Sonnenkollektoren werden schnell zu einer kostengünstigen Lösung für Privathaushalte und Unternehmen. Diese nachhaltige Energielösung ist jetzt endlich eine praktikable Alternative für diejenigen von uns, die unsere Umweltbelastung reduzieren möchten. Leistung, oder Leistung in Watt, ist ein wesentlicher Faktor zu berücksichtigen, wenn Solar-Panel-Optionen zu vergleichen, so wie viel Energie hat ein Solar-Panel tatsächlich produzieren?
Sonnenkollektoren produzieren zwischen 250 und 400 Watt, und die Leistung entspricht der Spannung multipliziert mit Ampere. Da die Spannung variiert, produzieren Sonnenkollektoren zwischen 14 und 24 Ampere, genug, um kleine Geräte mit Strom zu versorgen. Die Effizienz von Solarmodulen hängt von Sonneneinstrahlung, Temperatur, Schattierung und Ausrichtung ab, und Fortschritte in der Technologie werden unweigerlich die Effizienz steigern.
Dieser Artikel beginnt mit einer grundlegenden Erklärung von Solar und erläutert dann die Begriffe Volt, Ampere und Watt. Sie erfahren, welche Faktoren die Effizienz von Solarmodulen beeinflussen, und erhalten einen Einblick, was Sie mit einem Solarmodul betreiben können.
Außerdem werde ich Sie mit fünf Tipps zur Reduzierung des Stroms und zur effektiven Nutzung der Sonnenenergie davonkommen lassen, die Ihnen genügend Gründe geben, optimistisch in die Zukunft der sauberen Energie der Welt zu blicken.
Solar Explained
Eine Photovoltaik (PV) -Zelle, auch Solarzelle genannt, wandelt Sonnenlicht in einen elektrischen Strom mit nutzbarem Strom um. Sonnenlicht besteht aus Sonnenenergieteilchen, die auch als Photonen bezeichnet werden. Einfallendes Sonnenlicht wird vom Halbleitermaterial einer Solarzelle absorbiert und erzeugt Strom (Quelle).
Ein Solarpanel besteht aus zahlreichen Solarzellen. Ähnlich wie Batteriezellen sind Zellen in einem Solarpanel so konzipiert, dass sie Strom erzeugen, indem sie Sonnenlicht einfangen. Eine Solaranlage ist eine Sammlung mehrerer Sonnenkollektoren, die Strom als System (Quelle) erzeugen.
Das häufigste Halbleitermaterial in Solarzellen ist Silizium. Es ist in 90% der derzeit auf dem Markt befindlichen Sonnenkollektoren enthalten und ein natürlich vorkommendes chemisches Element. Galliumarsenid hat zwar gewisse Vorteile gegenüber Silizium als Halbleiter, ist aber für die Massenproduktion derzeit zu teuer (Quelle).
Die Mathematik hinter Spannung, Stromstärke und Leistung
Lassen Sie uns einen kurzen Überblick über die grundlegenden Maßeinheiten für elektrische Leistung geben — nämlich Spannung, Stromstärke und Leistung.
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Ein Volt (V) ist die Einheit, die die elektrische Potentialdifferenz misst. Spannung misst, wie viel Elektronen irgendwo sein wollen. Es wird auch als elektromotorische Kraft beschrieben und kann in diesem Sinne am besten mit der Funktionsweise des Wasserdrucks verglichen werden.
Ein Ampere (A), allgemein als Ampere bezeichnet, ist die Einheit des elektrischen Stroms. Der Strom ist die Gesamtmenge an Elektronen, die durch einen Stromkreis fließen und anschließend Wärme erzeugen, die wiederum Strom verteilt. Diese Leistung ist Wattleistung, auch verkürzt auf Watt (W), und misst das Ausmaß der Energiebewegung.
Die grundlegendste Schaltung besteht aus einem einzigen Widerstand, einem Volt und einem Ampere. Alle drei sind durch das Ohmsche Gesetz miteinander verbunden. Ein Ohm misst im Wesentlichen den Widerstand, und ein Ampere entspricht dem Strom, der von einem Volt durch den Widerstand eines Ohms (Quelle) erzeugt wird.
