I pannelli solari stanno rapidamente diventando una soluzione economica per case e aziende. Questa soluzione energetica sostenibile è ora finalmente una valida alternativa per quelli di noi che vogliono ridurre il nostro impatto ambientale. Potenza di uscita, o potenza, è un fattore essenziale da considerare quando si confrontano le opzioni del pannello solare, così quanta energia fa un pannello solare effettivamente produrre?
Pannelli solari producono tra 250 e 400 watt, e potenza è uguale alla tensione moltiplicata per ampere. Come tensione varia, pannelli solari producono tra 14 e 24 ampere, abbastanza per alimentare piccoli elettrodomestici. L’efficienza del pannello solare dipende dall’insolazione, dalla temperatura, dall’ombreggiatura e dall’orientamento e i progressi tecnologici aumenteranno inevitabilmente l’efficienza.
Questo articolo inizierà con una spiegazione di base del solare e quindi chiarirà i termini volt, amp e watt. Scoprirete quali fattori influenzano l’efficienza del pannello solare e ottenere informazioni su ciò che è possibile alimentare con un pannello solare.
Inoltre, ti farò andare via con cinque consigli per ridurre l’elettricità e utilizzare l’energia solare in modo efficace, dandoti abbastanza motivi per essere ottimista sul futuro dell’energia pulita del mondo.
Solar Explained
Una cella fotovoltaica (PV), nota anche come cella solare, converte la luce solare in una corrente elettrica con elettricità utilizzabile come risultato. La luce solare è composta da particelle di energia solare, indicate anche come fotoni. La luce solare in entrata viene assorbita dal materiale semiconduttore di una cella solare e produce elettricità (fonte).
Un pannello solare è composto da numerose celle solari. Mentre simile alle celle della batteria, celle in un pannello solare sono progettati per generare elettricità catturando la luce solare. Un array solare è una raccolta di diversi pannelli solari che genera elettricità come sistema (fonte).
Il materiale semiconduttore più comune nelle celle solari è il silicio. È presente nel 90% dei pannelli solari attualmente sul mercato, ed è un elemento chimico naturalmente abbondante. Mentre l’arseniuro di gallio ha alcuni vantaggi rispetto al silicio come semiconduttore, è attualmente troppo costoso per la produzione di massa (fonte).
La matematica dietro tensione, amperaggio e potenza
Facciamo una rapida revisione delle unità di misura di base per l’energia elettrica — vale a dire, tensione, amperaggio e potenza.
Terminologia
Un volt (V) è l’unità che misura la differenza di potenziale elettrico. La tensione misura quanti elettroni vogliono essere da qualche parte. È anche descritto come forza elettromotrice e, in questo senso, può essere meglio paragonato al funzionamento della pressione dell’acqua.
Un ampere (A), comunemente indicato come amp, è l’unità di corrente elettrica. La corrente è la quantità totale di elettroni che fluiscono attraverso un circuito e successivamente generano calore, che a sua volta disperde il potere. Questa potenza di uscita è wattaggio, anche abbreviato in watt (W), e misura la scala del movimento di energia.
Il circuito di base prevede un singolo resistore, un volt e un amplificatore. Tutti e tre sono collegati tra loro dalla legge di Ohm. Un ohm misura essenzialmente la resistenza, e un amplificatore è uguale alla corrente prodotta da un volt attraverso la resistenza di un ohm (sorgente).
Come calcolare facilmente la conversione
La potenza viene calcolata moltiplicando i volt per ampere. Dobbiamo lavorare con questa equazione in mente se vogliamo risolvere problemi come ” Quanti amplificatori produce un pannello solare da 300 watt?”
In questo esempio, presumiamo che siano applicabili 17 volt. Noterai che abbiamo scritto l’equazione completa qui sotto, con entrambe le cifre volt e watt compilate.
Ampere x 17 volt = 300 watt
300 watt/17 volt = 17,65 ampere
Il risultato indica che un pannello da 300 watt produrrà 17,65 ampere.
