نحن نقدر أن الإقامة النموذجية تتطلب ما بين 17 و 21 الألواح الشمسية لتوليد كافة احتياجاتها الكهربائية. لتحديد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها, سوف تحتاج إلى المعلومات التالية: استهلاكك السنوي من الكهرباء, القوة الكهربائية للألواح الشمسية التي تفكر فيها, ونسبة الإنتاج المتوقعة لنظامك الشمسي. يمكن تحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة عن طريق قسمة حجم النظام على نسبة الإنتاج ثم على القوة الكهربائية للوحة.
تعتمد كمية الألواح الشمسية التي ستحتاج إلى تركيبها على موقعك الجغرافي, كفاءة الألواح, قوتهم المقدرة, وأنماط استخدام الطاقة الخاصة بك. علاوة على ذلك, كمية الألواح الشمسية المطلوبة لمنزلك لها تأثير مباشر على تكلفة الطاقة الشمسية. على الرغم من أن الإجابة ليست واضحة دائمًا, لقد قمنا بتجميع بعض الأمثلة لمساعدتك على الفهم, على مستوى عال, كم عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لإنشاء مجموعة شمسية سكنية فعالة.
ما هي المعلومات المطلوبة لحساب عدد الألواح الشمسية المطلوبة?
عندما تبدأ في حساب كمية الألواح الشمسية التي تحتاجها, هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها:
استهلاكك السنوي من الكهرباء
القوة الكهربائية من الألواح الشمسية قيد النظر
العائد المتوقع لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك
كيفية حساب عدد الألواح الشمسية المطلوبة
يمكنك حساب كمية الألواح الشمسية التي تحتاجها عن طريق حساب استهلاكك السنوي من الكهرباء حسب نسبة الإنتاج في المنطقة, ثم قسمة هذه النتيجة على خرج الطاقة من الألواح الشمسية الخاصة بك. دعونا تشريح ذلك قليلا:
تؤثر عدة متغيرات على حساب عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها لتلبية جميع احتياجاتك من الطاقة. يعد استخدام حاسبة الطاقة الشمسية لدينا هو أبسط طريقة لتحديد عدد الألواح التي ستحتاجها. عند إدخال عنوانك وتكلفة الطاقة الشهرية المتوقعة, سنقوم بإجراء العمليات الحسابية نيابةً عنك حتى تتمكن من اتخاذ قرار مستنير. إذا كنت ترغب في إجراء هذه الحسابات بنفسك, لقد قدمنا الصيغة أدناه.
تعتمد الصيغة التي استخدمناها لتقدير كمية الألواح الشمسية اللازمة لتزويد منزلك بالطاقة على المتغيرات التالية. فيما يلي افتراضاتنا ومنهجيتنا الرياضية:
استهلاك الكهرباء السنوي
استهلاكك السنوي من الكهرباء هو كمية الطاقة التي تستهلكها في منزلك على مدار العام. وتقاس هذه الكمية بالكيلووات/ساعة (كيلووات ساعة) ويتأثر بكمية وتكرار الأجهزة الكهربائية في منزلك. العديد من الأدوات, بما في ذلك الثلاجات, مكيفات الهواء, أدوات المطبخ الصغيرة, أضواء, والشواحن, تتطلب الكهرباء.
وفقا للولايات المتحدة. وفقا لإدارة معلومات الطاقة (تقييم الأثر البيئي), تستهلك الأسرة الأمريكية المتوسطة 10,632 كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويا (أو 886 كيلوواط في الشهر). استخدام هذا الرقم كنظام الألواح الشمسية المثالي أو حجم المصفوفة الشمسية, يمكنك تعويض 100 في المائة من استخدامك للكهرباء وفاتورة المرافق باستخدام الألواح الشمسية. إذا كنت تريد كمية أكثر دقة بناءً على مقدار الطاقة التي تستهلكها, قم بفحص فواتير الطاقة الخاصة بك من العام السابق لتحديد استهلاكك النموذجي للكهرباء. بمجرد تحديد القيمة, لا تتردد في توصيله بالصيغ أدناه.
