a napelemek gyorsan költséghatékony megoldássá válnak az otthonok és a vállalkozások számára. Ez a fenntartható energetikai megoldás most végre életképes alternatíva azok számára, akik csökkenteni akarják környezeti hatásainkat. Teljesítmény, vagy teljesítmény, elengedhetetlen tényező, hogy fontolja meg, amikor összehasonlítjuk napelem lehetőségek, így mennyi energiát nem napelem ténylegesen termel?
a napelemek 250 és 400 watt között termelnek, és a teljesítmény megegyezik az erősítővel szorzott feszültséggel. Mivel a feszültség változik, a napelemek 14-24 amper között termelnek, ami elegendő a kis készülékek áramellátásához. A napelemek hatékonysága az insolációtól, a hőmérséklettől, az árnyékolástól és a tájolástól függ, és a technológia fejlődése elkerülhetetlenül növeli a hatékonyságot.
ez a cikk a napelem alapvető magyarázatával kezdődik, majd tisztázza a volt, amp és Watt kifejezéseket. Felfedezheti, hogy mely tényezők befolyásolják a napelem hatékonyságát, és betekintést nyerhet abba, hogy mit tud táplálni egy napelemmel.
ezenkívül öt tippet adok az áram csökkentéséhez és a napenergia hatékony felhasználásához, elegendő okot adva arra, hogy optimista legyen a világ tiszta energia jövőjével kapcsolatban.
Solar magyarázata
a fotovoltaikus (PV) cella, más néven napelem, a napfényt elektromos árammá alakítja, ennek eredményeként felhasználható villamos energiával. A napfény napenergia-részecskékből áll, amelyeket fotonoknak is neveznek. A bejövő napfényt elnyeli a napelem félvezető anyaga, és villamos energiát termel (forrás).
a napelem számos napelemből áll. Míg az akkumulátorcellákhoz hasonlóan a napelemek celláit úgy tervezték, hogy a napfény befogásával áramot termeljenek. A napelemes tömb több napelem gyűjteménye, amely rendszerként (forrásként) villamos energiát termel.
a napelemekben a leggyakoribb félvezető anyag A Szilícium. A jelenleg forgalomban lévő napelemek 90% – ában jelen van, és természetesen bőséges kémiai elem. Míg a gallium-arzenidnek bizonyos előnyei vannak a szilíciummal mint félvezetővel szemben, jelenleg túl drága a tömeggyártáshoz (forrás).
a matematika mögött feszültség, áramerősség, és teljesítmény
csináljunk egy gyors áttekintést az alapvető mértékegységek elektromos teljesítmény — nevezetesen, feszültség, áramerősség, és a teljesítmény.
terminológia
a volt (V) az elektromos potenciálkülönbséget mérő egység. A feszültség azt méri, hogy mennyi elektron akar lenni valahol. Elektromotoros erőnek is nevezik, és ebben az értelemben a legjobban összehasonlítható a víznyomás működésével.
az Amper (a), amelyet általában amp-nek neveznek, az elektromos áram egysége. Az áram az elektronok teljes mennyisége, amelyek egy áramkörön keresztül áramlanak, majd hőt termelnek, ami viszont eloszlatja az energiát. Ez a teljesítmény teljesítmény, szintén rövidítve watt (W), és méri a skála az energia mozgását.
a legalapvetőbb áramkör egyetlen ellenállást, egy Voltot és egy erősítőt tartalmaz. Mind a három kapcsolatban áll egymással Ohm törvénye. Az ohm lényegében az ellenállást méri, az egyik erősítő pedig megegyezik az egy volt által egy ohm (forrás) ellenállásán keresztül előállított árammal.
hogyan lehet könnyen kiszámítani az átalakítást
a teljesítményt úgy számítják ki, hogy a Voltot erősítővel megszorozzuk. Ezt az egyenletet szem előtt kell tartanunk, ha olyan problémákat akarunk megoldani, mint “hány erősítőt termel egy 300 wattos napelem?”
ebben a példában feltételezzük, hogy 17 volt alkalmazható. Észre fogja venni, hogy az alábbi teljes egyenletet kiírtuk, mind a volt, mind a watt számokkal kitöltve.
erősítők x 17 volt = 300 Watt
300 Watt/17 volt = 17,65 erősítő
az eredmény azt jelzi, hogy egy 300 wattos panel 17,65 erősítőt fog előállítani.
a napelemenkénti feszültség számos külső tényező következtében változik, amelyeket tovább tárgyalunk a cikkben, ezért ügyeljen arra, hogy olvassa tovább.
hány erősítőt termel egy napelem?
