计算欧洲中心家庭自身需求生产太阳能的成本

为了回答有关德国电价的评论以及合理的问题“人们将忍受多长时间?”,我决定在本文中给出自己的计算。

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参赛作品


我第二次进行此计算。 第一个是几年前完成的,第二个是更新数据出现后立即执行。 他不依靠客观性,而只是回答“是否有意义?”这个问题。

在不考虑各种补贴,“绿色关税”和其他垃圾的情况下,考虑到当前的设备价格和当前的运行时间,计算家庭产生的太阳能发电成本的任务是早晚取消太阳能,而太阳将不断地取消。 可以将得出的数字与该地区当前的电价进行比较,并了解是否可以收回对自己的可再生能源的投资。
我只考虑基本设备,不考虑安装,布线等成本,因为这不会产生很大影响,但是会使计算复杂化。

初始条件


为了进行计算,我们采用了这样的初始条件。

  • 让我们在欧洲中心的某个地方,例如慕尼黑附近的房子。 这对于确定日照以及因此所需的太阳能电池板面积是必需的。
  • 我们有足够大的区域可以安装电池,朝南。
  • 让我们家庭的年消耗量为4000千瓦时。 让它在几个月中平均分配。 即 每月消耗量将为4000/12 = 333 kW * h。

设备计算及其成本


第一个免责声明-我马上要说,将针对“诚实”系统进行计算,在该系统中,消费高峰可能与生产高峰不重合,因此该系统将由太阳能电池板+电池+逆变器组成。 我认为,这是系统的唯一版本,该版本充其量只能实现完全自主权,并且独立于网络资费。 在最坏的情况下,您有时会从网络上取电。 下图显示了该解决方案的近似图。

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一般来说,它的工作方式是这样的:太阳能电池板通过逆变器连接到家庭交流网络。 电池还通过逆变器连接到同一网络。 家庭网络也连接到常规网络。 智能管理可控制逆变器的运行,从而始终最大限度地利用太阳能电池板的潜力。 即 如果太阳的能量足以为所有家用设备供电,则多余的能量将由电池从家用网络中获取并进行充电。 当太阳消失时,家庭网络开始由电池供电,使电池放电。 仅在电池完全放电且没有阳光的情况下,房屋才开始从网络中取电。

第二个免责声明-由于天气不一致,我们正在谈论平均统计数字。 实际上,可能会下雨一个月,然后所有计算都没有意义。

太阳能板


因此,让我们从太阳能电池板开始。 我们需要找出他们需要多少才能满足我们最坏的用电需求。 我们知道两个数字-所需电量为4000千瓦时/年,而所在地是慕尼黑。

日照计算


按位置,我们需要获取每平方米的平均太阳辐射量。 以千瓦时/平方米/天为单位。 也就是说,一天中每平方米的表面从太阳接收多少能量。 为了进行计算,我们使用了这个计算器该计算器将根据阴天,大雾等按月提供统计信息。

由于即使在冬天,即使在冬天,当阳光普照时,我们也需要用电,因此我们对日照最低的月份(十二月或一月)感兴趣。 这将给我们带来最坏的情况。
我们可以将其放置在平坦的表面上,然后找到太阳能电池板的最佳角度,但是计算器会为我们完成此操作,因此请立即单击冬季(27度)的最佳坡度,并获得您喜欢的数字:

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也就是说,最小日照将在12月,为1.51 kWh / m2 /天。 还不够吗 但是不要忘记这是一天。 并在一个月内输入1.51 * 30.5 = 46 kWh / m2。

确定面板数


要将得出的数字转化为电能,我们需要:

a)确定太阳能电池板的类型及其效率
b)确定太阳能电池板的数量

通过a)我毫不犹豫地选择了这些

为什么选择它们? 我不知道,可能是因为我们在哈布雷市,并且技术数据,数据表和其他证明的可用性对我们很重要。 作为参考,所有这些都存在。

太阳能电池大楼有什么用? 所有太阳能电池板的制造商都已经以该型号的名义珍惜这一事实,即以标称日照1000 W / m2的产量进行生产。 在这种情况下,它等于330 W,仅此数字就约束了效率和面积。
该太阳能电池板的面积为标准-1.6m。 因此其效率将为330 /(1000 * 1.6)= 20.6%,与数据表相对应。 开玩笑的事实是,通过将330W乘以1.51(12月的平均日照量),我们得到498W * h-这是一个这样的面板在冬天每天在慕尼黑产生的电量,设置一个冬季拐角。 这是进一步计算的重要数字。

根据b),所需的面板数定义如下。 由于计算器为我们提供了每天的发电量,因此必须重新计算几天的消耗量。 即 将4000千瓦时除以365,得到10.96千瓦时/天。 知道一个面板会给我们498 Wh,就很容易确定我们需要10.96 / 0.498 = 22面板。

或多或少-每个人都自己决定。 有以下细微差别:

  • 这些面板应严格以27度角向南安装。 也就是说,如果您采用平屋顶,则面板实际占用的面积会更大。 还有更多
  • 如果屋顶有坡度,但不严格朝南,则电池性能会降低。
  • 应该记住的是,即使我们要在12月从太阳中消耗掉所有能量,也将需要22个面板。 例如,如果我们减轻这种状况,例如决定在11月,12月和1月可以从网络中吸取能量,那么最低日照将为2.59(10月),所需面板总数将减少至10.96 /(2.59 * 0.330)=13。也就是说,几乎减少了2倍。

考虑成本时,我们将回到选择面板数的问题。 虽然没有,但我猜。 让我们立即决定。

发行价


因此,我们去了销售太阳能电池板的网站,并在Google VBHN330SA16电池板上进行了搜索。 我得到的价格从每块面板250到280欧元不等。 也就是说,22块面板将花费我们22 * 270(平均)= 5940欧元。