قوة الألواح الشمسية
القوة الكهربائية للوحة, يُعرف غالبًا باسم تصنيف الطاقة للوحة الشمسية, هو إنتاج الكهرباء الأمثل للوحة شمسية معينة. يتم قياس القوة الكهربائية بالواط (دبليو), وتنتج غالبية الألواح الشمسية ما بين 300 و 400+ دبليو. وفقًا لأحدث تقرير لشركة Intel, يتراوح نطاق السعة الأكثر ذكرًا في سوق EnergySage بين 390 و 400 واتس.
نسب التصنيع
نسبة إنتاج نظام الألواح الشمسية هي نسبة إنتاج الطاقة المقدرة مع مرور الوقت (في KWH) إلى الحجم الفعلي للنظام (في دبليو). هذه النسب عادة لا تكون أبدا 1:1; ستختلف نسبة الإنتاج الخاصة بك بناءً على عدد ساعات ضوء الشمس التي سيتلقاها نظامك, والذي يتم تحديده في الغالب حسب موقعك الجغرافي.
على سبيل المثال, أ 10 نظام كيلوواط الذي يولد 14 كيلووات ساعة من الطاقة سنويًا لديها نسبة إنتاج تبلغ 1.4 (14/10 = 1.4) - هذه نسبة إنتاج واقعية تمامًا يمكن رؤيتها في العالم الحقيقي. في الولايات المتحدة الأمريكية, تتراوح نسب الإنتاج عادة بين 1.3 و 1.6, لذلك سوف نستخدم الحدود العلوية والسفلية لهذا النطاق لحسابنا.
الآن, دعونا نحسب الجواب.
كيف الافتراضات الثلاثة الأساسية (استخدام الطاقة, قوة الألواح الشمسية, ونسب الإنتاج) ترجم إلى الكمية المتوقعة من الألواح الشمسية لمنزلك? الصيغة هي كما يلي:
حجم النظام / نسبة الإنتاج / قوة اللوحة = عدد الألواح
باستخدام حساباتنا السابقة, نحصل عليها:
كمية الألواح متساوية 10,632 كيلوواط ساعة مقسوما على 1.3 أو 1.6 و 390 دبليو
…الذي يقدم لنا بين 17 و 21 الألواح الشمسية, اعتمادا على نسبة الإنتاج التي نستخدمها (17 ل 1.6 نسبة, و 21 ل 1.3 نسبة). لذلك, 17 لوحات في 390 ينتج كل منها حجم نظام يبلغ حوالي 6.6 كيلوواط!
تكلفة الألواح الشمسية
هناك مراعاة لعدد الألواح الشمسية للشراء, ولكن التكلفة ليست مصدر قلق. في المتوسط, تكلفة الألواح الشمسية $2.86 لكل واط. متوسط تكلفة التثبيت الإجمالية ل 10 نظام كيلوواط هو $20,020. (بعد المحاسبة عن 30 في المائة من الائتمان الضريبي الفيدرالي للطاقة الشمسية). وهذا يختلف بشكل كبير حسب الموقع, تكلفة التثبيت, والحوافز, مع كون المناخات الأكثر دفئًا أقل تكلفة ولكنها تتطلب المزيد من الألواح, والمناخات الباردة تتطلب المزيد من الألواح.
العوامل الرئيسية لتقدير مقدار الطاقة الشمسية التي تحتاجها
مع المدخلات الثلاثة المذكورة أعلاه, يمكنك حساب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها, ولكن هناك العديد من الاعتبارات التي تدخل في اختيار الحجم الأمثل لنظام الألواح الشمسية الخاص بك. فهم نسب الإنتاج, العلاقة بين حجم النظام وعدد اللوحات, وقد يكون تأثير حجم المنزل حاسماً عند اختيار التثبيت الأمثل للألواح الشمسية.
ما هي كمية الطاقة التي يمكن أن تنتجها الألواح الشمسية الخاصة بك؟?