La tensione per pannello solare varia a causa di diversi fattori esterni che discuteremo ulteriormente nell’articolo, quindi assicurati di continuare a leggere.
Quanti ampere produce un pannello solare?
Facciamo un altro esempio: quanti amplificatori produce un pannello solare da 200 watt? Questa domanda è importante poiché i pannelli solari sono comunemente usati per caricare una batteria e la capacità della batteria è misurata in amp-ore.
Per rispondere a questa domanda, dobbiamo tenere conto delle dimensioni dei pannelli solari, in quanto ciò influisce su quanti volt produce il pannello solare.
La dimensione del pannello solare
La tensione di uscita da una singola cella fotovoltaica è di circa 0,46 di energia elettrica alle normali temperature di esercizio. Pannelli di energia solare sono costituiti da diverse configurazioni e contengono ovunque da 32 a 144 celle. Un pannello a 32 celle produce tensione 14,72-0,46 x 32 = 14,72.
Le dimensioni popolari sono pannelli solari a 60 celle e 72 celle. Un pannello solare a 72 celle contiene 6 colonne di 12 celle ciascuna ed è largo 39 pollici con una lunghezza media di 78 pollici. La maggior parte dei pannelli solari domestici misura circa 65 pollici di altezza da 39 pollici di larghezza (fonte).
Scenari
Diamo un’occhiata a tre scenari unici per determinare quanti amplificatori produce un pannello solare.
Scenario 1: Quanti ampere produce un pannello solare da 200 watt?
| Cell # | Watt | Tensione | Amplificatori |
| 60-pannello di cella | 200 | 27.6 | 7.25 |
Equazione: 7.25 x 27.6 volt = 200 watt
Scenario 2: quanti ampere fa un 100-watt pannello solare produrre?
| Cell # | Watt | Tensione | Amplificatori |
| 72-pannello di cella | 100 | 33.12 | 3.02 |
Equazione: 3.02 x 33.12 volt = 100 watt
Scenario 3: Quanta potenza produce un pannello solare da 400 watt?
| Scenario 3 | # celle | Watt | Tensione | Amplificatori |
| 32-pannello di cella | 400 | 14.72 | 27.17 |
Equazione: 27.17 x 14.72 volt = 400 watt
Ogni pannello solare contiene una Condizioni di Prova Standard di valutazione (STC) che indica la potenza, espressa in watt. Questa potenza nominale è un indicatore utile e mostra il miglior risultato possibile di generazione di energia in circostanze ideali. Tuttavia, le circostanze ideali cambiano e cambiano nel mondo reale.
Efficienza del pannello solare, e quindi il tasso di conversione di una cella fotovoltaica in energia elettrica utilizzabile, dipende da una serie di fattori. Capire quali fattori migliorano l’efficienza complessiva è fondamentale per promuovere l’uso di energia pulita rispetto alle fonti di energia convenzionali. Esaminiamo questi fattori nella prossima sezione.
Che cosa influenza l’efficienza del pannello solare?
Vari fattori esterni influenzano la tensione di uscita fotovoltaica e, quindi, l’efficienza dei pannelli solari. Mentre un decennio fa, i pannelli solari producevano una valutazione di efficienza del 15%, questo è aumentato al 19% e, in alcuni casi, fino al 26% nelle celle fotovoltaiche commerciali. Abbiamo elencato i quattro fattori che influenzano l’efficienza del pannello solare più (fonte).
Insolazione
Insolazione si riferisce alla radiazione solare in entrata sulla terra. In linea di principio, una maggiore insolazione solare si traduce in una maggiore generazione di energia solare fotovoltaica. L’insolazione diretta può essere misurata in kilowattora per metro quadrato al giorno o la quantità di energia che copre un’area per un anno intero, espressa in watt per metro quadrato.
