لتحديد كمية الطاقة التي سيتمكن نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة من إنتاجها سنويًا، ستحتاج إلى تصميمه وتركيبه. لنأخذ سقف منزل مساحته 60 مترًا مربعًا كمثال لحساباتنا.
يكفي أن يكون سقف كل منزل عائلي بمساحة 60 مترًا مربعًا. كم من الطاقة يمكن تركيبها على سقف بمساحة 60 مترًا مربعًا؟ هل هناك عدد كافٍ من الألواح لتوليد طاقة كافية يوميًا لتشغيل المنزل؟
عادةً ما يستخدم نظام الطاقة الشمسية المنزلي ألواح السيليكون أحادية البلورة أو متعددة البلورات. بشكل عام، تكون قدرة اللوح 36 فولت و280 واط مع مساحة سطح تبلغ 1.8 متر مربع لكل لوح. هناك وصلات متوازية ومتسلسلة بين كل لوح شمسي. أثناء التركيب، يجب اختيار زاوية الميل واتجاه الإضاءة الصحيحين. علاوة على ذلك، يجب ترتيب مجموعات الألواح الشمسية بحيث تكون متباعدة بمسافة معينة لمنع التداخل والتظليل المتبادل. في الوقت الحالي، يُنصح بترك ممر لتسهيل تنظيف وصيانة صف الألواح الشمسية. الترتيبات الموصى بها للألواح الشمسية هي كما يلي: يجب أن يكون هناك 20 مكانًا لألواح الألواح الشمسية على سقف بمساحة 60 مترًا مربعًا. هناك 36 وحدة طاقة شمسية في المجموع، ومساحتها 36 مترًا مربعًا. القدرة المركبة للنظام هي 5.6 كيلوواط.
ما هي الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية يوميًا؟ تعتمد كفاءة اللوح الشمسي في تحويل الفوتونات إلى كهرباء بشكل رئيسي على كمية الشمس التي يتلقاها، ومدة ضوء الشمس خلال النهار، وزاوية تركيبه.
عند توافر ظروف الاختبار القياسية، تُقاس كفاءة التحويل الكهروضوئي للوح الشمسي بمقارنة أقصى قدرة خرج يمكن أن ينتجها اللوح مع الطاقة الشمسية التي تسقط عليه. عادةً ما تكون كفاءة التحويل الكهروضوئي لوحدات خلايا السيليكون متعددة البلورات وأحادية البلورة لا تقل عن 15.5% و16.5% على التوالي.
وبناءً عليه، تحت ظروف ضوء الشمس القياسية (1000 واط/م2) يكون الناتج الفعلي لمصفوفة الألواح الشمسية 5.6 كيلوواط / 0.16 = 3.5 كيلوواط. يمكن توليد طاقة شمسية يومية تبلغ 21 كيلوواط ساعة إذا تم احتساب 6 ساعات مثالية (من 10:00 إلى 16:00) كوقت فعال لتوليد الطاقة الشمسية. وفقًا لهذا الحساب، ينتج النظام 5040 كيلوواط ساعة من الطاقة الشمسية إذا تم احتساب 240 يومًا في السنة (20 يومًا في الشهر من توليد الطاقة الشمسية الفعالة).
لكي يتم هذا الحساب، يجب توافر الظروف المثالية. بالإضافة إلى نوع وتركيب وصيانة مجموعات الطاقة الشمسية مثل الحوامل، محولات الطاقة الشمسية، والمكونات الأخرى، تتأثر الطاقة الفعلية التي ينتجها نظام الطاقة الشمسية أيضًا بدرجة الحرارة والطقس وعوامل أخرى.
لكي يعمل النظام الشمسي، يعتبر الحامل الخاص بالألواح ضروريًا. يجب تركيب أنظمة الطاقة الشمسية على هياكل سقف ذات قدرة تحمل عالية. إذا لم يستوفِ المنزل المواصفات، يجب تعزيز الدعم لحماية الأطفال القاصرين وسكان المنزل الآخرين. علاوة على ذلك، قبل تركيب الحامل، يجب صيانة عزل السقف وطلائه. كما أن الأشجار والمباني المحيطة بالمنزل يمكن أن تؤثر مباشرة على كفاءة ووقت فعالية الألواح الشمسية في استقبال وتحويل الطاقة الشمسية.
تتصل أنظمة الطاقة الشمسية بالشبكة إما بتيار متردد ثلاثي الطور بجهد 380 فولت/400 فولت/415 فولت/440 فولت/460 فولت/480 فولت أو بتيار متردد أحادي الطور بجهد 110 فولت/120 فولت/220 فولت/230 فولت/240 فولت. عادةً ما تكون محولات الطاقة المثالية المستخدمة على شبكة أحادية الطور هي تلك التي بقدرات 1 كيلوواط، 3 كيلوواط، و5 كيلوواط. ولتعظيم أداء محولات الربط بالشبكة، يجب أن تكون محولات التيار المتردد ثلاثية الطور فوق 10 كيلوواط.