يتم تحديد نسبة إنتاج نظام الطاقة الشمسية لديك من خلال كمية التعرض لأشعة الشمس التي يتلقاها سقف منزلك, والتي تقاس بالكيلووات/ساعة (كيلووات ساعة). تختلف كمية ضوء الشمس التي تتلقاها في سنة معينة حسب موقعك والموسم. كاليفورنيا, على سبيل المثال, لديها أيام مشمسة في السنة أكثر من نيو إنجلاند. ولكن بغض النظر عن موقعك, سوف تكون قادرًا على توليد طاقة كافية لتلبية احتياجاتك وإلغاء تكاليف المرافق الخاصة بك; إذا كنت تقيم في منطقة ذات ساعات ذروة ضوء الشمس أقل, ستحتاج ببساطة إلى إنشاء نظام أكبر للصفيف الشمسي في منزلك. بالتالي, تختلف نسب الإنتاج حسب الموقع الجغرافي, ونسبة إنتاج أقل (بسبب قلة أشعة الشمس) يستلزم استخدام المزيد من الألواح الشمسية لتوفير الكمية المطلوبة من الكهرباء.
تستهلك عائلتان بحجم مماثل في كاليفورنيا وماساتشوستس متوسط كمية الكهرباء التي تستهلكها أسرة أمريكية, الذي ورد في السابق أنه 10,632 كيلووات ساعة سنويا. 100 في المائة من احتياجات الكهرباء في أحد المنازل في كاليفورنيا تتم تلبيتها بواسطة أ 6,6 نظام KW. نسبيا, تتطلب الأسرة المتوسطة في ماساتشوستس 8.2 نظام كيلوواط لتلبية احتياجاتهم الكهربائية. أنظمة الألواح الشمسية في كاليفورنيا أصغر من أنظمة الألواح الشمسية في ماساتشوستس, ولكنها قادرة على إنتاج نفس الكمية من الطاقة لأنها تتلقى المزيد من ساعات ذروة ضوء الشمس سنويًا. أصحاب المنازل في المناطق المشمسة أقل, مثل ماساتشوستس, ويمكن تعويض هذه الفجوة من خلال اعتماد ألواح أكثر كفاءة أو توسيع نظام الطاقة الشمسية, مما أدى إلى وجود المزيد من الألواح الشمسية على أسطح المنازل.
كم عدد الألواح الشمسية اللازمة لأحجام الأنظمة المختلفة?
في مثالنا المطول في بداية هذا المقال, قدرنا أن أ 6.6 من المحتمل أن يغطي نظام كيلووات متوسط استخدام الطاقة للأسرة الأمريكية إذا كنت تقيم في منطقة تبلغ نسبة إنتاجها 1.6, وهي قيمة يمكن أن تكون عملية بالنسبة لمعظم منازل كاليفورنيا.
دعونا نلقي نظرة على بضعة أمثلة أخرى لتوضيح هذه النقطة بشكل أكبر. في الجدول أدناه, لقد أصدرنا تقديرات لعدد الألواح الشمسية لأحجام النظام الشمسي النموذجية في EnergySage Marketplace. مرة أخرى, القيد الأكثر أهمية هو أن نسبة الإنتاج المفضلة هي 1.6. للمستهلكين في ولاية كاليفورنيا, قد يكون هذا معقولا, ولكن بالنسبة لأولئك الموجودين في الشمال الشرقي أو المناطق الأخرى التي تقل فيها أشعة الشمس, قد تكون هذه الأرقام مرتفعة قليلاً في نهاية الإنتاج ومنخفضة في عدد اللوحات المطلوبة.
يفترض الجدول أعلاه مرة أخرى أنك تستخدم 390 الألواح الشمسية ونسبة الإنتاج الخاصة بك هي 1.6; لكن, سيختلف عدد الألواح التي تحتاجها لتزويد منزلك بالطاقة ومقدار المساحة التي سيتطلبها نظامك على سطحك اعتمادًا على ما إذا كنت تستخدم ألواح منخفضة الكفاءة أو عالية الكفاءة (والذي يرتبط عمومًا بتصنيف الطاقة المنخفض والعالي, على التوالى).