Einfache Berechnung der Umwandlung
Die Leistung wird durch Multiplikation von Volt mit Ampere berechnet. Wir müssen mit dieser Gleichung arbeiten, wenn wir Probleme wie „Wie viele Ampere produziert ein 300-Watt-Solarpanel?“
In diesem Beispiel gehen wir davon aus, dass 17 Volt anwendbar sind. Sie werden feststellen, dass wir die vollständige Gleichung unten ausgeschrieben haben, wobei sowohl die Volt- als auch die Wattzahl ausgefüllt sind.
Ampere x 17 Volt = 300 Watt
300 Watt / 17 Volt = 17,65 Ampere
Das Ergebnis zeigt an, dass ein 300-Watt-Panel 17,65 Ampere erzeugt.
Die Spannung pro Solarpanel variiert aufgrund mehrerer externer Faktoren, die wir weiter unten im Artikel besprechen werden.
Wie viele Ampere produziert ein Solarpanel?
Nehmen wir ein anderes Beispiel: Wie viele Ampere produziert ein 200-Watt-Solarpanel? Diese Frage ist wichtig, da Sonnenkollektoren häufig zum Laden einer Batterie verwendet werden und die Batteriekapazität in Amperestunden gemessen wird.
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir die Größe der Sonnenkollektoren berücksichtigen, da dies beeinflusst, wie viele Volt das Solarpanel produziert.
Die Größe der Solar Panel
Die spannung ausgang von einem einzigen PV zelle ist um 0,46 von strom bei den normalen betriebs temperaturen. Solarmodule bestehen aus verschiedenen Konfigurationen und enthalten 32 bis 144 Zellen. Ein 32-Zellen-Panel erzeugt 14,72 Spannung — 0,46 x 32 = 14,72.
Beliebte Größen sind 60-Zellen- und 72-Zellen-Solarmodule. Ein 72-Zellen-Solarpanel enthält 6 Spalten mit jeweils 12 Zellen und ist 39 Zoll breit mit einer durchschnittlichen Länge von 78 Zoll. Die meisten Home-Solarmodule messen etwa 65 Zoll hoch und 39 Zoll breit (Quelle).
Szenarien
Schauen wir uns drei einzigartige Szenarien an, um zu bestimmen, wie viele Ampere ein Solarpanel produziert.
Szenario 1: Wie viele Ampere produziert ein 200-Watt-Solarpanel?
| Zelle # | Watt | Spannung | Ampere |
| 60- zellplatte | 200 | 27.6 | 7.25 |
Gleichung: 7,25 x 27,6 Volt = 200 Watt
Szenario 2: Wie viele Ampere produziert ein 100-Watt-Solarpanel?
| Zelle # | Watt | Spannung | Ampere |
| 72- zellplatte | 100 | 33.12 | 3.02 |
Gleichung: 3,02 x 33.12 Volt = 100 Watt
Szenario 3: Wie viel Strom produziert ein 400-Watt-Solarpanel?
| Szenario 3 | # Zellen | Watt | Spannung | Ampere |
| 32- zellplatte | 400 | 14.72 | 27.17 |
Gleichung: 27,17 x 14,72 Volt = 400 Watt
Jedes Solarpanel enthält eine Standard-Testbedingungsbewertung (STC), die ihre Leistung in Watt angibt. Diese Nennleistung ist ein hilfreicher Indikator und zeigt das bestmögliche Ergebnis der Stromerzeugung unter idealen Umständen. Ideale Umstände verschieben und verändern sich jedoch in der realen Welt.
Der Wirkungsgrad von Solarmodulen und damit die Umwandlungsrate einer PV-Zelle in nutzbaren Strom hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Zu verstehen, welche Faktoren die Gesamteffizienz verbessern, ist entscheidend, um die Nutzung sauberer Energie gegenüber herkömmlichen Energiequellen zu fördern. Lassen Sie uns diese Faktoren im nächsten Abschnitt untersuchen.
Was beeinflusst die Effizienz von Solarmodulen?
Verschiedene externe Faktoren beeinflussen die Photovoltaik-Ausgangsspannung und damit den Wirkungsgrad von Solarmodulen. Während Solarmodule vor zehn Jahren einen Wirkungsgrad von 15% erzielten, ist dieser bei kommerziellen PV-Zellen auf 19% und in einigen Fällen sogar auf 26% gestiegen. Wir haben die vier Faktoren aufgelistet, die die Effizienz von Solarmodulen am meisten beeinflussen (Quelle).