Vegyünk egy másik példát: hány erősítőt termel egy 200 wattos napelem? Ez a kérdés fontos, mivel a napelemeket általában az akkumulátor töltésére használják, és az akkumulátor kapacitását amp-órában mérik.
a kérdés megválaszolásához figyelembe kell vennünk a napelemek méretét, mivel ez befolyásolja, hogy a napelem hány Voltot termel.
a napelem mérete
az egyetlen PV cellából származó feszültség normál üzemi hőmérsékleten körülbelül 0,46 villamos energia. A napelemek különböző konfigurációkból állnak, és 32-144 cellát tartalmaznak. Egy 32 cellás panel 14,72 feszültséget eredményez-0,46 x 32 = 14,72.
népszerű méretek a 60 cellás és 72 cellás napelemek. A 72 cellás napelem 6 oszlopot tartalmaz, egyenként 12 cellából, 39 hüvelyk széles, átlagos hossza 78 hüvelyk. A legtöbb otthoni napelem körülbelül 65 hüvelyk magas, 39 hüvelyk széles (forrás).
forgatókönyvek
nézzünk meg három egyedi forgatókönyvet annak meghatározásához, hogy hány erősítőt állít elő egy napelem.
1. forgatókönyv: hány erősítőt termel egy 200 wattos napelem?
| cella # | Watt | feszültség | erősítők |
| 60-cella panel | 200 | 27.6 | 7.25 |
egyenlet: 7,25 x 27,6 volt = 200 watt
2. forgatókönyv: hány erősítőt termel egy 100 wattos napelem?
| cella # | Watt | feszültség | erősítők |
| 72-cella panel | 100 | 33.12 | 3.02 |
egyenlet: 3,02 x 33.12 Volt = 100 watt
3. forgatókönyv: mennyi energiát termel egy 400 wattos napelem?
| forgatókönyv 3 | # cellák | Watt | feszültség | erősítők |
| 32-cella panel | 400 | 14.72 | 27.17 |
egyenlet: 27,17 x 14,72 volt = 400 watt
minden napelem tartalmaz egy szabványos vizsgálati állapotot (STC), amely jelzi teljesítményüket wattban. Ez a teljesítményértékelés hasznos mutató, amely ideális körülmények között a lehető legjobb energiatermelési eredményt mutatja. Az ideális körülmények azonban megváltoznak és megváltoznak a Való Világban.
a napelemek hatékonysága, és így a fotovoltaikus cellák felhasználható villamos energiává történő átalakulási aránya számos tényezőtől függ. Annak megértése, hogy mely tényezők javítják az általános hatékonyságot, elengedhetetlen a tiszta energia használatának előmozdításához a hagyományos energiaforrásokkal szemben. Vizsgáljuk meg ezeket a tényezőket a következő szakaszban.
Mi Befolyásolja A Napelem Hatékonyságát?
különböző külső tényezők befolyásolják a fotovoltaikus kimeneti feszültséget, ezért a napelemek hatékonyságát. Míg egy évtizeddel ezelőtt a napelemek 15% – os hatásfokot értek el, ez 19% – ra, egyes esetekben pedig 26% – ra nőtt a kereskedelmi fotovillamos cellákban. Felsoroltuk azt a négy tényezőt, amelyek a legjobban befolyásolják a napelem hatékonyságát (forrás).
insoláció
az insoláció a Földre érkező napsugárzásra utal. Elvileg a magasabb szoláris insoláció magasabb napelemes energiatermelést eredményez. A közvetlen insoláció mérhető kilowattórában négyzetméterenként naponta, vagy egy teljes évre egy területet lefedő energiamennyiségben, watt / négyzetméterben kifejezve.
az insoláció az év során változik a nap égi pozíciója, a nap hossza, az égtakaró és a szennyezés miatt. Ezek a tényezők befolyásolják a föld által elnyelt napfény szintjét, ezért megnehezíti az insoláció (forrás) előrejelzését.
ez olyan napsugárzás-előrejelzési modelleket eredményezett, amelyek előrejelzik az insolációt a napelem hatékonyságának növelése érdekében. Ezeknek a napsugárzás-előrejelzési modelleknek a többsége összetett, és olyan szoftvert igényel, amely az átlagos háztartási befektető számára nem elérhető (forrás).
hőmérséklet
a napelemek, így a napelemek valójában alacsony hőmérsékleten működnek a legjobban. A melegebb hőmérséklet kedvezőtlen hatással van a napelemek teljesítményére, és csökkenti a napelemek hatékonyságát. Míg a magasabb hőmérsékletek némileg növelhetik az áramot, a feszültség (forrás) csökkenéséhez vezet.
napelemek általában tesztelik a körülbelül 77 ons F. A feszültség 77-95 F között stabil marad. a 111 F feletti hőmérséklet a feszültség csökkenését mutatja, jelezve a hőmérsékletnek a kimeneti feszültségre (forrásra) gyakorolt hatását.