ربما يكون تقييم الاستخدام السنوي للطاقة في منزلك أحد أكثر المكونات صعوبة في تحديد حجم مجموعة الألواح الشمسية. قد تؤثر مجموعة متنوعة من المنتجات الاستهلاكية الكبيرة أو الإضافات بشكل كبير على الطلب السنوي بالكيلووات في الساعة وعلى كمية الألواح التي ستحتاجها. على سبيل المثال, إذا كان لديك نظام تكييف مركزي أو حمام سباحة ساخن في الفناء الخلفي لمنزلك, يمكن تعديل حجم مجموعة الألواح الشمسية الخاصة بك بشكل كبير. للتعرف على الحجم الذي ستحتاجه, يجب عليك تقييم تأثير الطاقة للأشياء التي تمتلكها الآن أو تفكر في شرائها لمنزلك.
كم المساحة المتوفرة لديك في سقف منزلك؟?
أخيرًا, يمكنك فقط تركيب أكبر عدد ممكن من الألواح الشمسية على سطح منزلك. سيعطيك الجدول أدناه فكرة عن مقدار المساحة التي سيتطلبها نظامك على سطح منزلك, اعتمادا على انتاج الطاقة من الألواح الشمسية التي تختارها.
سواء كانت الممتلكات الخاصة بك صغيرة أو ذات سقف غريب الشكل, من الضروري تقييم حجم الألواح الشمسية. قد يتمكن أولئك الذين لديهم سقف كبير من التخلي عن بعض الكفاءة وشراء ألواح أكبر للحصول على إنتاج الطاقة الأمثل. لكن, يجب أن يكون أولئك الذين لديهم سقف أصغر قادرين على استخدام عدد أقل من الألواح الصغيرة عالية الكفاءة, مثل تلك التي تصنعها شركة SunPower, LG, أو التسجيل. مع هذه الأسطح غير المألوفة, قد ينتهي بك الأمر بتصميم النظام التالي:
الألواح الشمسية المثبتة على السطح
كيف يؤثر حجم منزلك على كمية الألواح الشمسية المطلوبة؟?
في حين ظلت أبعاد الألواح الشمسية ثابتة نسبيا على مدى السنوات العديدة الماضية, لقد تحسن إنتاج الكهرباء لكل وحدة مساحة بشكل كبير. في الواقع, العديد من الشركات المصنعة, بما في ذلك SunPower, لقد قللت حجم الفجوات بين الألواح واستخدمت إطارات غير مرئية ومعدات تركيب للحفاظ على إحكام الألواح, كفاءة, والجاذبية الجمالية. انتقل إلى الجدول أدناه للحصول على تقدير تقريبي لعدد الألواح الشمسية التي سيحتاجها العقار الخاص بك بناءً على المساحة المربعة (على افتراض 390 W الألواح الشمسية ونسبة إنتاج 1.6).
كم عدد الألواح الشمسية التي تتطلبها الأجهزة الشائعة؟?
إن مراجعة المتطلبات المختلفة للكيلوواط ساعة للأجهزة والمنتجات المنزلية الشائعة يوضح شيئًا واحدًا تمامًا: سيكون لبعض الإضافات تأثير كبير على استخدامك الشهري للطاقة وحجم نظام الألواح الشمسية الذي يجب عليك تركيبه. إقران سيارتك الكهربائية بالألواح الشمسية, على سبيل المثال, هي طريقة رائعة لخفض انبعاثات الكربون وزيادة كفاءة الطاقة; لكن, يجب أن تخطط بشكل صحيح, لأنه قد يضاعف حجم نظام الطاقة الشمسية لديك أربع مرات.
على الرغم من أنه من الممكن تركيب نظام شمسي وأن يقوم مُثبِّت الطاقة الشمسية بإضافة المزيد من الألواح لاحقًا لتلبية احتياجات الطاقة المتزايدة, النهج الأكثر عملية هو تحديد حجم نظامك بأكبر قدر ممكن من الدقة بناءً على عمليات الشراء المتوقعة, مثل السيارة الكهربائية, حمام السباحة, أو نظام تكييف مركزي. يسأل, "كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها لثلاجتي؟, حوض استحمام ساخن, إلخ.?"هي عادة ممتازة لأي صاحب منزل جديد يعمل بالطاقة الشمسية.
