [Ω];

I - lungimea cablului [m];

s - secţiunea [mm˛] conductorului;

ρ - rezistivitatea conductorului; pentru cupru, aproximativ 20 mΩ*mm˛/m.

Metoda de calcul

În continuare sunt prezentate câteva detalii ale calculelor, pentru cei ce doresc aprofundarea metodei de calcul a unei instalaţii conectate la reţea.

  1. Producţia: P = dimensiunea instalaţiei [kWv*1000] = kWh/an (coeficientul 1000 integrează mai multe componente, între care randamentul panourilor pe parcursul anilor).
  2. Consumul de energie electrică: A = 365 zile * consumul total estimat în funcţie de echipamente = kWh/an.
  3. Surplus: S = P - A = kWh/an (de unde importanţa de a alege corespunzător dimensiunea instalaţiei, pentru ca S să fie pozitiv).
  4. Tariful de cumpărare: TCu este tariful la care distribuitorul de energie electrică (EDF în Franţa) cumpără surplusul de producţie.
  5. Tariful de consum: TC este tariful la care distribuitorul de energie electrică (EDF în Franţa, S.C. Electrica S.A. în România) vă vinde energie.

Pentru punctele 4 şi 5, mai multe informaţii se pot afla la http://www.edf.fr/download.php4?coe_i_id=21865 (aşteptaţi câteva momente pentru a se efectua transferul).

  1. Vânzarea surplusului pe 20 de ani, deoarece EDF propune contract pe 20 de ani. Vânzarea surplusului înseamnă cumpărarea de către EDF sau alţi distribuitori a surplusului de producţie (TCu * S). VS = 20 ani * (TCu*S) = €.
  2. Economia realizată prin necumpărare de energie consumată (TC*A). ECO = 20 ani * (TC * A) = €.
  3. Cost de instalare: CS = cost de instalare (7500€, inclusiv manoperă şi invertor pentru 10m˛ de panouri, respectiv 1,1 kWv) + cost racordare pentru opţiunea de vânzare surplus (400€) + (taxe locaţie şi întreţinere contor (1,87) * 12 luni * TVA (1,196) * 20ani).
  4. O instalaţie poate fi subvenţionată cu până la 80% din diferite surse. În exemplul de faţă, s-a considerat o Subvenţie = 70% * CS.

Pentru a afla mai multe: http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/aides_financieres/rub5.htm

  1. Câştig sau Pierderi = VS + ECO - (CS - Subvenţie). Dacă rezultatul este pozitiv, este un câştig, iar dacă este negativ, reprezintă pierderi. În acest caz, trebuie reluată dimensionarea, alegându-se o instalaţie mai mare.
  2. Timp de amortizare a investiţiei = (CS - Subvenţie) / (S * TCu + A * TC).
  3. Orientarea panourilor: în Europa, pentru o utilizare optimă, inclinarea ideală este aproximativ egală cu latitudinea locaţiei +10°.