árnyékolás
elengedhetetlen az árnyékolás minimalizálása a napelem hatékonyságának maximalizálása érdekében. Beállítása a napelem, ahol nincs árnyék a legegyszerűbb módja annak, hogy elkerüljék veszteség kimeneti feszültség, de, bizonyos esetekben, ez nem lehetséges.
szerencsére a legtöbb esetben az árnyékolást meglehetősen könnyű kezelni, ha levágja az ágakat, vagy a panelt a legoptimálisabb helyre helyezi az induláshoz. Shade befolyásolja a teljesítményt és a villamosenergia-termelés az egész panel, nem csak az érintett területen.
Tájolás
a napelemek iránya az optimális napsugárzás érdekében a helytől függően változik. Minél közvetlenebb napfény esik a napelemekre, annál nagyobb a hozam. Az északi féltekén az a tanács, hogy a napelemeket dél felé kell elhelyezni.
a napelem dőlésszögének optimalizálása és beállítása segíthet a napenergia-termelés maximalizálásában, és évente négyszer vagy ötször ajánlott. Valójában azok a modellek, amelyek figyelmen kívül hagyják az optimális billentést, jelentősen alábecsülhetik a fotovoltaikus potenciált, ezért alááshatják a napelem hatékonyságát. A szög függ a helytől, a nap magasságától és az egytengelyes vízszintes követéstől (forrás).
mit lehet táplálni egy napelemmel?
annak érdekében, hogy megtudja, mit lehet a hatalom egy napelem, meg kell nézni a képességét, hogy tárolja a napenergia és az átlagos energiafogyasztás versus energiafelhasználás.
akkumulátor tárolása
a napelemeket nem használják közvetlenül eszköz töltésére. A legtöbb esetben a generált napenergia akkumulátort tölt. Az akkumulátor használatának előnyei a tárolási tényező, valamint az adott eszköz áramellátásának szabályozása.
költségkeretétől függően a lítium-ion akkumulátorokat tekintik a legjobb megoldásnak a napelemek számára, és minimális élettartamuk 10 év. Az akkumulátor méretének kiválasztásakor vegye figyelembe az energiafelhasználást, a minimális napenergia-kimenettel rendelkező napok számát, az akkumulátor lemerülésének mélységét és a rendszer feszültségét.
ha többet szeretne tudni a napelemekről és az akkumulátor tárolásáról, olvassa el hasznos cikkünket a “tölthetek egy akkumulátort közvetlenül egy napelemről?”
energiafogyasztás vs.használat
nagy különbség van az energiafogyasztás között a lakóhely, a ház típusa, valamint az elektromos eszközök használatának és töltésének gyakorisága alapján. A Us Energy Information Administration szerint egy amerikai háztartás évente átlagosan 11 000 kilowattórát (kWh) használ fel.
egy 100 wattos napelem használható különféle kis eszközök töltésére. Ez lehet a töltés egy laptop néhány órát minden nap, attól függően, hogy a teljesítmény és a teljes energiafogyasztás. Ráadásul ideális körülmények között akár 33 órán keresztül is képes fényt táplálni (forrás).
a nagyobb 400 wattos napelem előnye, hogy általában néhány napos tartalék van, a használatától függően, és más újratöltési források nélkül. A 400 wattos napelem képes energiatakarékos hűtőszekrény, több kis eszköz, például telefonok, táblagépek és laptopok, valamint 32 hüvelykes televíziók táplálására.
ha többet szeretne megtudni a hűtőszekrény napelemekkel történő táplálásáról, olvassa el hasznos cikkünket a “hány napelem szükséges a hűtőszekrény működtetéséhez?”
5 tipp a villamos energia csökkentésére és a napenergia hatékony felhasználására
a napenergia felhasználása együtt jár a villamos energia csökkentésével a napenergia hatékony felhasználásának biztosítása érdekében. Vannak különböző tippek, amelyeket azonnal végrehajthat, és itt kiemeltük az öt legfontosabbat.
csökkentse a villamosenergia-fogyasztást
ez szinte feleslegesnek hangzik, de a teljes villamosenergia-fogyasztás csökkentése, akár a háztartásban, akár a vállalatnál, elengedhetetlen a napenergia hatékony használatához.
húzza ki a nem használt elektromos készülékeket és készülékeket, vagy legalább biztosítsa, hogy a készenléti üzemmód mindenki számára be legyen kapcsolva. Telepítse az időzítőket az energiaigényes készülékekre, és használjon tápkábelt a dugó terhelésének csökkentésére (forrás).
