أنواع الطاقة الشمسية للمنازل التي يمكن استخدامها
كم يحتاج البيت من الواح الطاقة الشمسية؟
يمكنك حساب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها عن طريق قسمة استخدامك السنوي للكهرباء على نسبة إنتاج منطقتك ، ثم قسمة هذا الرقم على خرج الطاقة للألواح الشمسية. دعونا كسر أن أسفل قليلا:
يعتمد حساب عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها لتلبية جميع احتياجاتك من الطاقة على عدة عوامل. أسهل طريقة لمعرفة عدد اللوحات التي ستحتاجها هي استخدام الآلة الحاسبة الشمسية الخاصة بنا. عندما تضع عنوانك وفاتورة الطاقة الشهرية المقدرة ، سنفعل كل الرياضيات نيابة عنك حتى تتمكن من اتخاذ قرار مستنير. إذا كنت ترغب في إجراء هذه الحسابات بنفسك ، فقد أوضحنا صيغتنا أدناه للمساعدة.
تعتمد الصيغة التي استخدمناها لتقدير عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لتشغيل منزلك على هذه العوامل الرئيسية. وهنا الافتراضات التي قطعناها على أنفسنا ، وكيف فعلنا الرياضيات لدينا:
الاستخدام السنوي للكهرباء
استخدامك السنوي للكهرباء هو كمية الطاقة التي تستخدمها في منزلك على مدار عام كامل. يقاس هذا الرقم بالكيلوواط / ساعة ، ويتأثر بالأجهزة في منزلك التي تستخدم الكهرباء وعدد مرات استخدامها. الثلاجات ووحدات تكييف الهواء وأدوات المطبخ الصغيرة والأضواء وأجهزة الشحن والمزيد تستخدم الكهرباء.
وفقا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية ، تستخدم الأسرة الأمريكية المتوسطة 10632 كيلو واط ساعة من الكهرباء سنويا (أو 886 كيلو واط ساعة شهريا) ، لذلك سنستخدم هذا الرقم كنظام مثالي للألواح الشمسية أو حجم مجموعة الطاقة الشمسية ، مما يعني أنه يمكنك تعويض 100 في المائة من استخدامك للكهرباء وفاتورة المرافق باستخدام الألواح الشمسية (في الممارسة العملية ، ليس هذا أنيق ، ولكن تحمل معنا هنا). إذا كنت مهتما بالحصول على رقم أكثر دقة بناء على مقدار الطاقة التي تستخدمها ، فتحقق من فواتير الكهرباء في العام الماضي لمعرفة متوسط استهلاكك للكهرباء. بمجرد حصولك على هذا الرقم ، لا تتردد في توصيله بالمعادلات أدناه.
الألواح الشمسية القوة الكهربائية
تعرف القوة الكهربائية للوحة أيضا باسم تصنيف طاقة الألواح الشمسية ، وهي ناتج الكهرباء للوحة شمسية معينة في ظل ظروف مثالية. تقاس القوة الكهربائية بالواط (واط) ، وتقع معظم الألواح الشمسية في نطاق 300-400+ واط من الطاقة. سنستخدم لوحات 400 واط في هذه الحسابات لأن 390-400 واط هو نطاق السعة الأكثر اقتباسا في سوق الطاقة وفقا لأحدث تقرير لشركة إنتل.
نسب الإنتاج
نسبة إنتاج نظام الألواح الشمسية هي نسبة إنتاج الطاقة المقدر بمرور الوقت (بالكيلوواط ساعة) إلى حجم النظام الفعلي (بالواط). هذه الأرقام لا تكاد تكون 1:1 – اعتمادا على عدد ساعات ضوء الشمس التي سيحصل عليها نظامك (والتي تعتمد بشكل أساسي على موقعك الجغرافي) ، ستتغير نسبة الإنتاج وفقا لذلك.
على سبيل المثال ، نظام 10 كيلو واط ينتج 14 كيلو واط ساعة من الكهرباء في السنة لديه نسبة إنتاج 1.4 (14/10 = 1.4) – هذه نسبة إنتاج واقعية تماما يمكن رؤيتها في العالم الحقيقي. في الولايات المتحدة ، تتراوح نسب الإنتاج عادة بين 1.3 و 1.6 ، لذلك سنستخدم هذين الرقمين كتقديرات عالية ومنخفضة لحسابنا.
