בתקופתנו המודרנית, מתפתחות באופן אקטיבי טכנולוגיות שונות המספקות נוחות מירבית בפעילות אנושית. במיוחד ראוי לציין שפיתוח מקורות אנרגיה חלופיים נמצא בעיצומו. דוגמה בולטת לכך היא פאנלים סולאריים, אשר כעת ניתן להתקין על גג הבית שלך. וכל אחד יכול לקנות אותם. הדבר נכון במיוחד במקרים בהם הבית ממוקם רחוק מקווי חשמל. אבל כדי להרגיש את כל היתרונות והיתרונות של פתרון כזה, יש צורך בחישוב נכון של פאנלים סולאריים.
מידע כללי
האפקט הפוטואלקטרי הוא תופעה פיזיקלית שהתגלתה עוד בשנת 1887 והפכה לבסיס לפיתוח פאנלים סולאריים לייצור חשמל. בהשפעת האור (פוטונים) או כל קרינה אלקטרומגנטית אחרת, האנרגיה של חלקיקים אלו מועברת לאלקטרונים של החומר. במילים אחרות, בעזרת השמשלקבל חשמל.
לאחר גילוי התופעה הפיזיקלית הזו, היה צורך לשלוט בה. לשם כך נוצרו תאי פוטו - מכשירים אלקטרוניים מיוחדים בגודל קומפקטי. הם כוללים חומרים מוליכים למחצה.
בתנאי ייצור תעשייתיים, אפשר לשלב מתמרים מיקרוסקופיים לפנלים מסיביים ויעילים. ארגונים מודרניים רבים מייצרים עיצובים מודולריים מסיליקון בנפח גדול. היעילות שלהם היא בערך 18-22%.
הסוללה הסולארית כוללת מספר מודולים דומים שדרכם פוטונים של אור שמש נכנסים למעגל החשמלי בצורה של זרם ישר. לאחר מכן הם נכנסים למכשירי האחסון או מומרים למטען זרם חילופין (220 וולט). האנרגיה החשמלית המתקבלת מאפשרת למכשירי חשמל ביתיים לפעול.
תכונות החישוב של פאנלים סולאריים לבית
פעולה זו מסתכמת, קודם כל, בקביעת כוחם. ובשביל זה יש צורך לדעת מה עומס האנרגיה ייפול על המבנה כולו. במילים אחרות, כמה קילוואט אנרגיה ייצרכו מדי חודש.
ניתן לקבוע קריאות אלו על ידי התבוננות במונה החשמלי. ואם הערך הוא בטווח של 100 קילוואט, אז יש לרכוש את הפאנלים בדיוק כאלה שמסוגלים לייצר כמות כזו של אנרגיה.
כדאי גם לקחת בחשבון שהעבודה של השמשסוללות במצב מלא אפשרי רק באור יום. נושא מלא יהיה רק כשהשמים יהיו בהירים. כאשר זווית ההתרחשות של קרני השמש משתנה, כמו גם הופעת עננים באופק, ההספק יקטן ב-20%. כך יקרה גם במזג אוויר מעונן. את כל זה אסור לשכוח.
כלומר, בתהליך של חישוב פאנלים סולאריים לבית פרטי, כדאי לקחת את פרק הזמן שבו הם עובדים בתפוקה מלאה. ככלל, מדובר ב-7 שעות - התקופה מ-9 בבוקר עד 16:00. יחד עם זאת, בעונת הקיץ, הפאנלים יכולים לפעול מבוקר עד רדת החשכה. אבל בעבר, אחוז כושר העבודה יהיה רק באזור 20-30%. במהלך השעות לעיל, תוכל לקבל את ה-70% הנותרים
Power
כפי שכבר הבנו, הגורם הבסיסי שיש לקחת בחשבון בעת חישוב פאנלים סולאריים הוא עומס האנרגיה. אחרי הכל, הביצועים של סוללות תלויים במידה רבה בכמות החשמל הנדרשת כדי לספק בית:
- יצירת תחנה מן המניין דורשת שימוש בפאנלים רבי עוצמה - מ-150 עד 250 וואט.
- כדי לשמור על ביצועים של תאורה כפרית בלבד, אפשר להסתדר עם סוללות בעלות הספק נמוך - לא יותר מ-50 W, וזה מספיק.
איך עושים חישובים כאלה?
