در زمان مدرن ما، فناوری های مختلفی به طور فعال در حال توسعه هستند که حداکثر راحتی را در فعالیت های انسانی فراهم می کنند. به ویژه، شایان ذکر است که توسعه منابع انرژی جایگزین در نوسان کامل است. نمونه بارز آن پنل های خورشیدی است که اکنون می توانند بر روی سقف خانه خود نصب شوند. و هر کسی می تواند آنها را بخرد. این امر به ویژه در مواردی که خانه دور از خطوط برق قرار دارد صادق است. اما برای اینکه تمام مزایا و فواید چنین راه حلی را احساس کنید، محاسبه صحیح پنل های خورشیدی ضروری است.
اطلاعات عمومی
اثر فوتوالکتریک یک پدیده فیزیکی است که در سال 1887 کشف شد و مبنایی برای توسعه صفحات خورشیدی برای تولید برق شد. تحت تأثیر نور (فوتون) یا هر تابش الکترومغناطیسی دیگری، انرژی این ذرات به الکترون های ماده منتقل می شود. به عبارت دیگر با کمک خورشیدبرق دریافت کنید.
پس از کشف این پدیده فیزیکی، کنترل آن ضروری شد. برای این منظور، فتوسل ها ایجاد شدند - دستگاه های الکترونیکی ویژه با اندازه فشرده. آنها شامل مواد نیمه هادی هستند.
در شرایط تولید صنعتی، ترکیب مبدل های میکروسکوپی در پانل های عظیم و کارآمد ممکن شده است. بسیاری از شرکت های مدرن طرح های مدولار سیلیکونی را در حجم زیاد تولید می کنند. راندمان آنها حدود 18-22٪ است.
باتری خورشیدی شامل چندین ماژول مشابه است که فوتون های نور خورشید از طریق آن ها به شکل جریان مستقیم وارد مدار الکتریکی می شوند. سپس وارد دستگاه های ذخیره سازی می شوند یا به شارژ جریان متناوب (220 ولت) تبدیل می شوند. انرژی الکتریکی حاصله به لوازم خانگی اجازه می دهد تا کار کنند.
ویژگی های محاسبه پنل های خورشیدی برای خانه
این عملیات، اول از همه، به تعیین قدرت آنها می رسد. و برای این لازم است که بدانیم چه بار انرژی بر کل سازه وارد می شود. به عبارت دیگر، ماهانه چند کیلووات انرژی مصرف خواهد شد.
این قرائت ها را می توان با مشاهده کنتور الکتریکی تعیین کرد. و اگر مقدار آن در 100 کیلو وات باشد، باید پانل هایی را دقیقاً خریداری کرد که قادر به تولید چنین انرژی هستند.
همچنین قابل توجه است که کار خورشیدیباتری در حالت کامل فقط در نور روز امکان پذیر است. مشکل کامل تنها زمانی خواهد بود که آسمان صاف باشد. هنگامی که زاویه تابش پرتوهای خورشید و همچنین ظهور ابرها در افق تغییر می کند، قدرت 20٪ کاهش می یابد. در هوای ابری نیز همین اتفاق خواهد افتاد. همه اینها را نباید فراموش کرد.
یعنی در فرآیند محاسبه پنل های خورشیدی برای یک خانه خصوصی، باید مدت زمانی را در نظر بگیرید که آنها با ظرفیت کامل کار می کنند. به عنوان یک قاعده، این 7 ساعت است - دوره از 9 صبح تا 4 بعد از ظهر. در همان زمان، در فصل تابستان، پانل ها می توانند از صبح تا غروب کار کنند. اما در گذشته، درصد ظرفیت کار تنها در منطقه 20-30٪ خواهد بود. در طول ساعات فوق، می توانید 70% باقیمانده را دریافت کنید.
قدرت
همانطور که قبلاً فهمیدیم، عامل اساسی که باید در هنگام محاسبه پنل های خورشیدی در نظر گرفته شود، بار انرژی است. به هر حال، عملکرد باتری ها تا حد زیادی به میزان برق مورد نیاز برای تامین یک خانه بستگی دارد:
- ایجاد یک ایستگاه کامل نیاز به استفاده از پانل های قدرتمند دارد - از 150 تا 250 وات.
- برای حفظ عملکرد فقط روشنایی کشور، می توانید با باتری های کم مصرف - حداکثر 50 وات، که کافی است، از پس کار برآیید.
