Cum funcționează calculatorul
Întrebarea „câte panouri fotovoltaice îmi trebuie?” are un răspuns precis odată ce știi trei cifre: câtă electricitate consumi, cât produce un kilowatt-vârf (kWp) de panouri pe acoperișul tău și ce putere are panoul pe care vrei să-l cumperi. Majoritatea calculatoarelor ghicesc cifra din mijloc pe baza unei medii naționale a „orelor de soare la vârf”. Acesta o calculează.
Alege o locație, iar calculatorul descarcă din NASA POWER datele climatice lunare pe termen lung pentru acel punct: iradianța globală, indicele de claritate, temperatura aerului și vântul. Pentru fiecare lună construiește o zi medie, oră cu oră, împarte lumina solară în componenta directă și cea difuză, o proiectează pe înclinarea și orientarea acoperișului tău cu modelul de cer Hay–Davies, scade producția când celulele se încălzesc, folosind coeficientul de temperatură al tehnologiei alese, și aplică pierderile și randamentul invertorului. Rezultă o producție specifică în kWh pe kWp pe an, plus forma lunară a producției. Am verificat această metodă lunară cu calculatorul nostru de panouri fotovoltaice, care simulează toate cele 8.760 de ore ale anului, pe șase amplasamente de la Helsinki la Phoenix; cele două dau rezultate apropiate, cu diferențe de circa ±3%.
Ai deja o producție specifică de încredere dintr-o ofertă de la instalator sau din PVGIS? Comută Date despre soare pe manual și introdu-o.
Formula
Rezerva de 4% acoperă spațiile pentru cleme dintre panouri. Opțiunea Medie pe 25 de ani împarte suplimentar la 0,95, ca sistemul să-ți acopere ținta și după două decenii de degradare cu 0,4% pe an.
Exemplu de calcul: 4.500 kWh în București
Pornește de la valorile implicite: 4.500 kWh pe an, panouri TOPCon de 430 W, un acoperiș orientat spre sud, înclinat la 32°, și pierderi de 14%. Datele climatice NASA dau o producție specifică de circa 1.185 kWh/kWp. Ca să acoperi 100% din consum îți trebuie deci 4.500 ÷ 1.185 = 3,80 kWp, adică 3.800 ÷ 430 = 8,8, rotunjit în sus la 9 panouri (3,87 kWp). Ele produc circa 4.580 kWh în primul an și ocupă aproximativ 18 m² din cei 40 m² utili ai acoperișului, pe care ar încăpea 19 panouri.
Graficul lunar arată unde e problema: iulie produce de circa trei ori mai mult decât decembrie. Din aprilie până în septembrie panourile depășesc consumul cu 25–50%; în decembrie acoperă doar circa 40%. Pe tot anul, bilanțul ajunge la 102%, dar fără baterie sau compensare cantitativă mare parte din surplusul de vară se injectează în rețea. La 1,10 €/Wp sistemul costă circa 4.260 € și, dacă jumătate din producție o consumi direct, la 0,25 €/kWh, iar restul îl injectezi la 0,06 €/kWh, economisești aproximativ 710 € în primul an. Investiția se recuperează simplu în circa șase ani.
Cum citești rezultatele
- Numărul de panouri necesare este mereu rotunjit în sus, așa că acoperirea iese de obicei puțin peste țintă.
- Producția specifică contează mai mult decât orice altă cifră. Compar-o cu tabelul de mai jos. Dacă ți se pare mică, verifică azimutul acoperișului (180° = sud în emisfera nordică, 0° = nord în cea sudică).
- Suprafața necesară față de sistemul maxim care încape pe acoperiș îți spune dacă ținta e posibilă fizic. Dacă nu, ajută mai mult panourile cu eficiență mai mare decât cele cu putere mai mare (adică mai mari ca dimensiuni).
- Lunile în care producția nu acoperă consumul arată decalajul sezonier. O locuință încălzită electric poate produce 100% din consumul anual și totuși să cumpere mult din rețea iarna.
