كم كمية الكهرباء التي ينتجها نظام الطاقة الشمسية المنزلي؟

لتحديد كمية الطاقة التي سيتمكن نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة من إنتاجها على أساس سنوي، ستحتاج إلى تصميمه وتركيبه. دعنا نستخدم سطح منزل مساحته 60 متر مربع كمثال لحساباتنا.

سيكون كافياً إذا كان كل سقف عائلي بمساحة 60 متر مربع. كم من الطاقة يمكن تركيبها على سقف يغطي 60 متر مربع؟ هل هناك ما يكفي من الألواح لتوليد طاقة كافية كل يوم لتزويد منزل بالطاقة؟

عادةً ما يستخدم نظام الطاقة الشمسية المنزلية ألواح السيليكون أحادية البلورة أو ألواح السيليكون متعددة البلورات. بشكل عام، يتم تصنيفه عند 36 فولت 280 واط مع 1.8 م² من المساحة لكل لوح. هناك اتصالات متوازية ومتسلسلة بين كل لوح شمسي. أثناء التثبيت، يجب اختيار زاوية الميل الصحيحة واتجاه الإضاءة. علاوة على ذلك، يجب أن تكون كل مجموعة من الألواح الشمسية متداخلة مع مسافة معينة، مما يمنع التكدس المتبادل وحجب الشمس. في الوقت الحالي، يُوصى بتخصيص ممر لسهولة تنظيف وصيانة مجموعة الألواح الشمسية. الترتيبات التي يوصون بها للألواح الشمسية هي كما يلي: يجب أن يكون هناك 20 مكانًا لـ الألواح الشمسية على سطح بمساحة 60 م². هناك 36 وحدة PV في المجموع، ومساحتها 36 مترًا مربعًا. القدرة المركبة لوحدات PV هي 5.6 كيلو واط.

ما هي الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية كل يوم؟ كفاءة اللوح الشمسي في تحويل الفوتونات إلى كهرباء تتحدد بشكل أساسي بكمية الشمس التي يتلقاها، وكمية ضوء الشمس خلال اليوم، وزاوية تركيبه.

عندما يتم استيفاء شروط الاختبار القياسية، يتم قياس كفاءة تحويل الطاقة الضوئية للوحة الشمسية من خلال مقارنة الحد الأقصى من الطاقة الناتجة التي يمكن أن تنتجها اللوحة الشمسية مع الطاقة الشمسية التي تنعكس من تلك اللوحة. عادةً ما تكون كفاءة تحويل الطاقة الضوئية لوحدات خلايا السيليكون متعددة البلورات ووحدات خلايا السيليكون أحادي البلورة لا تقل عن 15.5% و 16.5%، على التوالي.

وبناءً عليه، تحت ظروف ضوء الشمس القياسية (1000 واط/م2) فإن مجموعة الألواح الشمسية لديها إنتاج طاقة حقيقية قدره 5.6 كيلو واط/0.16=3.5 كيلو واط. يمكن توليد الطاقة الشمسية في يوم واحد بمقدار 21 كيلو واط ساعة إذا تم اعتبار 6 ساعات مثالية (10:00-16:00) عند حساب وقت توليد الطاقة الشمسية الفعالة. وفقًا لهذا الحساب، فإنها تولد 5040 كيلو واط ساعة من الطاقة الكهروضوئية إذا تم تضمين 240 يومًا في السنة (20 يومًا في الشهر من توليد الطاقة الشمسية الفعالة).

لإجراء هذا الحساب، يجب تلبية الشروط المثالية. بالإضافة إلى نوع وتركيب وصيانة مجموعات الطاقة الشمسية مثل الحوامل، محولات الطاقة الشمسية، والمكونات الأخرى، فإن الطاقة الفعلية التي تولدها نظام الطاقة الشمسية تتأثر أيضًا بدرجة الحرارة والطقس وعوامل أخرى.

لكي يعمل النظام الشمسي، فإن الحامل للألواح ضروري. تحتاج أنظمة الطاقة الشمسية إلى أن تُركب على هياكل الأسطح التي تتمتع بسعة تحمل عالية. إذا لم يكن المنزل قادرًا على تلبية المواصفات، يجب تعزيز الدعم لحماية الأطفال غير المولودين وسكان آخرين. علاوة على ذلك، يجب الحفاظ على عزل السقف وطلائه قبل تركيب الحامل. أيضًا، يمكن أن تؤثر الأشجار والمباني المحيطة بالمنزل بشكل مباشر على كفاءة وفعالية الوقت الذي تحتاجه الألواح الشمسية لاستقبال وتحويل الطاقة الشمسية.

تتصل أنظمة الطاقة الشمسية بالشبكة إما بجهد 380 فولت/400 فولت/415 فولت/440 فولت/460 فولت/480 فولت ثلاثي الطور أو 110 فولت/120 فولت/220 فولت/220 فولت/230 فولت/240 فولت أحادي الطور. عادةً ما تكون المحولات المثالية المستخدمة في شبكة أحادية الطور هي تلك التي تبلغ قدرتها 1 كيلو واط و3 كيلو واط و5 كيلو واط. من أجل تحقيق أقصى أداء لمحول الشبكة، يجب أن تكون المحولات ثلاثية الطور أكثر من 10 كيلو واط.