چگونه چنین محاسباتی انجام دهیم؟
مصرف پایه برق
قبل از محاسبه باتری خورشیدی و باتری، لازم است توان کل تمام مصرف کنندگان جریان الکتریکی مصرف شده را تعیین کنید. برای این منظور مصرف انرژی هر واحد (لوازم خانگی، لامپ و …) در تعداد ساعات استفاده از آن دردر طول روز.
پس از آن، تمام داده های دریافتی را جمع کنید. نتیجه میزان مصرف برق در روز (بر حسب کیلووات ساعت) است. این مقداری است که پنل های خورشیدی باید تولید کنند و این حداقل مقدار است. محاسبات بعدی در مورد تعداد پانل ها، هزینه آنها و سایر پارامترها به این داده ها بستگی دارد.
با این حال، کل سیستم نه تنها از صفحات خورشیدی تشکیل شده است، بلکه اجزای دیگر نیز در اینجا گنجانده شده اند:
- اینورتر;
- باتری؛
- کنترل‌های شارژ.
هنگام محاسبه توان پنل های خورشیدی برای خانه، این نیز نباید تخفیف داده شود! در باتری ها کاهش انرژی وجود دارد - تا 20٪. در این راستا در محاسبات بعدی باید مقدار پایه به دست آمده را به این میزان افزایش داد.
مصرف کنندگان برق
در هر خانه می توانید تعدادی از ضروری ترین لوازم خانگی را پیدا کنید. تکنیک زیر همیشه در ساعات خاصی کار می کند:
- یخچال؛
- TV;
- کامپیوتر;
- ماشین لباسشویی؛
- دیگ؛
- آهن;
- فر مایکروویو (اما همه مایکروویو ندارند).
دستگاه های دیگری نیز وجود دارد که در غیاب آنها زندگی سطح مطلوبی از آرامش را از دست می دهد. علاوه بر این، تعداد معینی لامپ، که می تواند به صد لامپ برسد، هر روز در قلمرو املاک خصوصی روشن می شود.
جدول زیر نشان می دهدقدرت وسایل الکتریکی که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
| لوازم خانگی | رتبه قدرت (W) | مدت زمان تقریبی کار برای یک روز (ساعت) | مصرف روزانه (کیلووات ساعت) |
| مایکروویو | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| ماشین لباسشویی | 500 | 6 | 3 |
| یخچال | 500 | 3 | 1، 5 |
| لامپ | 200 | حدود 10 | 2 |
| آهن | 1500 | 1 | 1، 5 |
| یادداشت | 100 | 5 | 0، 5 |
| دیگ 150 لیتری | 1, 2 | 5 | 6 |
| کنترل | 5 | 24 | 0، 1 |
| اینورتر | 20 | 24 | 0، 5 |
با این میز انجام یک کار ساده راحت استمحاسبه ریاضی پنل های خورشیدی در این مثال خاص، مقدار مصرف روزانه 18.9 کیلووات ساعت است. فقط این بدون در نظر گرفتن چیزی است که ما معمولاً هر روز از آن استفاده نمی کنیم - کتری برقی، سشوار، پمپ، غذاساز و غیره. بنابراین، به طور متوسط، تا 25 کیلووات ساعت (حداقل) می توان به دست آورد.
نکته مهم تابش است
قبل از شروع به شمارش تعداد پنل های خورشیدی، باید چیزی به عنوان تابش نور را در نظر بگیرید. به طور کلی، این اصطلاح باید به عنوان مقدار انرژی خورشیدی در واحد سطح در نظر گرفته شود. این یک پارامتر بسیار مهم است که بدون آن نمی‌توان دقیقاً چند پانل خریداری کرد.
بالاخره، حتی اگر نور خورشید به اندازه کافی نباشد، هر چقدر هم باتری کارآمد باشد، نمی تواند نیروی لازم را تولید کند. بنابراین، شما باید اهمیت این پارامتر را هنگام محاسبه پنل های خورشیدی درک کنید. به هر حال، سطح مورد نیاز تامین انرژی به این بستگی دارد.
البته، این پارامتر برای هر منطقه خاص از کشور کاملاً فردی است. دو راه برای به دست آوردن این اطلاعات ضروری وجود دارد:
- دایرکتوری های تخصصی؛
- منابع الکترونیکی هواشناسی.
همانطور که می توانید درک کنید، حداکثر مقدار تابش در دوره تابستان کاهش می یابد. حداقل مقادیر عمدتاً در ماه های سرد است.
تعداد باتری
اکنون می توانید شمارش تعداد پانل ها را شروع کنید. برای این، ارزش یافت شده از مصرف پایهانرژی الکتریکی در روز باید بر داده های تابش خورشیدی ماه مورد نیاز تقسیم شود.
