الحسابات معقدة، ولكن بدونها يصعب تقدير التكلفة والحفاظ على الميزانية. وينطبق الأمر نفسه على نظام الطاقة الشمسية. كمية ضوء الشمس التي تستقبلها الألواح الشمسية لكل متر مربع تحدد إنتاجية النظام. لذا، إذا كنت تخطط لتركيب نظام ألواح شمسية لمنزلك، فمن الأفضل فهم حاسبة الطاقة الشمسية لكل متر مربع. كما ستتعرف على مساحة الألواح الشمسية لكل كيلوواط.
ما هو ناتج اللوحة الشمسية؟
يُطلق على كمية الكهرباء المُولّدة من الألواح الشمسية لفترة زمنية مُحددة اسم "مُخرَج الألواح الشمسية". يُمثل الإنتاج النظري للطاقة المُولّدة من الألواح الشمسية في ظل ظروف ضوء الشمس ودرجة الحرارة المثالية. قد تكون هذه الفترة يومًا واحدًا أو شهرًا أو عامًا. يختلف إجمالي المُخرَج من مُصنّع لآخر، ويتأثر إنتاج الألواح الشمسية بالعوامل المُؤثرة، وغيرها. يُعبَّر عن المُخرَج بالكيلوواط/ساعة (kWh).
حاسبة الطاقة الشمسية لكل متر مربع
تُقاس كثافة الطاقة الشمسية التي تستقبلها الألواح الشمسية بوحدة المساحة لكل متر مربع. ويُطلق على كمية ضوء الشمس التي تستقبلها كل متر مربع اسم "الإشعاع الشمسي". ووفقًا للقياسات الحديثة التي أجرتها وكالة ناسا، يبلغ متوسط كثافة الطاقة الشمسية التي تصل إلى الغلاف الجوي العلوي حوالي 1,360 واط لكل متر مربع. يمكنك حساب الطاقة الشمسية لكل متر مربع باستخدام الآلات الحاسبة التالية.
1. خارج الشبكة
إنه النظام الذي يُولّد طاقته الخاصة باستخدام الألواح ومجموعة البطاريات. حاسبة خارج الشبكة اختر من بين الخيارات التالية: سقيفة، منزل، أو متنقل. بعد ذلك، حدد أيام الاستقلالية الكاملة، وهكذا.
2. حاسبة توفير الطاقة الشمسية
قم بتدوين التفاصيل الأساسية على ورقة ثم حدد الإجابة الدقيقة التي تطلبها الآلة الحاسبة.
العوامل التي يجب مراعاتها عند تحديد إنتاج الألواح الشمسية لكل متر مربع
- المنطقة: إذا كنت تعيش في بلدان قريبة من القطبين، فستتلقى ضوء شمس أقل، مقارنةً بسكان المناطق القريبة من خط الاستواء. كما أن حالة الطقس السائدة في منطقتك
- قوة اللوحة (ذروة واط): يتم تمييز الألواح الشمسية بـ ذروة الواط (Wp)، وهذه هي كمية الطاقة التي يُفترض أن تُنتجها الألواح في الظروف المثالية. ستُنتج لوحتك الشمسية طاقة أكبر إذا كانت ذروة واطها أعلى.
- ميل: إذا كان لديك جهاز تتبع شمسي، فمن السهل ضبط اتجاه الألواح وفقًا لموقع الشمس. يجب أن تتراوح زاوية الألواح الشمسية بين ٢٠ و٥٠ درجة، وذلك حسب انحدار المنزل.
- طريقة الاستعمال: لنفترض أنك تعيش في نصف الكرة الشمالي. في هذه الحالة، عليك وضع الألواح بحيث تكون متجهة نحو الجنوب.
- الوقت من السنة: باستخدام حاسبة الألواح الشمسية، يمكنك حساب إنتاج الطاقة حتى في أيام الشتاء. تساعدك الحاسبة على حساب متوسط إنتاج الطاقة على مدار العام. يُحسب هذا المتوسط بتقسيم الإنتاج الشهري لموقعك.
- كفاءة الأنظمة الكهربائية الأخرى: لا يقتصر نظام الألواح الشمسية على الألواح الشمسية وأشعة الشمس فحسب، بل يشمل أيضًا الأسلاك، والعاكس، ووحدة التحكم في الشحن، ومجموعة البطاريات (إن وُجدت). تُحلل حاسبة الطاقة الشمسية لكل متر مربع هذه العوامل بدقة، ثم تُعطي الناتج الدقيق لكل متر مربع من اللوح الشمسي. بعد ذلك، حان الوقت للتعرف على حاسبات إنتاج الألواح الشمسية.