L’insolazione varia durante tutto l’anno a causa della posizione del sole nel cielo, della lunghezza del giorno, della copertura del cielo e dell’inquinamento. Questi fattori influenzano il livello di luce solare che viene assorbita dalla terra e quindi rende difficile prevedere l’insolazione (fonte).
Ciò ha dato origine a modelli di previsione della radiazione solare che prevedono l’insolazione per aumentare l’efficienza del pannello solare. La maggior parte di questi modelli di previsione della radiazione solare sono complessi e richiedono software che non è accessibile all’investitore medio delle famiglie (fonte).
Temperatura
Celle solari, e quindi, pannelli solari, in realtà funzionano meglio a basse temperature. Le temperature più calde hanno un effetto sfavorevole sulla potenza dei pannelli solari e causano un calo dell’efficienza del pannello solare. Mentre temperature più elevate possono in qualche modo aumentare la corrente, porta ad una diminuzione della tensione (sorgente).
Pannelli solari sono generalmente testati a circa 77 ° F. La tensione rimane stabile tra 77 ° F e 95 ° F. Temperature superiori a 111 ° F dimostrano una caduta di tensione, indicando l’impatto della temperatura sulla tensione di uscita (sorgente).
Ombreggiatura
È essenziale ridurre al minimo l’ombreggiatura per massimizzare l’efficienza del pannello solare. Impostare il pannello solare dove non c’è ombra è il modo più semplice per evitare perdite di tensione di uscita, ma, in alcuni casi, questo non è possibile.
Fortunatamente nella maggior parte dei casi, l’ombreggiatura è abbastanza facile da gestire tagliando i rami o posizionando il pannello nella posizione più ottimale per iniziare. L’ombra influisce sulle prestazioni e sulla potenza elettrica dell’intero pannello, non solo sull’area interessata.
Orientamento
La direzione pannelli solari devono affrontare per ottimale esposizione al sole varia a seconda della posizione. La luce solare più diretta cade sui vostri pannelli solari, maggiore è la resa. Nell’emisfero settentrionale, il consiglio è di posizionare i pannelli solari esposti a sud.
Ottimizzare e regolare il vostro pannello solare tilt può aiutare a massimizzare la produzione di energia solare ed è consigliato fino a quattro o cinque volte anually. In effetti, i modelli che ignorano l’inclinazione ottimale possono sottovalutare significativamente il potenziale fotovoltaico e quindi minare l’efficienza del pannello solare. L’angolo dipende dalla posizione, dall’altezza del sole e dal tracciamento orizzontale a un asse (fonte).
Cosa puoi alimentare con un pannello solare?
Al fine di scoprire che cosa si può alimentare con un pannello solare, abbiamo bisogno di guardare la capacità di immagazzinare l’energia solare e il consumo medio di energia rispetto al consumo di energia.
Batteria di stoccaggio
Pannelli solari non vengono utilizzati direttamente per caricare un dispositivo. Nella maggior parte dei casi, l’energia solare generata carica una batteria. I vantaggi di avere una batteria sono il fattore di archiviazione e avere la capacità di regolare il flusso di potenza al dispositivo specifico.
A seconda del budget, le batterie agli ioni di litio sono considerate l’opzione migliore per un pannello solare e hanno una garanzia di vita minima di 10 anni. Quando si sceglie la dimensione della batteria, tenere a mente il consumo di energia, il numero di giorni con uscita minima di energia solare, la profondità di scarica della batteria, e la tensione del sistema.
Se desideri saperne di più sui pannelli solari e sullo stoccaggio della batteria, leggi il nostro utile articolo su ” Posso caricare una batteria direttamente da un pannello solare?”
Consumo energetico vs utilizzo
C’è una grande differenza tra il consumo energetico in base al luogo in cui vivi, ai tipi di abitazioni e alla frequenza con cui usi e carichi i dispositivi elettrici. Secondo la US Energy Information Administration, in media, una famiglia americana utilizza 11.000 kilowattora (kWh) all’anno.