צריכת חשמל בסיסית
לפני חישוב הסוללה והסוללה הסולארית, יש צורך לקבוע את ההספק הכולל של כל צרכני הזרם החשמלי בשימוש. לשם כך, מוכפלת צריכת האנרגיה של כל יחידה (מכשירי חשמל, נורות וכו') במספר שעות השימוש בה.במהלך היום.
לאחר מכן, הוסף את כל הנתונים שהתקבלו. התוצאה היא קצב צריכת החשמל ליום (בקילווואט-שעה). זה כמה פאנלים סולאריים צריכים לייצר, וזה הערך המינימלי. החישובים הבאים לגבי מספר הפאנלים, העלות שלהם ופרמטרים אחרים יהיו תלויים בנתונים אלה.
עם זאת, המערכת כולה לא מורכבת רק מפאנלים סולאריים, אלא רכיבים אחרים כלולים כאן:
- inverters;
- סוללות;
- בקרי טעינה.
כאשר מחשבים את ההספק של פאנלים סולאריים לבית, אין להוזיל גם את זה! בסוללות יש ירידה באנרגיה - עד 20%. בהקשר זה, בחישובים נוספים, יש להגדיל את ערך הבסיס המתקבל בסכום זה.
צרכני חשמל
בכל בית ניתן למצוא מספר מכשירי חשמל הנחוצים ביותר. הטכניקה הבאה תפעל תמיד בשעות מסוימות:
- מקרר;
- TV;
- מחשב;
- מכונת כביסה;
- boiler;
- ברזל;
- תנור מיקרוגל (עם זאת, לא לכולם יש כזה).
ישנם גם מכשירים נוספים, שבהיעדרם החיים מאבדים את רמת הנוחות הרצויה. בנוסף, נדלקת מדי יום בשטח הנדל ן הפרטי מספר מסוים של נורות שיכולות להגיע עד מאה.
הטבלה למטה מציגההספק של מכשירים חשמליים שבהם נעשה שימוש לרוב.
| מכשיר ביתי | דירוג כוח (W) | משך עבודה משוער ליום אחד (שעות) | צריכה יומית (kWh) |
| מיקרוגל | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| מכונת כביסה | 500 | 6 | 3 |
| מקרר | 500 | 3 | 1, 5 |
| נורות | 200 | כ-10 | 2 |
| ברזל | 1500 | 1 | 1, 5 |
| מחברת | 100 | 5 | 0, 5 |
| דוד 150 ליטר | 1, 2 | 5 | 6 |
| בקר | 5 | 24 |
0, 1 |
| Inverter | 20 | 24 | 0, 5 |
עם הטבלה הזו נוח לבצע פשוטחישוב מתמטי של פאנלים סולאריים. בדוגמה הספציפית הזו, ערך הצריכה היומי הוא 18.9 קילו-וואט. רק זאת מבלי לקחת בחשבון את מה שאנו בדרך כלל לא משתמשים בכל יום - קומקום חשמלי, מייבש שיער, משאבה, מעבד מזון וכדומה. כך ניתן להשיג בממוצע עד 25 קוט ש (לפחות).
הנקודה החשובה היא התבודדות
לפני שמתחילים לספור את מספר הפאנלים הסולאריים, כדאי לקחת בחשבון דבר כזה כמו בידוד. באופן גס, יש להבין את המונח הזה ככמות האנרגיה הסולארית הנופלת ליחידת שטח. זהו פרמטר חשוב מאוד, שבלעדיו אי אפשר לקבוע בדיוק כמה לוחות יש לרכוש.
אחרי הכל, גם אם אין מספיק אור שמש, לא משנה כמה הסוללה פרודוקטיבית, היא לא תוכל להפיק את הכוח הדרוש. לכן, אתה צריך להבין את החשיבות של פרמטר זה בעת חישוב פאנלים סולאריים. אחרי הכל, רמת אספקת האנרגיה הנדרשת תהיה תלויה בזה.
כמובן, פרמטר זה הוא אינדיבידואלי לחלוטין עבור כל אזור ספציפי במדינה. ישנן שתי דרכים לקבל את המידע ההכרחי הזה:
- ספריות מיוחדות;
- משאבים מטאורולוגיים אלקטרוניים.
כפי שאתה יכול להבין, הערך המקסימלי של בידוד ייפול בתקופת הקיץ. ערכי המינימום הם בעיקר בחודשים הקרים.
מספר סוללות
עכשיו אתה יכול להתחיל לספור את מספר הפאנלים. לשם כך, הערך המצוי של הצריכה הבסיסיתיש לחלק את האנרגיה החשמלית ליום בנתוני הבידוד של החודש הנדרש.