现在,注意! 由于这不是一个无名氏,因此我们阅读了数据表,发现松下对25年保修提供了保证。 同时,他保证面板在这段时间内的降解率不会超过10%。 花费这段时间,并相信25年后我们将这些面板扔掉,只要我们每年仅选择4000千瓦时,就不难计算每千瓦时的成本。 在25年内,我们将移除100,000 kWh(100 MWh)。 我们将每100,000欧元除以5940欧元,得出0.0594欧元/千瓦时,即每千瓦时6欧分。

我提醒您,这只是太阳能电池板的一部分。 只有当我们将所有发电量存储在某个地方然后使用时(当然是在12月)。

太阳能逆变器


我们走得更远-逆变器。 我在这里游泳了一下,所以请您在评论中告诉我是否计数错误。

选择


如果我们认为每天需要消耗至少10 kWh,我认为峰值功率应该在4-5千瓦左右。 也许某个地方有12月中午的峰值日照数据,以计算是否足够。

发行价


一个典型的逆变器-相同的SMA Sunny Boy 4.0售价约为1000欧元。 也就是说,再次将这笔钱除以我们的产出,我们得到+ 0.01欧元。

细微差别:

  • 显而易见,太阳能逆变器的总成本最低。 因此,您可以轻松地购买更昂贵,功能更强大的产品。 我们拥有功能强大的太阳能电池板。

电池


选择


在这里,我有一个简单的选择-Tesla Powerwall。 www.tesla.com/de_DE/powerwall?redirect=no
13.5 kWh的容量为7200欧元(未特别考虑安装)。 10年保修。 4.6kW的功率。 功率-正常,对应于太阳能逆变器,但容量不是很高。 如果我们的房子每天消耗11千瓦时,那么13.5千瓦时就足够一天。 有必要多放一些。 至少2个

发行价


由于Powerwall的保修期仅为10年,不受抽水千瓦时的限制,因此我们相信,在25年内,我们将更换2 + 2 + 2/2 = 5 Powerwall,总成本为7200 * 5 = 36,000欧元。 除以100000 kWh,得到0.36欧元。

总结



每度电成本


我们证明的太阳能总成本等于:

  • 太阳能板:0.06
  • 逆变器:0.01
  • 电池:0.36

总计:0.43欧元。

在这一数额中,最大的份额落在电池上,这主要是由于使用寿命可能很短(只有10年)。 但是,我们希望这会很快好转。 由于太阳能电池板通过DC / DC转换器直接连接到Powerwall,因此可以节省费用。 因此,您可以节省一台逆变器。 但这最终将再次使每度电成本降低几美分。
有趣的是,太阳能电池板的总成本非常低-主要是由于使用寿命长。 因此,节省铁是没有道理的,但是最好投资购买可靠的设备,以避免在高处更换电池的成本高昂。 好了,您可以改变面板的数量,而不会对最终的电价产生太大影响。

贷款额


由于我们通常没有钱进行此类投资,并且我们希望用电付款,最好每月支付少量费用,因此我们需要贷款。

因此,我需要43,000欧元的一次性设备投资。 更确切地说,并非如此。 我需要7000欧元的太阳能电池板使用25年,而需要14400美元的两个Powerwalls使用10年,因为我们只需要2个Powerwalls。

好,我去最近的银行,以2%的价格借了两笔贷款-例如,在这里

我们将指示的金额打入Darlehen计算器,每月获得29.67和132.50欧元的月付款,或总计162.17 * 12 =每年1946欧元-这是我们的免费用电价格,考虑了贷款并每月支付而不是一次性投资。
结果,电力价格从43美分上涨到49美分,即14%。

最终免责声明



  • 如果将接收到的价格与德国出口的电价(0.30欧元)进行比较,则可以假定该项目尚未兑现。 但是,值得考虑的是,如果统计数据表明Powerwall可以在不更换的情况下使用寿命为25年,那么太阳能kWh的总成本将降至0.21-0.22欧元(包括贷项在内为0.25欧元),这可能会很大更有趣。 因此,我从根本上相信30美分是一个心理障碍,在这个心理障碍之上,人们将开始认真考虑在该地区转向本地一代。 随着电池价格的降低和电动汽车的出现,这一障碍正在降低。
  • 由于天气不稳定,所有这些仅是统计数据。 在十二月,您只能有两个晴天,您必须从网络中吸取电力或连接其他发电选项(柴油或从电动汽车中取电)。
  • 因此,以任何方式都需要网络,但是从中汲取足够小的功率是必要的。
  • 显然,与冬季相比,夏天的发电量要多得多,大约是冬天的2.7倍,即每天近30 kWh,每天消耗11 kWh。 即 在夏季,由于实际上是免费的,因此有必要最大程度地消耗能量-无法关闭空调。 通常,夏天您可以花更多的电,它会更便宜。 也就是说,各种锅炉和其他东西也需要转换为电能。
  • 通常,在夏天(一周以上)中,特斯拉Model C的几乎一个“油箱”将提供额外的动力,因此在这种情况下,电动汽车必不可少。 免费解剖。
  • 好吧,这有一个优点-如果到处都关闭灯,您仍然会拥有它。 当然,在德国,不是根本,但仍然如此。
  • 有观点认为,屋顶上的太阳能发电厂会增加房屋的成本。 也就是说,投资也因此得到回报。

简而言之,恕我直言的优点大于缺点。

在评论中,我建议确切地讨论文章,免责声明,细微差别以及获得最佳数字,更新数据,用于其他地区的可能性等。 我建议在开始时已经提到的文章中总体上讨论绿色能源。

感谢您阅读本文。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN482876/


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