متطلبات الألواح الشمسية للأجهزة الفردية
المنتج متوسط الطلب السنوي على الكهرباء كمية الألواح الشمسية المطلوبة
ثلاجة 600 كيلووات ساعة 1
1 كيلووات ساعة من مكيف هواء النافذة 215
مكيف هواء مركزي يستخدم 1,000 كيلووات ساعة 2
3,000 كيلووات ساعة خمسة
تدفئة حمام السباحة 2,500 كيلووات ساعة 4
حوض استحمام ساخن (الخارج) 3,300 كيلووات ساعة 6
الأسئلة المطروحة بشكل متكرر
هل مازلت بحاجة لدفع فاتورة الكهرباء إذا كان لديك الألواح الشمسية؟?
بعد تركيب الألواح الشمسية, سوف تستمر في تلقي فاتورة الكهرباء الشهرية. لذلك, يجب أن تكون أقل من الصفر أو حتى سلبية! إذا واصلت تحمل نفقات المرافق الزائدة بعد تركيب الألواح الشمسية, قد تحتاج إلى إعادة تقييم حجم النظام الخاص بك. خاصة إذا كان لديك احتياجات كهربائية إضافية (مثل السيارة الكهربائية) منذ تركيب الطاقة الشمسية الخاصة بك, حجم النظام الحالي الخاص بك قد لا يكون كافيا.
فقط إذا اخترت الخروج من الشبكة عن طريق إضافة بطارية شمسية، فلن يكون لديك فاتورة كهرباء, ولكن في معظم الظروف، من الأفضل إبقاء نظام الطاقة الشمسية الخاص بك مرتبطًا بالشبكة, حتى لو قمت بإضافة تخزين البطارية.
هل هناك عيوب لاستخدام الألواح الشمسية لتشغيل المنزل؟?
الجانبان السلبيان الأساسيان للطاقة الشمسية هما التكاليف الأولية المرتفعة والتقطع, مما يعني أن الطاقة الشمسية غير متوفرة في الليل. لحسن الحظ, يمكن حل هذه المشكلة جزئيًا باستخدام تخزين البطارية. تحقق من قراءة منشورنا حول إيجابيات وسلبيات الطاقة المتجددة للحصول على معلومات إضافية.
هل الألواح الشمسية فعالة من حيث التكلفة؟?
اعتمادا على تكاليف الكهرباء الخاصة بك, استهلاكك للكهرباء, رغبتك في أن تكون واعيًا بيئيًا, وموقع منزلك, الألواح الشمسية تستحق التثبيت بالتأكيد. الألواح الشمسية غالية الثمن في البداية, لكنهم يدفعون ثمن أنفسهم بمرور الوقت عن طريق خفض فاتورة الكهرباء. بعد ثماني إلى تسع سنوات في المتوسط, عملاء EnergySage "يحققون التعادل" في استثماراتهم في الطاقة الشمسية. ومع ذلك، مع استمرار نشر الطاقة الشمسية في الزيادة (خفض التكاليف) وترتفع معدلات التضخم, ومن المرجح أن تصبح الطاقة الشمسية أكثر قيمة.
كيف يمكن تحديد عدد الألواح الشمسية؟?
يمكنك تحديد كمية الألواح الشمسية التي تحتاجها عن طريق حساب استهلاكك السنوي من الكهرباء حسب نسبة إنتاج المنطقة, ثم قسمة هذه النتيجة على خرج الطاقة من الألواح الشمسية الخاصة بك.
ابدأ عملية شراء الطاقة الشمسية من موقع EnergySage Marketplace.
أثناء البحث عن أفضل الألواح الشمسية في السوق, هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها. على الرغم من أن بعض الألواح الشمسية تتمتع بتصنيفات كفاءة أعلى من غيرها, إن الاستثمار في أحدث معدات الطاقة الشمسية لا يؤدي دائمًا إلى انخفاض فواتير الطاقة. الطريقة الوحيدة لتحديد "المكان المناسب" لممتلكاتك هي مقارنة أسعار المعدات والتمويل. تحقق من أداة مقارنة الأسعار لدينا اليوم إذا كنت تبحث عن عروض أسعار من المقاولين المحليين.