در عین حال، درک این نکته مهم است که محاسبه باید به صورت ماهانه انجام شود، زیرا داده ها می توانند به میزان متفاوت و گاهی قابل توجهی متفاوت باشند. اکنون باقی مانده است که مقدار حاصل را در نتیجه محاسبه تعداد پنل های خورشیدی یک بار دیگر، فقط بر پارامتر توان پنل انتخاب شده تقسیم کنیم. این ویژگی در گذرنامه نشان داده شده است. اگر نتیجه یک عدد کسری باشد، به یک عدد صحیح و فقط به سمت بالا گرد می شود. این نتیجه نهایی خواهد بود.
البته، هرچه عملکرد پانل بیشتر باشد، تعداد آنها کمتر می شود. و در اینجا همه چیز عمدتاً به اندازه بودجه خانواده و مساحت سقف بستگی دارد. در عین حال، لازم است دوره عملکرد کل سیستم در نظر گرفته شود. در واقع، با کاهش تابش پانل های خورشیدی، بیشتر از شرایط عادی مورد نیاز خواهد بود.
هزینه منطقی
با فکر کردن در مورد محاسبه پنل های خورشیدی، ارزش توجه به روشنایی را دارد. اما، همانطور که قبلا ذکر شد، تعداد لامپ ها در قلمرو یک خانه خصوصی می تواند زیاد باشد - 100 یا بیشتر. به همین دلیل، ارزش توجه به لامپ های کم مصرف را دارد. در نتیجه، صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی حاصل می شود.
علاوه بر این، باید لوازم خانگی را نه کمتر از کلاس A و حتی A +، A ++، A +++ خریداری کنید. در نهایت چنین اقدامی هزینه هایی را که صرف خرید خورشیدی می شود به میزان قابل توجهی کاهش می دهدپانل ها بعلاوه، اکثر وسایل مدرن فقط برای مصرف 12 ولت طراحی شده اند.
و این دقیقاً همان مقداری است که پانل های عکس بدون استفاده از دستگاه های اضافی برای تبدیل جریان مستقیم به ولتاژ متناوب می توانند تولید کنند.
مثال ریاضی
هنگام محاسبه تعداد پنل های خورشیدی برای یک خانه، باید در نظر داشت که کل سیستم در چه فصلی از سال در حالت کامل کار می کند. و دوباره، همه چیز در اینجا به دلیل تابش است. بسته به ماه، ممکن است تعداد پانل های عکس متفاوتی مورد نیاز باشد.
برای درک واضح تر، ارزش ذکر یک مثال خاص را دارد:
- مثلاً مصرف برق روزانه در خانه 15 کیلووات ساعت خواهد بود.
- پارامتر تابش - 3 kWh/m2.
- قدرت یک پنل 300W یا 0.3KW است.
تعداد باتری مورد نیاز را محاسبه کنید (که با حرف N مشخص می شود): N=15/3/0، 3=16، 6. با گرد کردن مقدار حاصل تا یک عدد صحیح، نتیجه را می گیریم - 17 پانل.
اما، در زمستان، تابش تابش به طور قابل توجهی کاهش می یابد و می تواند به 1 کیلووات ساعت در متر برسد2. در این مورد، به میزان قابل توجهی باتری بیشتری نیاز خواهید داشت - تا 50.
تعدادی تفاوت
از یک سو، رد وابستگی منبع تغذیه مرکزی مستلزم مزایای خاصی است. اما روی دیگر سکه نیز وجود دارد - چنین اقدامی مملو از تفاوت های ظریف است که نباید از آنها کاسته شود. و اول از همه، لازم است درک کنیم که خورشید در تمام ماه ها، بدون "وقفه" نمی درخشد - پس از همه، نورهمچنین به "استراحت" نیاز دارد.
به همین دلیل هنگام محاسبه پنل های خورشیدی باید آرشیو شرایط آب و هوایی منطقه سکونت را بررسی کنید تا تعداد روزهای ابری را مشخص کنید. مشاهده می شود که حداقل 7 روز در یک ماه دوره نامساعد آب و هوایی است. در این زمان، پنل های خورشیدی قادر به تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز نخواهند بود.
علاوه بر این، کوتاه شدن روز در پاییز و بهار را نباید فراموش کنید. بر این اساس تعداد روزهای ابری افزایش می یابد. در این راستا برای دریافت انرژی خورشیدی از ماه مارس تا مهر باید آرایه پنل ها را تا 50 درصد با توجه به منطقه سکونت افزایش داد.
