אחד המאפיינים החשובים ביותר של פאנל סולארי הוא כמה אנרגיה הוא יכול להפיק. אחרי הכל, זה מה שהם נועדו לעשות! לבעלי פאנלים סולאריים פוטנציאליים יש בדרך כלל מטרה לכמה אנרגיה הם רוצים להפיק. אולי זה 100% מצרכי משק הבית שלהם, או אפילו רק 50%. בכל מקרה, ישנם מספר גורמים שישפיעו על יכולות הפקת האנרגיה של פאנל סולארי וכמה פאנלים הם יצטרכו.
עם ירידה של למעלה מ-60% בעלות הסולרית בעשר השנים האחרונות, הרבה יותר ריאלי עבור בעלי בתים ועסקים להתקין פאנלים סולאריים בנכס שלהם. בפוסט זה, אנו חוקרים כיצד פאנלים סולאריים מתפקדים ומייצרים אנרגיה. ראשית, בואו נעבור על היסודות.
איך פאנל סולארי מייצר אנרגיה?
פאנלים סולאריים פועלים בכך שהם מאפשרים לחלקיקי אור, הנקראים פוטונים, לדפוק אלקטרונים מהאורביטלים האטומיים שלהם. האלקטרונים נלכדים על מוליכים בצורה של זרם חשמלי והחשמל הזה נרתם ונשמר. האזור שבו מתרחשת תגובה זו נקרא תא פוטו-וולטאי או תא סולארי.
פאנלים סולאריים (או מודולים) מורכבים ממאות או אלפי תאים אלו, ופאנלים סולאריים מרובים מרכיבים מערך סולארי. מערכים אלו מחוברים לרשת החשמל הקיימת ו/או לאחסון הסוללה כך שניתן יהיה לכוון את האנרגיה המופקת כראוי.
תנאי מפתח סולאריים: קילוואט, קילוואט, DC ו-AC
כדי להבין את המספרים במלואם, עלינו לעבור על כמה יחידות בסיסיות.
- קילוואט (kW): זהו מדד להספק חשמלי, השווה ל-1,000 וואט. האנרגיה החשמלית שנוצרת על ידי פאנל סולארי או מערכת סולארית יכולה להתבטא בוואט או קילוואט.
- קילוואט שעה (kWh) – מדד של אנרגיה חשמלית השווה לצריכה של 1,000 וואט למשך שעה. ה-kWh משמש כיחידת חיוב עבור האנרגיה הנצרכת על ידי אנשים. קילוואט-שעה אחת שווה ל-3.6 מגה-ג'אול.
- כוח זרם ישר (DC): זוהי צורת הכוח שנוצר תחילה מהפאנל.
- מתח זרם חילופין (AC): רוב מכשירי החשמל הביתיים משתמשים במתח AC. חשמל DC שנוצר על ידי פאנלים סולאריים הופך ל-AC כך שניתן יהיה להשתמש בו ביעילות על ידי צרכנים בכל ביתם.
כמה אנרגיה מייצר פאנל סולארי?
כדי למדוד כמה חשמל מייצר פאנל סולארי תזדקק לשתי נתונים:
תפוקת השמש של הפאנל (נמדדת בוואטים)
מספר שעות השמש השיא ביום (בשעות) עבור האזור שלך
תפוקת פאנל סולארי משתנה לפי דגם ונעה בין כ-250 ל-450 וואט. דירוג הספק מייצג את כמות האנרגיה שהפאנל יכול להפיק לשעה בתנאי בדיקה סטנדרטיים.
בשנת 2022, לוחות 400W נחשבים לסטנדרטיים, אז נשתמש בפלט זה כדוגמה שלנו.
שעות שמש שיא הן מדידה של כמה אור שמש שמיש קולטים הפאנלים הסולאריים שלך. זה משתנה בין למעלה מ-5.75 שעות ביום בדרום מערב עד פחות מ-4 שעות ביום בחלקים הצפוניים ביותר של ארה"ב. בדוק את שעות השיא של השמש עבור מיקומך כאן.
מכיוון שרוב ארה"ב מקבל 4.5 שעות שמש שיא ביום או יותר, נשתמש ב-4.5 שעות לדוגמא שלנו.
כדי לחשב כמה פאנל סולארי מייצר ביום, פשוט הכפל את תפוקת הפנל הסולארי בשעות השיא של השמש:
400W (תפוקה) x 4.5 שעות = 1,800 וואט-שעה ליום
כדי להמיר למדידה הסטנדרטית של קוט"ש, פשוט חלקו ב-1,000 כדי לגלות שפאנל אחד של 400W יכול להפיק 1.8 קוט"ש ליום.