اقرأ أيضا: كم عدد البطاريات التي يمكن للوحة شمسية بقدرة 50 وات شحنها؟
حاسبة إنتاج الألواح الشمسية
القوة الكهربائية هي إنتاج الألواح الشمسية يُحسب ذلك بضرب الفولت في الأمبير. هنا، تُمثَّل قوة الكهرباء بالفولت. يُعبَّر عن إجمالي الطاقة المستخدمة بالأمبير. تتراوح قدرة معظم الألواح الشمسية بين ٢٥٠ و٤٠٠ واط.
1. عدد الخلايا الشمسية
التصنيف الأكثر شيوعًا للخلايا الشمسية هو الألواح الشمسية ذات الـ 60 خلية والألواح الشمسية ذات الـ 72 خلية. في النوع الأول، يوجد ما يقارب 60 خلية، بينما في النوع الثاني، يُحدد استخدام 72 خلية. يوجد صف إضافي من الخلايا الشمسية في نظام الألواح الشمسية ذي الـ 72 خلية. كلما زاد عدد الخلايا الشمسية، زادت مساحة امتصاص ضوء الشمس، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاج.
2. حجم اللوحة الشمسية
يبلغ طول الألواح الشمسية المكونة من 60 خلية 5.4 أقدام وعرضها 3.25 أقدام. ويمكن أن تنتج ما بين 270 و300 واط تقريبًا. وهي مناسبة للمناطق السكنية. حجم النظام الشمسي المكون من 72 خلية مماثل، مع وجود صف إضافي من الخلايا. يتراوح متوسط إنتاج الألواح الشمسية المكونة من 72 خلية بين 350 و400 واط. وتُستخدم في مشاريع الطاقة الشمسية التجارية والمباني الكبيرة.
3. كفاءة الألواح الشمسية
يُعد هذا مؤشرًا مهمًا عند استخدام حاسبة الطاقة الشمسية لكل متر مربع. تُنتج الألواح الشمسية عالية الكفاءة طاقة أكبر. يتراوح معدل تحويل الألواح الشمسية السيليكونية بين 18% و22% من إجمالي ضوء الشمس الذي تستقبله، مما أدى إلى تجاوزها 400 واط من الطاقة. وقد طور المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) الألواح الشمسية ذات الكفاءة الأعلى حتى الآن، حيث تبلغ كفاءتها 39.5%.
4. العوامل البيئية
تؤثر هذه العوامل على إنتاجية الألواح الشمسية، حيث تُوضع خارج المنزل، غالبًا على الشرفة. وهي معرضة باستمرار لظروف جوية مختلفة. فيما يلي العوامل التي تؤثر على إنتاجية الألواح الشمسية.
- ساعات ضوء الشمستختلف كميات ضوء الشمس وساعات سطوعها باختلاف المناطق. تتعرض الألواح الشمسية لأشعة الشمس لمدة تتراوح بين 4 و6 ساعات يوميًا في المتوسط. يعتمد إنتاج اللوح الشمسي على مدة سطوع الشمس عليه، مع مراعاة شدة سطوع الشمس أيضًا.
- ساعات الذروة الشمسيةتختلف شدة أشعة الشمس على مدار اليوم. تكون الشمس في ذروتها خلال ساعات الذروة، والتي تمتد غالبًا من الظهر حتى الثالثة عصرًا. ومع ذلك، تقل هذه الساعات خلال الشتاء وهطول الأمطار. أحيانًا، تكاد تكون ساعات الذروة معدومة بسبب الغيوم. وبالتالي، تُحدد قوة ضوء الشمس كمية الطاقة التي تمتصها الألواح الشمسية وتُنتجها.
- الدرجة: تحتاج الألواح الشمسية إلى ضوء الشمس المباشر، ولكن بفضل الخلايا الكهروضوئية، تشحن الألواح البطاريات دون التعرض المباشر لأشعة الشمس. لهذا السبب، يمكنك استخدام نظام الطاقة الشمسية خلال فصل الشتاء. ولكن إذا كان جزء من نظام الألواح الشمسية مغطى بالظل أو تحته، فإن إنتاج هذا الجزء ينخفض. ولأن الخلايا متصلة ببعضها، فإن انخفاض إنتاج أحد الألواح يؤثر على الإنتاج الإجمالي للألواح.
