هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها عند شراء مجموعة الطاقة الشمسية المنزلية، ولكن السؤال الأهم هو “كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها لمنزلي؟” تكلفة الألواح الشمسية الفعلية، إلى جانب تركيب النظام، هما إلى حد بعيد المصاريف الرئيسية في التحويل إلى الطاقة الشمسية المنزلية. ومن ثم، فإن تحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة أمر في غاية الأهمية.
كم عدد الألواح الشمسية لتشغيل المنزل؟
عند تحديد عدد الألواح الشمسية اللازمة لتشغيل المنزل، من المهم النظر إلى أشياء كثيرة، بما في ذلك الطقس المحلي، وعدد الوات الذي يمكن أن تولده اللوحة التي تختارها، ومتوسط استهلاك الكهرباء لمنزلك.
استخدم هذا الجدول لتحديد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها:
|
حجم المنزل |
متوسط استهلاك الطاقة الشهري |
العدد التقديري للوحات اللازمة |
|
1500 قدم مربع |
633 كيلوواط ساعة |
14 – 17 |
|
2000 قدم مربع |
967 كيلوواط ساعة |
19 – 25 |
|
2500 قدم مربع |
1,023 كيلوواط ساعة |
24 – 30 |
|
3000 قدم مربع |
1,185 كيلوواط ساعة |
27 – 30 |
*المعلومات منقولة من مسح استهلاك الطاقة السكني الذي أجرته إدارة معلومات الطاقة.
فيما يلي تفصيل إضافي لكيفية تأثير الاستهلاك والقوة الكهربائية والطقس على عدد اللوحات التي تحتاجها.
استهلاك
لفهم استخدامك الخاص، قم بإلقاء نظرة على إجمالي استهلاكك للطاقة خلال آخر 12 شهرًا على فواتير الخدمات الخاصة بك. ستوضح فاتورة الكهرباء النموذجية إجمالي كمية الكهرباء التي استهلكتها في ذلك الشهر من حيث الكيلووات/ساعة (كيلووات/ساعة) ثم يتم تحصيلها منك لكل كيلووات/ساعة. كمرجع، في يونيو 2022، بلغ متوسط تكلفة الكهرباء في الولايات المتحدة 15.42 سنتًا/كيلوواط ساعة.
نظرًا لأن الاستخدام يختلف وفقًا للوقت من السنة وعوامل أخرى، يمكنك إضافة الكيلووات/ساعة المستخدمة طوال الـ 12 شهرًا معًا للحصول على احتياجاتك السنوية من الكهرباء. وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)، بلغ متوسط الاستهلاك السنوي للكهرباء في عام 2020 10,715 كيلووات في الساعة.
Wattage
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الألواح الشمسية - أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، والأغشية الرقيقة. جميعها لديها مستويات مختلفة من الكفاءة والتكلفة. لتحديد عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها لتزويد منزلك بالطاقة، يعتمد الأمر على مقدار الطاقة التي يمكن أن تولدها الألواح.
يعكس تصنيف القوة الكهربائية على اللوحة الشمسية إنتاج الطاقة المتوقع للوحة في ظل ظروف ضوء الشمس ودرجة الحرارة المثالية. في عام 2022، تم تصنيف معظم الألواح من 250 إلى 400 واط، مع تفضيل الألواح ذات الوات الأعلى ولكنها دائمًا ما تكون أكثر تكلفة.
يعد تصنيف القوة الكهربائية مضروبًا في عدد اللوحات جزءًا مما يعرف بقوة النظام. يتمتع كل منزل بتعرض مختلف لذروة ضوء الشمس، ويجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند حساب الطاقة الإجمالية للنظام.
هناك فرق بين قوة النظام، التي تقاس بالواط، وكمية الطاقة التي سيستهلكها المنزل، والتي تقاس بالكيلوواط (كيلوواط) ساعة. سيكون نظام 5 كيلو واط دائمًا نظامًا بقدرة 5 كيلو واط. ولكنها قد تنتج طاقة أكثر أو أقل اعتمادًا على عدد من العوامل الخارجية، وأهمها مقدار ضوء الشمس الذي تستقبله الألواح. وبالتالي، فإن نفس النظام بالضبط قد يكون كافيًا لمنزل بقدرة 14000 كيلووات في الساعة في إحدى الولايات، ولكن فقط لمنزل بقدرة 10000 كيلووات في الساعة في ولاية أخرى.