כמה אנרגיה מפיק פאנל סולארי בחודש?
פאנל סולארי של 400W 4.5 שעות של שיא שמש ביום יכול להפעיל 1.8 קילוואט חשמל ליום, כפי שמצאנו בדוגמה למעלה. כעת אנו יכולים להכפיל 1.8 קילוואט-שעה ב-30 יום כדי לגלות שהפאנל הסולארי הממוצע יכול להשתמש ב-54 קילוואט-שעה של חשמל [1] בפנים.
במדינות שטופות שמש כמו קליפורניה, אריזונה ופלורידה שמקבלות בסביבות 5.25 שעות שמש שיא ביום (או יותר), פאנל סולארי ממוצע של 400W יכול לייצר 63 קילוואט או יותר של חשמל בחודש.
כדי לשים את זה בפרספקטיבה, חשמל ביתי ממוצע בארה"ב משתמש ב-893 קוט"ש לחודש, ונע בין 537 קוט"ש לחודש בהוואי ל-1,200 קוט"ש לחודש בלואיזיאנה.
אז כדי לקזז 100% מצריכת החשמל עבור משק בית ממוצע שמקבל 4.5 שעות שמש שיא ביום, תזדקק למערכת סולארית של 6.7 קילוואט. (6.7 קילוואט x 4.5 שעות שמש ביום x 30 ימים בחודש = 893 קילוואט לחודש). זה ידרוש 17 פאנלים סולאריים עם תפוקה של 400W.
במקומות שטופי שמש שמקבלים 5.25 שעות שמש שיא ביום, תזדקק למערכת של 5.67 קילוואט בלבד המורכבת מ-14 פאנלים סולאריים של 400W כדי לקבל היסט של 100%.
דברים שמשפיעים על ייצור פאנלים סולאריים
כדי לקבל תמונה מדויקת של כמה אנרגיה פאנל סולארי יכול להפיק, יש לקחת בחשבון מספר גורמים כמו סוג הפאנל והסביבה שלו. כפי שהזכרנו לעיל, הגורמים הגדולים ביותר הם כמה שעות שמש שיא אתה מקבל ביום ותפוקת הכוח של הפאנל. עם זאת, גם עיצוב הפאנל משנה.
תפוקת האנרגיה משתנה לפי לוח
ישנם אלפי דגמי פאנלים סולאריים בשוק, כולם עם הספקים ייחודיים, דירוגי יעילות ושיעורי השפלה. אמנם יש הרבה מה לשקול, אבל מקום טוב להתחיל בו הוא להחליט בין פאנל חד-גבישי לפול-גבישי. להלן כמה תכונות של כל טכנולוגיה.
פאנלים סולאריים חד-גבישיים
- יעילות גבוהה יותר
- יקר יותר
- ביצועים טובים יותר בטמפרטורות גבוהות ובתנאים מוצלים
רב גבישי
- יעילות נמוכה יותר
- פחות יקר
- פחות יעיל בטמפרטורות גבוהות יותר
כפי שניתן לראות, לכל סוג של פאנל סולארי יש את היתרונות והחסרונות שלו. עם זאת, polycrystalline היא טכנולוגיה חדשה יותר והיא תהפוך ליעילה יותר עם הזמן, אבל אם הייתם יכולים למצוא את מירב הכוח בכמות המינימלית של שטח, חד-גבישי תהיה הדרך ללכת.
כסה את צרכי החשמל שלך עם סולארי
לסיכום, פאנל סולארי ממוצע של 400W שמקבל 4.5 שעות שמש שיא ביום יכול לייצר בסביבות 1.8 קוט"ש חשמל ליום ו-54 קוט"ש חשמל לחודש.
ייצור פאנלים סולאריים משתנה בהתאם לתפוקת הפנל ואור השמש הזמין. וכמות החשמל שאתה צריך מהפאנלים שלך תלויה בצריכת האנרגיה שלך ובמטרות שלך. חלק מבעלי בתים רוצים לקזז 100% מצריכת החשמל שלהם בעוד שאחרים בסדר עם פחות.
בלי קשר, חשמל מפאנלים סולאריים זול יותר לקוט"ש מאשר חשמל ברשת ברוב המכריע של ארה"ב. ככל שתקדימו לעבור לשמש, כך תוכלו להרוויח מהר יותר מהחיסכון לטווח ארוך ויציבות המחירים.