Langkah ke 3 ialah mengira berapa solar panel yang diperlukan dan bagaimana solar panel itu disusun. Sekira anda perlu mengulangkaji Langkah 1 - off-grid solar system design, klik disini. Untuk Langkah 2 - berapa batteri solar diperlukan, klik disini.
Untuk Langkah 3 - Sebelum kita membuat pengiraan, kita perlu tahu beberapa perkara:
Reality check #1: Bateri solar panel tidak akan berfungsi 100%. Berdasarkan jenis dan quality bateri nilai battery round trip efficiency ialah antara 75% ke 90%.
Reality check #2: Standard Testing Conditions (STC) loss solar panel anda. Elektrikal parameters solar panel diambil dibawah specific test conditions iaitu 25 degree Celcius, 1.5 AM dan 1000 W/m2. Tetapi, keadaan sebenarnya solar panel anda di Malaysia ialah 35 degree Celcius, 1.0AM, <<<800W/m2. Oleh itu, kita kena ambil kira factor STC loss sebanyak 85%.
Reality check #3: Kebiasaanya penjual solar panel menyatakan, "solar panel kami menghasilkan kuasa sebanyak 300W". Tetapi bukan nombor 300W yang anda kena ambil kira didalam perkiraan sistem solar anda. Anda kena lihat kepada toleransi kuasa (Power) solar panel dimana toleransi ini bergantung kepada rekabentuk pengilang solar. Ada yang mengatakan kuasa panelnya ialah 300W dengan toleransi -10% ke +5%. Disini pengilang solar menjanjikan kesemua solar panel mereka boleh menghasilkan kuasa antara 270W ke 315W. Oleh itu anda kena mengambil kira kebarangkalian solar panel anda hanya boleh menghasilkan 270W bukan 300W.
Reality check #4: Cuaca Malaysia mempunyai kelembapan yang tinggi, hujan, angin kurang kencang dan bentuk debu yang sangat unik dan berbeza dari negara lain contohnya negara Arab dimana kombinasi kesemua faktor ini menyebabkan debu2 Malaysia akan cenderung melekat sesama sendiri di atas solar panel dan sangat sukar untuk dicuci [Maghami, 2016]. Oleh itu kita kena mengambil kira faktor ini, factor Malaysia = 0.8 bukan 1.0.
Reality check #5: Insolasi, atau kekuatan cahaya matahari tidak akan sama sepanjang hari dimana insolasi matahari disebelah pagi dan petang kurang, manakala insolasi di tengahari lebih tinggi. Lagi tinggi insolasi, lagi kuat solar panel dapat menghasilkan kuasa. Tetapi disebabkan insolasi matahari berbeza sepanjang hari, jumlah insolasi yang boleh kita gunakan ialah 5 jam bukan 12 jam.
Buat kaji selidik solar panel yang anda hendak gunakan, disini sebagai saya pilih solar panel supplier A (Power= 327W, Impp=5.98A, Vmpp=54.7V, Power tolerance = +/-10%). Elektrikal parameter ini boleh didapati dibelakang solar panel.
Okay, kita mulakan kiraan:
1. Dari Langkah 1: Jumlah penggunaan tenaga sehari yang telah kita kira ialah = 4,911 Whr/day
2. Kira tenaga diperlukan berdasarkan bateri efisiensi anda (Reality check #1). Penggunaan tenaga anda ialah 4,911Wh/day, tetapi bateri anda tidak akan berfungsi 100%. Oleh itu anda memerlukan tenaga tambahan, 4,911/.85 = 5,787 Wh/day
3. Kira Vmpp berdasarkan STC reality check #2 = 54.7 x 0.85 = 46.5
4. Kira kuasa panel berdasarkan reality check #3 = 327 x .90 = 294.3 W
5. Kira tenaga sehari berdasarkan reality check #4 = 294.3 x 5 hrs = 1472
6. Kira jumlah tenaga solar panel yang diperlukan = 1,472 x reality check #5 = 1177.2 Watt -hr
7. Kira berapa panel diperlukan = 5,787/1,177 = 4.9 ~bundarkan ke 5 panel. Anda perlu 5 panel.
8. Sekarang kira bagaimana hendak susunkan solar panel (selari atau bersiri). Untuk bersiri = 24/46.5 = 0.5 ~ 1 panel.
9. Selari? 5/1 = 5 panel.
10. Rumusan = anda memerlukan 5 biji solar panel berdasarkan spesifikasi di atas, dan 5 panel itu disambungkan selari.
Tips of the day 1, the ultimate challenge in solar system design engineering is that you do not want to under design where your house will be out of electricity when you needed it most, and you also do not want to over design (overkill) where you will waste money on unnecessary additional solar components. Be smart, know your solar, save more money.
Tips of the day 2, untuk memilih solar panel bukan sahaja lihat kepada kuasa solar panel, tapi tengok toleransi kuasa solar panel juga. Lagi kecil nilai negatif toleransi lagi bagus solar panel itu.
Ref 1: Maghami, UPM, Renewable and Sustainable Energy reviews 59(2016) 1307.