طقس
نظرًا لأن الألواح الشمسية لا تعمل بشكل كامل على مدار 24 ساعة يوميًا، يلعب الطقس والمواسم دورًا كبيرًا في كفاءتها عند إنتاج الطاقة الشمسية. تتقلب كمية الطاقة التي يولدها النظام الشمسي اعتمادًا على التعرض لأشعة الشمس والوقت من السنة. إذا كان كلاهما يحتوي على مجموعة طاقة شمسية بقدرة 5 كيلووات، فإن المنزل في كاليفورنيا سيستقبل قدرًا أكبر من ضوء الشمس خلال العام وينتج كيلووات/ساعة من الكهرباء أكثر من منزل مماثل الحجم في ميشيغان.
يُطلق على الفرق بين إنتاج الطاقة المقدرة للنظام بمرور الوقت، مقاسًا بالكيلووات/ساعة، وحجم النظام الفعلي، مقاسًا بالكيلووات، نسبة الإنتاج. على سبيل المثال، نظام بقدرة 10 كيلووات ينتج 14 كيلووات ساعة من الكهرباء في عام تبلغ نسبة إنتاجه 1.4 (14/10-1.4).
بالنسبة لمعظم المواقع في الولايات المتحدة، تبلغ نسبة الإنتاج 1.3 – 1.6. في الحالة المذكورة أعلاه، فإن منزل كاليفورنيا لديه نسبة إنتاج أعلى ومنزل ميشيغان لديه نسبة إنتاج أقل. هذا لا يعني أن النظام الشمسي في منزل ميشيغان لا يمكنه إنتاج كل الطاقة التي يحتاجها المنزل. هذا يعني فقط أنها تحتاج إلى المزيد من الألواح الشمسية ونظام أكبر، ربما أقرب إلى 6000 واط، لإنتاج نفس كمية الطاقة الشمسية التي ينتجها منزل في كاليفورنيا بقوة 5000 واط.
سيكون لدى مُثبِّت الطاقة الشمسية الخاص بك بيانات محددة ستساعد في تحديد نسبة الإنتاج لمجموعة الألواح الشمسية في موقعك المحدد.
كيفية حساب عدد الألواح الشمسية التي ستحتاج إليها
لحساب الحجم الإجمالي لنظامك، سنحتاج إلى ثلاث بيانات: مقدار ضوء الشمس الذي تحصل عليه، ومتوسط متطلبات الطاقة لديك، والقدرة الكهربائية للألواح الشمسية التي تستخدمها.
قم بتقييم مقدار ضوء الشمس الذي تحصل عليه في منطقتك
ستحتاج إلى حساب عدد ساعات الذروة الشمسية التي يمكنك توقع الحصول عليها في متوسط يوم تعيش فيه. يعكس هذا الرقم متوسط اليوم لأن بعض الأيام تكون مشمسة أكثر من غيرها، ولأن التعرض لأشعة الشمس أطول وأكثر مباشرة في الصيف منه في الشتاء.
سيختلف عدد ساعات الذروة الشمسية التي تتلقاها بشكل كبير حسب المكان الذي تعيش فيه. يتعرض المنزل الواقع في جنوب كاليفورنيا المشمس لأشعة الشمس أكثر بكثير من المنزل الواقع في شمال ميشيغان، الذي يتميز بأيام غائمة أكثر. علاوة على ذلك، فإن الوقت من اليوم مهم - حيث تختلف شدة ضوء الشمس اعتمادًا على ما إذا كانت الساعة 9 صباحًا أو 12 ظهرًا. أو 4 مساءً. - كما هي الزاوية التي تصل بها أشعة الشمس إلى اللوحة الشمسية.