- ميل: يؤثر اتجاه وميل نظام الألواح الشمسية أيضًا على إنتاجيته. يجب ضبط زوايا الألواح الشمسية بحيث تتلقى أكبر قدر من ضوء الشمس طوال اليوم. اللوح الشمسي ذو الزاوية المثالية يُنتج إنتاجًا أفضل مقارنةً باللوح غير المائل والمائل بشكل صحيح.
تأثير إنتاج الألواح الشمسية على تكلفتها
يؤثر إنتاج الطاقة بشكل كبير على تكلفة نظام الطاقة الشمسية. تختلف التكاليف باختلاف الموقع واحتياجاتك من الطاقة. يبلغ متوسط إنتاج أنظمة الألواح الشمسية المتوفرة في السوق بالكيلوواط 3، 4، 5، 6، 7، 8، و10. يمكنك حساب التكلفة في منطقتك بحساب متوسط تكلفة الواط في منطقتك، ثم ضرب الناتج في إنتاج الألواح الشمسية.
انظر أيضا: ما هو حجم وحدة التحكم في الشحن لألواح الطاقة الشمسية 200 واط؟
حاسبة الطاقة الشمسية بالكيلوواط/ساعة
هنا، كيلوواط/ساعة هو إجمالي كمية الطاقة التي يستخدمها منزل خلال عام. الكمبيوتر يتم استخدام التفاصيل التالية لتحديد احتياجات الألواح الشمسية بالكيلووات في الساعة.
استهلاك الطاقة (سنويًا) بالكيلوواط/ساعة
ساعات الطاقة الشمسية أو الشمس (في اليوم)
نسبة فاتورة الكهرباء المراد تعويضها
افتح الآلة الحاسبة وأدخل التفاصيل.
- ينبغي أن يكون استخدام الطاقة بدون أي فواصل.
- لمعرفة ساعات الشمس، راجع هذه الخريطة
على سبيل المثال، سأستخدم الأبعاد التالية لتحديد ما سيكون الناتج بالكيلووات في الساعة.
خطوات الحساب:
استهلاك الكهرباء = 300 كيلو وات في الساعة
ساعات الشمس = 5 ساعات
نسبة الإزاحة = 80%
اضغط على حساب
تقدير حجم مجموعة الألواح الشمسية = 0.18 كيلوواط
بعد ذلك، دعونا نتعرف على مساحة اللوحة الشمسية لكل كيلو وات.
انظر أيضا: كيفية التحقق من أن اللوحة الشمسية تشحن البطارية؟
مساحة اللوحة الشمسية لكل كيلوواط
لحساب الكيلوواط الذي يحتاجه النظام الشمسي، يجب استخدام متوسط الاستهلاك الشهري. لنفترض أنك تستهلك ١٤٠٠ كيلوواط/ساعة شهريًا، ومتوسط سطوع الشمس ٦ ساعات.
الآن باستخدام الحساب،
1400 / 6 * 30 = 7.7 كيلوواط
هذه هي الطاقة لمدة ساعة وفيما يتعلق بنظام الألواح الشمسية، فستحتاج إلى نظام بقوة 8-140 كيلووات.
عدد الألواح الشمسية لا يحدد ما إذا كانت ستلبي احتياجات منزلك من الطاقة أم لا. ركّز أكثر على إجمالي إنتاج الألواح الشمسية. لتحديد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لنظام الطاقة الشمسية، يمكنك استخدام المعادلة التالية.
عدد اللوحات = حجم النظام / حجم اللوحة الواحدة
هنا، حجم النظام وأحجام الألواح هي القوة الكهربائية. كما يُحدد حجم النظام الطاقة المُتوقعة من الألواح الشمسية. ومع ذلك، يعتمد عدد الألواح المطلوبة على العوامل التالية:
- احتياجات الألواح الشمسية
- مساحة السطح القابلة للاستخدام
- أبعاد الألواح الشمسية
- كفاءة الخلايا الكهروضوئية
حسنًا، لقد تعرّفت اليوم على حاسبة الطاقة الشمسية للمتر المربع، والعوامل التي يجب عليك تدوينها أثناء إجراء الحسابات. ستساعدك حاسبة الألواح الشمسية (كيلوواط/ساعة) على تحديد الكيلوواط باستخدام وحدات استهلاك الكهرباء الشهري، وساعات سطوع الشمس، ونسبة التعويض. آمل أن يساعدك هذا في تحديد الوحدات الصحيحة.