Sonneneinstrahlung
Sonneneinstrahlung bezieht sich auf einfallende Sonnenstrahlung auf die Erde. Im Prinzip führt eine höhere Sonneneinstrahlung zu einer höheren solaren PV-Energieerzeugung. Die direkte Sonneneinstrahlung kann in Kilowattstunden pro Quadratmeter pro Tag oder in der Energiemenge gemessen werden, die eine Fläche für ein ganzes Jahr abdeckt, ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter.
Die Sonneneinstrahlung variiert im Laufe des Jahres aufgrund des Sonnenstands am Himmel, der Tageslänge, der Himmelsbedeckung und der Verschmutzung. Diese Faktoren beeinflussen das Niveau des Sonnenlichts, das von der Erde absorbiert wird, und machen es daher schwierig, die Sonneneinstrahlung vorherzusagen (Quelle).
Dies hat zu Modellen zur Vorhersage der Sonnenstrahlung geführt, die die Sonneneinstrahlung vorhersagen, um die Effizienz der Sonnenkollektoren zu erhöhen. Die meisten dieser Modelle zur Vorhersage der Sonneneinstrahlung sind komplex und erfordern Software, die für den durchschnittlichen Haushaltsinvestor nicht zugänglich ist (Quelle).
Temperatur
Solarzellen und damit Solarmodule funktionieren tatsächlich am besten bei niedrigen Temperaturen. Wärmere Temperaturen wirken sich ungünstig auf die Leistung von Solarmodulen aus und führen zu einem Rückgang der Effizienz von Solarmodulen. Während höhere Temperaturen den Strom etwas erhöhen können, führt dies zu einer Abnahme der Spannung (Quelle).
Sonnenkollektoren werden im Allgemeinen bei etwa 77 ° F getestet. Die Spannung bleibt stabil zwischen 77 ° F und 95 ° F. Temperaturen über 111 ° F zeigen einen Spannungsabfall, der den Einfluss der Temperatur auf den Spannungsausgang (Quelle) anzeigt.
Beschattung
Es ist wichtig, die Verschattung zu minimieren, um die Effizienz des Solarmoduls zu maximieren. Das Aufstellen Ihres Solarmoduls ohne Schatten ist der einfachste Weg, um einen Verlust der Ausgangsspannung zu vermeiden, aber in einigen Fällen ist dies nicht möglich.
Glücklicherweise ist die Beschattung in den meisten Fällen recht einfach zu handhaben, indem Äste gefällt oder das Paneel an der optimalen Stelle platziert wird. Schatten beeinflusst die Leistung und die Stromabgabe des gesamten Panels, nicht nur des betroffenen Bereichs.
Ausrichtung
Die Richtung, in die Sonnenkollektoren für eine optimale Sonneneinstrahlung ausgerichtet sein sollten, variiert je nach Standort. Je mehr direktes Sonnenlicht auf Ihre Solarmodule fällt, desto höher ist der Ertrag. In der nördlichen Hemisphäre wird empfohlen, Sonnenkollektoren nach Süden zu positionieren.
Die Optimierung und Anpassung der Neigung Ihres Solarmoduls kann zur Maximierung der Solarstromerzeugung beitragen und wird bis zu vier- oder fünfmal jährlich empfohlen. Tatsächlich können Modelle, die eine optimale Neigung ignorieren, das PV-Potenzial erheblich unterschätzen und daher die Effizienz von Solarmodulen untergraben. Der Winkel hängt vom Standort, der Sonnenhöhe und der einachsigen horizontalen Verfolgung (Quelle) ab.
Was kann man mit einem Solarpanel betreiben?
Um herauszufinden, was Sie mit einem Solarpanel betreiben können, müssen wir uns die Fähigkeit zur Speicherung von Solarenergie und den durchschnittlichen Stromverbrauch im Vergleich zum Stromverbrauch ansehen.
Batteriespeicher
Sonnenkollektoren werden nicht direkt zum Laden eines Geräts verwendet. In den meisten Fällen lädt der erzeugte Solarstrom eine Batterie auf. Die Vorteile einer Batterie sind der Speicherfaktor und die Fähigkeit, den Stromfluss zu dem spezifischen Gerät zu regulieren.