ومن الناحية الفنية، تحدث ساعة الذروة الشمسية عندما تصل شدة ضوء الشمس إلى 1000 واط من الطاقة لكل متر مربع. قد يبدو هذا الأمر معقدًا، ولكن لحسن الحظ، أجرى العلم هذا البحث الصعب نيابةً عنك، لذا لا يتعين عليك حل هذا الأمر بنفسك. حدد الباحثون ساعات الذروة الشمسية في معظم أنحاء الولايات المتحدة بما يتراوح بين 3 إلى 6 ساعات يوميًا.
للبدء في حساب عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها، حدد أولاً عدد ساعات الذروة الشمسية التي تتلقاها خلال شهر واحد. للقيام بذلك، ما عليك سوى ضرب ساعات الذروة الشمسية (على سبيل المثال، 4.6 ساعة) × 30 (متوسط عدد الأيام في الشهر):
4.6 × 30 = 138 ساعة شمسية
حدد متوسط احتياجاتك من الطاقة
بعد ذلك، لتحديد عدد كيلووات من الطاقة التي يحتاجها نظامنا في شهر واحد، نأخذ الكيلووات السنوية المقدرة اللازمة ونقسمها على عدد الأشهر. يمكنك الحصول على معلومات الاستخدام الخاصة بك من شركة الكهرباء الخاصة بك، ولكن في هذا المثال سنستخدم 10715 كيلووات في الساعة، وهو المتوسط في الولايات المتحدة:
10.715 كيلووات ساعة/12 = 893 كيلووات ساعة
لتحديد عدد الوات من الطاقة التي يحتاجها نظامنا، نقوم بتقسيم الكيلووات الشهرية التي يحتاجها نظامنا على عدد ساعات الذروة الشمسية التي نتلقاها في الشهر:
893 كيلووات ساعة/138 ساعة = 6.47 كيلووات
الآن نحن نصل إلى مكان ما. لقد قررنا أننا بحاجة إلى نظام شمسي بقدرة 6.47 كيلووات لتلبية احتياجاتنا من الطاقة. يُشار إلى هذا الرقم أحيانًا باسم حجم النظام. لحساب عدد الألواح التي سنحتاجها لبناء نظام بهذا الحجم، نقوم أولاً بتحويل 6.47 كيلو واط إلى واط:
6.47 × 1000 = 6470 واط
اختر الألواح الشمسية الخاصة بك واحسب العدد الذي تحتاجه
لنفترض أنك اخترت لوحًا أحادي البلورية عالي الكفاءة بقدرة 340 وات. على الرغم من أن هذه اللوحة ستكون أكثر تكلفة، إلا أنها توفر الكثير من القوة. إليك كيفية تحديد العدد الذي تحتاجه. قم بتقسيم إجمالي القوة الكهربائية للنظام على القوة الكهربائية في لوحة شمسية واحدة، مثل هذا:
6,470 واط / 340 واط = 19.02
لذا، فإن 19 لوحًا شمسيًا بقدرة 340 واطًا من الطاقة يجب أن تقوم بالمهمة لهذا المنزل بالذات. غالبًا ما يقترح المحترفون التقريب، وفي الواقع تتطلب معظم المنازل في الولايات المتحدة ما بين 20 إلى 30 لوحًا شمسيًا لتلبية جميع احتياجاتها من الكهرباء.
خلاصة القول: يعتمد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها على العديد من العوامل
تعد عملية الحساب لتحديد عدد الألواح التي ستحتاجها أمرًا بسيطًا جدًا، بمجرد مراعاة العوامل الرئيسية الثلاثة، والتي تشمل تصنيف القوة الكهربائية للوحة الشمسية الخاصة بك، والعدد الإجمالي للكيلووات/ساعة السنوية التي ستحتاج إلى النظام لتوفيرها ل، وساعات الذروة الشمسية التي تتلقاها في المكان الذي تعيش فيه.
من أجل الحصول على ما يكفي من الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات منزلك من الكهرباء، وكذلك عدم دفع مبالغ زائدة مقابل الألواح الشمسية باهظة الثمن، من المهم أن يكون لديك تقدير قوي لعدد الألواح التي تحتاجها قبل الاستثمار. يجب عليك أيضًا إجراء بحث حول ما يمكن أن يكون أفضل الألواح الشمسية لمنزلك.