יחד עם זאת, חשוב להבין שהחישוב חייב להתבצע על בסיס חודשי, שכן הנתונים יכולים להשתנות במידה שונה ולעיתים משמעותית. כעת נותר לחלק את הערך המתקבל כתוצאה לחישוב מספר הפאנלים הסולאריים פעם נוספת, רק לפי פרמטר ההספק של הפאנל הנבחר. מאפיין זה מצוין בדרכון. אם התוצאה היא מספר חלקי, הוא מעוגל כלפי מעלה לערך שלם ורק כלפי מעלה. זו תהיה התוצאה הסופית.
כמובן, ככל שביצועי הפאנל גבוהים יותר, כך יהיה צורך לקחת פחות מהם. וכאן הכל תלוי בעיקר בגודל התקציב המשפחתי ובשטח הגג. יחד עם זאת, יש צורך לקחת בחשבון את תקופת הפעולה של המערכת כולה. ואכן, עם ירידה בבידוד של פאנלים סולאריים, יידרש יותר מאשר בתנאים רגילים.
הוצאה רציונלית
חושבים על חישוב של פאנלים סולאריים, כדאי לשים לב לתאורה. אבל, כפי שכבר צוין, מספר המנורות בשטח של בית פרטי יכול להיות גדול - 100 או יותר. מסיבה זו, כדאי לשים לב לנורות חסכוניות. כתוצאה מכך, ניתן להשיג חיסכון משמעותי במונחים של צריכת אנרגיה.
בנוסף, כדאי לרכוש מכשירי חשמל ביתיים לא נמוכים מדרג A ואפילו A+, A++, A+++. בסופו של דבר, צעד כזה יקטין משמעותית את העלויות שיוצאו על רכישת סולארילוחות. בנוסף, רוב המכשירים המודרניים מיועדים רק לצרוך 12 V.
וזה בדיוק כמה לוחות צילום מסוגלים להפיק, ללא שימוש במכשירים נוספים להמרת זרם ישר למתח חילופין.
דוגמה מתמטית
כשמחשבים את מספר הפאנלים הסולאריים לבית, יש לקחת בחשבון באיזו עונה בשנה המערכת כולה תפעל במצב מלא. ושוב, הכל כאן נובע מתחושת חידוד. בהתאם לחודש, ייתכן שיידרש מספר שונה של לוחות תמונות.
לקבלת הבנה ברורה יותר, כדאי לתת דוגמה ספציפית:
- לדוגמה, צריכת החשמל היומית בבית תהיה 15 קוט"ש.
- פרמטר בידוד - 3 kWh/m2.
- הספק של פאנל אחד הוא 300W או 0.3KW.
חשב את המספר הנדרש של סוללות (מסומן באות N): N=15/3/0, 3=16, 6. עיגול הערך המתקבל למספר שלם, נקבל את התוצאה - 17 לוחות.
עם זאת, בחורף, הבידוד יורד משמעותית ויכול להגיע ל-1 קוט"ש/מ"ר2. במקרה זה, תזדקק ליותר סוללות משמעותית - עד 50.
מספר ניואנסים
מצד אחד, דחיית התלות של ספק הכוח המרכזי מרמזת על יתרונות מסוימים. אבל יש גם את הצד השני של המטבע - מידה כזו טומנת בחובה כמה ניואנסים שאין להפחית מהם. וקודם כל, צריך להבין שהשמש לא תזרח במשך כל החודשים, בלי "הפסקה" - אחרי הכל, המאורהצריך גם "מנוחה".
מסיבה זו, בעת חישוב פאנלים סולאריים, יש לבדוק את ארכיון תנאי מזג האוויר באזור המגורים על מנת לקבוע את מספר הימים המעוננים. ניתן לראות שלפחות 7 ימים בחודש אחד הם תקופה של מזג אוויר לא נוח. בשלב זה, הפאנלים הסולאריים לא יוכלו לספק את הכמות הנדרשת של אנרגיה חשמלית.
בנוסף, אסור לשכוח את קיצור היום בסתיו ובאביב. בהתאם לכך, מספר הימים המעוננים עולה. בהקשר זה, כדי לקבל אנרגיה סולארית ממרץ עד אוקטובר, יש צורך להגדיל את מערך הפאנלים עד 50%, בהתאם לאזור המגורים.