Abhängig von Ihrem Budget gelten Lithium-Ionen-Batterien als die beste Option für ein Solarpanel und haben eine Mindestlebensdauergarantie von 10 Jahren. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl der Größe Ihrer Batterie Ihren Stromverbrauch, die Anzahl der Tage mit minimaler Sonnenleistung, die Entladetiefe der Batterie und die Spannung Ihres Systems.
Wenn Sie mehr über Solarmodule und Batteriespeicher erfahren möchten, lesen Sie unseren hilfreichen Artikel „Kann ich eine Batterie direkt von einem Solarmodul laden?“
Stromverbrauch vs. Nutzung
Es gibt einen großen Unterschied zwischen dem Stromverbrauch, je nachdem, wo Sie wohnen, Wohnungstypen und wie oft Sie elektrische Geräte verwenden und laden. Nach Angaben der US Energy Information Administration verbraucht ein amerikanischer Haushalt durchschnittlich 11.000 Kilowattstunden (kWh) pro Jahr.
Ein 100-Watt-Solarpanel kann zum Laden einer Vielzahl kleiner Geräte verwendet werden. Dies könnte einen Laptop für ein paar Stunden pro Tag aufladen, abhängig von seiner Leistung und Ihrem Gesamtstromverbrauch. Außerdem kann es unter idealen Umständen eine Leuchte bis zu 33 Stunden lang mit Strom versorgen (Quelle).
Der Vorteil eines größeren 400-Watt-Solarmoduls besteht darin, dass Sie in der Regel einige Tage Reserve haben, abhängig von Ihrer Nutzung und ohne andere Ladequellen. Ein 400-Watt-Solarpanel kann einen energieeffizienten Kühlschrank, mehrere kleine Geräte wie Telefone, Tablets und Laptops sowie Fernseher bis zu 32 Zoll mit Strom versorgen.
Um mehr über die Stromversorgung Ihres Kühlschranks mit Sonnenkollektoren zu erfahren, lesen Sie unseren hilfreichen Artikel „Wie viele Sonnenkollektoren braucht es, um einen Kühlschrank zu betreiben?“
5 Tipps, um Strom zu reduzieren und Solarenergie effektiv zu nutzen
Solarenergie nutzen Energie geht Hand in Hand mit der Reduzierung des Stroms, um sicherzustellen, dass Solarenergie effektiv genutzt wird. Es gibt verschiedene Tipps, die Sie sofort umsetzen können, und wir haben die fünf wichtigsten hier hervorgehoben.
Stromverbrauch reduzieren
Das klingt fast überflüssig, aber die Reduzierung des gesamten Stromverbrauchs, ob in Ihrem Haushalt oder in Ihrem Unternehmen, ist entscheidend für die effektive Nutzung von Solarstrom.
Ziehen Sie unbenutzte elektrische Geräte und Geräte ab oder stellen Sie zumindest sicher, dass der Standby-Modus für alle eingeschaltet ist. Installieren timer auf energie-schwere geräte, und verwenden eine power streifen zu reduzieren stecker last (quelle).
Installieren Sie LED-Leuchten
Das Ersetzen Ihrer aktuellen Leuchten durch LED-Leuchten ist von entscheidender Bedeutung. Während LED-Leuchten derzeit teurer sind als herkömmliche Glühbirnen, ist der Preis erheblich gesunken, und die Investition zahlt sich innerhalb von ein oder zwei Jahren aus. Außerdem halten LED-Leuchten wesentlich länger, da sie nur 10% des Stroms benötigen, um Licht zu erzeugen.
Hochenergiegeräte mit Solar synchronisieren
Geräte mit hohem Energieverbrauch werden am besten tagsüber verwendet, wenn die Solarenergieproduktion optimal ist. Während dieses Ziel aufgrund der Leistung und der Solarenergiekapazität möglicherweise nicht immer erreichbar ist, ist es eine gute Regel, danach zu streben.
Es wird Sie über Hochenergiegeräte gewissenhaft informieren und Sie zweimal überlegen lassen, bevor Sie eine weitere Ladung waschen, den Geschirrspüler laufen lassen oder den Küchenherd benutzen.