Valori tipice
| Locație | Producție specifică (sud, înclinare apropiată de ideal) | kWp pentru 4.500 kWh | Panouri de 430 W |
|---|---|---|---|
| Londra, Regatul Unit | 900–1.000 kWh/kWp | 4,5–5,0 | 11–12 |
| Berlin, Germania | 930–1.030 kWh/kWp | 4,4–4,8 | 11–12 |
| București, România | 1.180–1.280 kWh/kWp | 3,5–3,8 | 9 |
| Madrid, Spania | 1.450–1.600 kWh/kWp | 2,8–3,1 | 7–8 |
| Sydney, Australia | 1.350–1.450 kWh/kWp | 3,1–3,3 | 8 |
| Phoenix, SUA | 1.700–1.800 kWh/kWp | 2,5–2,6 | 6–7 |
Acoperișurile orientate spre est sau vest produc de regulă cu 15–20% mai puțin decât cele orientate spre sud, la aceeași înclinare, deci au nevoie de proporțional mai multe panouri.
Sfaturi pentru o dimensionare corectă
- Folosește date reale pe 12 luni. O factură de iarnă supraestimează consumul, una de vară îl subestimează.
- Adaugă consumatorii pe care îi plănuiești. O mașină electrică cu 12.000 km pe an adaugă circa 2.000–2.500 kWh; o pompă de căldură aer-apă pentru o casă obișnuită adaugă 3.000–6.000 kWh, aproape toți iarna.
- Potrivește dimensiunea cu felul în care ți se plătește energia injectată. O compensare cantitativă generoasă răsplătește acoperirea a 100% din consum. Prețurile mici pentru energia injectată favorizează un sistem mai mic sau o baterie. Calculatorul pentru compensarea cantitativă compară schemele.
- Verifică limitele invertorului. Multe rețele limitează sistemele monofazate la 3,68–6 kW; vezi calculatorul de dimensionare a invertorului.
- Planifică amplasarea. Distanțele obligatorii față de marginile și coama acoperișului mănâncă adesea 20–30% din suprafața brută. Calculatorul de suprafață pentru panouri desenează grila în locul tău.
Limitări
Modelul folosește vremea medie pe termen lung, așa că un an anume poate ieși cu 5–8% mai bun sau mai slab. Umbrirea de la copaci, coșuri sau clădirile vecine nu este modelată, deci mărește procentul de pierderi dacă unele părți ale acoperișului stau în umbră câteva ore pe zi. Acoperirea este un bilanț energetic anual, nu o măsură a independenței față de rețea. Cât din producție folosești direct depinde de momentul în care consumi electricitate, iar asta o simulează oră cu oră calculatorul pentru baterii solare. Costul și perioada de amortizare sunt estimări aproximative care ignoră finanțarea, taxele și subvențiile.
Metodă și ipoteze
Consumul = kWh pe an sau (factura lunară − costurile fixe) × 12 ÷ prețul pe kWh, plus consumatorii noi pe care îi plănuiești. Energia țintă = consumul × procentul de acoperire dorit.
Producția specifică (kWh pe kWp pe an) se calculează din mediile lunare multianuale NASA POWER de iradiere, temperatură și vânt pentru locul tău. Ziua medie a fiecărei luni se împarte în lumină directă și difuză, oră cu oră (corelațiile Collares-Pereira–Rabl și Erbs), se proiectează pe planul acoperișului cu modelul Hay–Davies și se transformă în energie AC ținând cont de coeficientul de temperatură al modulului, de pierderile alese de tine și de un randament al invertorului de 97%. Rezultatul diferă cu cel mult ±3% față de simularea noastră orară completă.
Panouri = ⌈ energia țintă ÷ producția specifică ÷ puterea panoului ⌉. Suprafața de acoperiș = panouri × suprafața modulului × 1,04.
Întrebări frecvente
Câte panouri fotovoltaice îmi trebuie pentru 1.000 kWh pe lună?
Câte panouri fotovoltaice îi trebuie unei case obișnuite?
Cum transform factura la curent în kWh?
De cât spațiu pe acoperiș am nevoie pentru un panou fotovoltaic?
Trebuie să dimensionez sistemul fotovoltaic pentru 100% din consum?
Panourile cu putere mai mare produc mai multă electricitate pe metru pătrat?
Surse și referințe
- NASA POWER: Prediction Of Worldwide Energy Resources (climatology API)
- Duffie, J.A. & Beckman, W.A.: Solar Engineering of Thermal Processes (corelațiile Collares-Pereira–Rabl și Erbs), Wiley
- European Commission JRC: PVGIS photovoltaic performance data
- U.S. EIA: Residential electricity consumption (average US home)
Integrează acest calculator
Gratuit pentru bloguri, instalatori, școli și ONG-uri. Copiază codul de mai jos; se actualizează singur.