الآن ، دعونا نعمل على الرياضيات
لدينا افتراضاتنا الرئيسية الثلاثة (استخدام الطاقة, القوة الكهربائية للوحة الشمسية, ونسب الإنتاج) - فكيف تترجم هذه الأرقام إلى عدد تقديري من الألواح الشمسية لمنزلك? الصيغة تبدو مثل هذا:
عدد اللوحات = حجم النظام / نسبة الإنتاج / القوة الكهربائية للوحة
توصيل أرقامنا في من فوق ، نحصل على:
عدد الألواح = 10632 كيلو واط ساعة / 1.3 أو 1.6 / 400 واط
مما يعطينا ما بين 17 و 21 لوحة في مجموعة شمسية ، اعتمادا على نسبة الإنتاج التي نستخدمها (17 لنسبة 1.6 ، و 21 لنسبة 1.3). لذلك ، ينتج عن كل 17 لوحة بقوة 400 واط حجم نظام إجمالي يبلغ حوالي 6.8 كيلو واط!
كم تكلفة الطاقة الشمسية للمنزل؟
هناك اعتبار لعدد الألواح الشمسية لشراء دون بما في ذلك التكلفة كعامل. تكلف الألواح الشمسية 2.95 دولار/واط في المتوسط. يبلغ متوسط التكلفة الإجمالية للتركيب 20650 دولارا لنظام 10 كيلو واط (بعد حساب الائتمان الضريبي الفيدرالي للطاقة الشمسية بنسبة 30 بالمائة). يختلف هذا بشكل كبير اعتمادا على الموقع وتكلفة التركيب والحوافز مع كون المناخات الأكثر دفئا أرخص ولكنها تحتاج إلى المزيد من الألواح والعكس صحيح للمناخات الباردة.
كيف تعمل الطاقة الشمسية في المنازل؟
الألواح الشمسية الكهروضوئية على الرغم من أنه النظام الوحيد الذي يمكن أن يسمح بالاستهلاك الذاتي ، إلا أن النظام الأساسي للألواح الشمسية والبطارية يسمح لنا بتوفير ما يصل إلى 75 ٪ من فاتورة الكهرباء في منزلنا. ستسمح لنا البطارية بالحصول على الطاقة في الشتاء (مع فائض الصيف) وفي الليل (فائض النهار).
على الرغم من أنه النظام الوحيد الذي يمكن أن يسمح بالاستهلاك الذاتي ، إلا أن النظام الأساسي للألواح الشمسية والبطارية يسمح لنا بتوفير ما يصل إلى 75 ٪ من فاتورة الكهرباء في منزلنا. ستسمح لنا البطارية بالحصول على الطاقة في الشتاء (مع فائض الصيف) وفي الليل (فائض النهار).
على الرغم من أن التكلفة كانت أكبر عيب في تركيب الألواح الشمسية منذ سنوات ، إلا أن هذا انخفض اليوم بأكثر من ثمانين بالمائة. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح تطبيق أنظمة التشغيل الآلي للمنزل على هذا النوع من الطاقة المتجددة بالتحكم في الألواح الشمسية من خلال هاتف ذكي أو جهاز لوحي أو كمبيوتر متصل بالإنترنت. هذا يسمح ، من بين أمور أخرى ، بتغيير اتجاه اللوحة لتحقيق أقصى استفادة من ضوء الشمس.ت أكبر عيب في تركيب الألواح الشمسية منذ سنوات ، إلا أن هذا انخفض اليوم بأكثر من ثمانين بالمائة. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح تطبيق أنظمة التشغيل الآلي للمنزل على هذا النوع من الطاقة المتجددة بالتحكم في الألواح الشمسية من خلال هاتف ذكي أو جهاز لوحي أو كمبيوتر متصل بالإنترنت. هذا يسمح ، من بين أمور أخرى ، بتغيير اتجاه اللوحة لتحقيق أقصى استفادة من ضوء الشمس.
إدخال الطاقة الشمسية للمنازل بالتقسيط
وكمثال، فى حالة منزل يحتاج إلى طاقة قدرها 5 كيلو وات، فإن التكلفة الإجمالية للخلايا تكون في حدود 5000 دولار، وتحتاج 40 مترا مربعا لتركيب لوحات الطاقة الشمسية. وعامة يكون العمر الافتراضى للنظام حوالي 20 سنة، ما عدا البطاريات ويحتاج إلى صيانة بسيطة خلال تلك الفترة.