telepítse a LED-es lámpákat
a jelenlegi világítótestek LED-es lámpákkal való cseréje instrumentális. Míg a LED-es lámpák jelenleg drágábbak, mint a hagyományos izzók, az ár jelentősen csökkent, és a beruházás egy-két éven belül megtérül. Ráadásul a LED-es lámpák lényegesen hosszabb ideig tartanak, mivel csak a villamos energia 10% – át igénylik a fény előállításához.
nagy energiájú készülékek szinkronizálása napenergiával
a nagy energiafogyasztású készülékeket a nap folyamán lehet a legjobban használni, amikor a napenergia-termelés optimális. Bár ez a cél nem mindig érhető el az energiatermelés és a napenergia-kapacitás miatt,jó szabály, hogy törekedjünk.
lelkiismeretessé teszi Önt a nagy energiájú készülékekkel kapcsolatban, és kétszer is meggondolja, mielőtt újabb rakományt mosna, a mosogatógépet futtatná, vagy a konyhai tűzhelyet használná.
csökkentse a melegvíz-fogyasztást
mivel a melegvíz drága és közvetlenül kapcsolódik a vízmelegítőhöz, csökkentése azonnal csökkenti az áramfogyasztást. Vegyen kevesebb zuhanyzót, és kapcsolja ki a csapot borotválkozás, kézmosás és fogmosás közben.
egyéb tényezők, amelyek csökkentik a villamosenergia-számlát, a szivárgó csaptelep rögzítése, a teljes terhelés hideg vízben történő mosása és a napenergiával működő vízmelegítőbe történő befektetés.
tárolja a napenergia
míg az otthoni napenergia-rendszerek csatlakoznak a villamosenergia-hálózathoz, a napelemekbe történő befektetés lehetővé teszi, hogy saját fogyasztásának nagy részét kielégítse anélkül, hogy vissza kellene esnie az elektromos hálózatra. Bár ez nem biztos, hogy egész évben elérhető, a tanúsított gyártótól származó zöld villamos energia használata jó alternatíva lehet.
a tiszta energia jövőjével kapcsolatos optimizmus okai
mivel a napenergia a világ kedvenc új villamosenergia-termelési típusa, számos oka van annak, hogy optimisták legyünk a világ tiszta energia jövőjével kapcsolatban.
a költségek gyorsan csökkennek
a napenergia költségei drámai módon csökkentek az elmúlt évtizedben. Termelése globális figyelmet kapott, és sok országban és gazdaságban a napenergia vált a megújuló energia leginkább megfizethető lehetőségévé.
népszerű, kormányzati és vállalati támogatás
az 9 10 amerikaiak támogatják a napenergia kiterjesztését, a népszerű támogatás egyértelmű. Számos fejlett és feltörekvő gazdaság, köztük az Európai Unió is szorgalmazza a tiszta energiával kapcsolatos kezdeményezéseket és beruházásokat, valamint a szén-dioxid-kibocsátás csökkentését.
ez a tudatosság és proaktivitás a magánszektorban is látható, amely a kibocsátás csökkentésére és a megújuló és zöld energiába (forrás) való beruházásra törekszik.
megnövekedett beruházások & innováció
a tiszta energia kutatására és fejlesztésére fordított beruházások és költségvetési előirányzatok egyidejűleg az egekbe szöktek. A napenergiába való befektetés népszerű választássá vált, nemcsak a beruházások kedvező megtérülése miatt, hanem olyan hozzáadott előnyök miatt is, mint az adókedvezmények, az önellátás és a környezetvédelem.
ez viszont jelentős innovációt eredményezett a fenntartható napenergia-tárolási megoldások, a határ menti technológiák és a hidrogén potenciáljának (forrás) felszabadítása terén.
záró gondolatok
a napelem kimeneti teljesítménye a panel méretétől és a PV cellák hatékonyságától függ. A napelem hatékonyságát viszont befolyásolja az insoláció, a hőmérséklet, az árnyékolás és a tájolás. Ideális körülmények között egy 250-400 wattos napelem 14-24 amper teljesítményt képes előállítani.
ezeknek az erősítőknek a napelemben való tárolása növeli a képességét, hogy szabályozza és tartalékot építsen a napenergiában. Ez számos elektromos eszközt és készüléket táplálhat, és jelentősen csökkentheti az elektromos hálózattól való függőségét.
a villamosenergia-számla további csökkentése és a nehezen megkeresett napenergia hatékony felhasználása érdekében csökkentse a teljes villamosenergia-fogyasztást, telepítse a LED-es lámpákat, szinkronizálja a nagy energiájú eszközöket napenergiával, és csökkentse a melegvíz-fogyasztást.
a csökkenő költségek, a növekvő többszintű támogatás, valamint a megnövekedett beruházások és innováció világszerte mind azt jelzik, hogy felgyorsult a fenntartható tiszta energia felé vezető út.