Reduzierung des Warmwasserverbrauchs
Da Warmwasser teuer ist und direkt mit Ihrem Warmwasserbereiter verbunden ist, senkt die Reduzierung sofort den Stromverbrauch. Duschen Sie weniger und schalten Sie den Wasserhahn aus, wenn Sie sich rasieren, Hände waschen und Zähne putzen.
Andere Faktoren, die Ihre Stromrechnung senken, sind die Reparatur eines undichten Wasserhahns, das Waschen voller Lasten in kaltem Wasser und die Investition in einen Solarwarmwasserbereiter.
Speichern Sie Ihren Solarstrom
Während Solaranlagen zu Hause an das Stromnetz angeschlossen sind, können Sie durch die Investition in eine Solarbatterie den größten Teil Ihres Eigenverbrauchs decken, ohne auf das Stromnetz zurückgreifen zu müssen. Während dies möglicherweise nicht das ganze Jahr über möglich ist, kann die Verwendung von Ökostrom von einem zertifizierten Produzenten eine gute Alternative sein.
Gründe, optimistisch in eine Zukunft mit sauberer Energie zu blicken
Mit Solarenergie als der weltweit beliebtesten neuen Art der Stromerzeugung gibt es viele Gründe, optimistisch in die Zukunft mit sauberer Energie zu blicken.
Die Kosten sinken rapide
Die Kosten für Solarenergie sind in den letzten zehn Jahren dramatisch gesunken. Seine Produktion hat weltweite Aufmerksamkeit erregt, und in vielen Ländern und Volkswirtschaften ist Solarenergie zur günstigsten Option für erneuerbare Energien geworden.
Unterstützung durch Bevölkerung, Regierung und Unternehmen
Da 9 von 10 Amerikanern den Ausbau der Solarenergie unterstützen, ist die Unterstützung durch die Bevölkerung eindeutig. Viele Industrie- und Schwellenländer, einschließlich der Europäischen Union, drängen ebenfalls auf Initiativen und Investitionen in saubere Energie und die Reduzierung von Kohlenstoffemissionen.
Dieses Bewusstsein und diese Proaktivität sind auch im privaten Sektor sichtbar, der bestrebt ist, Emissionen zu reduzieren und in erneuerbare und grüne Energie zu investieren (Quelle).
Erhöhte Investitionen & Innovation
Investitionen und Budgetzuweisungen für Forschung und Entwicklung im Bereich saubere Energie sind gleichzeitig in die Höhe geschossen. Investitionen in Solarenergie sind zu einer beliebten Wahl geworden, nicht nur wegen ihrer günstigen Kapitalrendite, sondern auch wegen zusätzlicher Vorteile wie Steueranreize, Eigenständigkeit und Umweltschutz.
Dies wiederum hat zu bedeutenden Innovationen bei nachhaltigen Solarstromspeicherlösungen, bahnbrechenden Technologien und der Erschließung des Wasserstoffpotenzials geführt (Quelle).
Abschließende Gedanken
Die Ausgangsleistung eines Solarmoduls hängt von der Größe des Panels und der Effizienz der PV-Zellen ab. Die Effizienz von Solarmodulen wird wiederum durch Sonneneinstrahlung, Temperatur, Schattierung und Ausrichtung beeinflusst. Unter idealen Umständen kann ein 250- bis 400-Watt-Solarpanel zwischen 14 und 24 Ampere erzeugen.
Die Speicherung dieser Verstärker in einer Solarbatterie erhöht Ihre Fähigkeit, Solarenergie zu regulieren und eine Reserve aufzubauen. Dies kann eine Reihe von elektrischen Geräten und Geräten mit Strom versorgen und Ihre Abhängigkeit vom Stromnetz erheblich verringern.
Um Ihre Stromrechnung weiter zu senken und Ihren hart verdienten Solarstrom effektiv zu nutzen, reduzieren Sie den Gesamtstromverbrauch, installieren Sie LED-Leuchten, synchronisieren Sie Hochenergiegeräte mit Solarstrom und reduzieren Sie den Warmwasserverbrauch.
Sinkende Kosten, wachsende Unterstützung auf mehreren Ebenen sowie weltweit gestiegene Investitionen und Innovationen deuten auf eine beschleunigte Entwicklung hin zu nachhaltiger sauberer Energie hin.