Un pannello solare da 100 watt può essere utilizzato per caricare una varietà di piccoli dispositivi. Questo potrebbe essere la ricarica di un computer portatile per un paio d’ore ogni giorno, a seconda della sua potenza e il consumo energetico complessivo. Inoltre, può, in circostanze ideali, alimentare una luce fino a 33 ore (fonte).
Il vantaggio di un pannello solare da 400 watt più grande è che generalmente hai qualche giorno di riserva, a seconda dell’utilizzo e senza altre fonti di ricarica. Un pannello solare da 400 watt ha la capacità di alimentare un frigorifero ad alta efficienza energetica, più piccoli dispositivi, come telefoni, tablet e laptop e televisori fino a 32 pollici.
Per saperne di più sull’alimentazione del frigorifero con pannelli solari, leggi il nostro utile articolo su ” Quanti pannelli solari ci vogliono per far funzionare un frigorifero?”
5 Consigli per ridurre l’elettricità e utilizzare l’energia solare in modo efficace
Utilizzando l’energia solare energia va di pari passo con la riduzione di energia elettrica per garantire l’energia solare è utilizzato in modo efficace. Ci sono vari suggerimenti che è possibile implementare subito, e abbiamo evidenziato i cinque più importanti qui.
Ridurre il consumo di energia elettrica
Questo sembra quasi ridondante, ma ridurre il consumo complessivo di energia elettrica, sia in casa o presso la vostra azienda, è fondamentale per utilizzare l’energia solare in modo efficace.
Scollegare i dispositivi e gli apparecchi elettrici inutilizzati o, per lo meno, assicurarsi che la modalità standby sia attivata per tutti. Installare i timer su apparecchi pesanti per l’energia e utilizzare una striscia di alimentazione per ridurre il carico della spina (fonte).
Installare luci a LED
Sostituire le lampade attuali con luci a LED è strumentale. Mentre le luci a LED attualmente rimangono più costose delle normali lampadine, il prezzo è sceso considerevolmente e l’investimento si ripaga entro un anno o due. Inoltre, le luci a LED durano sostanzialmente più a lungo, poiché richiedono solo il 10% dell’elettricità per produrre luce.
Sincronizza i dispositivi ad alta energia con il solare
Gli apparecchi ad alto consumo energetico sono utilizzati al meglio durante il giorno in cui la produzione di energia solare è ottimale. Anche se questo obiettivo potrebbe non essere sempre realizzabile a causa della potenza e della capacità di energia solare, è una buona regola per cui lottare.
Ti farà prendere coscienza degli elettrodomestici ad alta energia e ti farà riflettere due volte prima di lavare un altro carico, far funzionare la lavastoviglie o usare il fornello della cucina.
Riduci il consumo di acqua calda
Poiché l’acqua calda è costosa e direttamente collegata al tuo scaldabagno, riducendola ridurrà immediatamente il consumo di elettricità. Fare meno docce e spegnere il rubinetto durante la rasatura, lavarsi le mani e lavarsi i denti.
Altri fattori che ridurranno la bolletta dell’elettricità sono il fissaggio di un rubinetto che perde, il lavaggio di carichi completi in acqua fredda e l’investimento in uno scaldabagno solare.
Conservare la vostra energia solare
Mentre home-based sistemi di energia solare sono collegati alla rete elettrica, investire in una batteria solare può consentire di soddisfare la maggior parte del proprio consumo senza bisogno di ripiegare sulla rete elettrica. Mentre questo potrebbe non essere realizzabile tutto l’anno, utilizzando elettricità verde da un produttore certificato può essere una buona alternativa.
Motivi per essere ottimisti su un futuro di energia pulita
Con il solare come il nuovo tipo di generazione di energia elettrica preferito al mondo, ci sono molte ragioni per essere ottimisti sul futuro dell’energia pulita del mondo.
I costi stanno diminuendo rapidamente
Il costo dell’energia solare è drasticamente diminuito nell’ultimo decennio. La sua produzione ha raccolto l’attenzione globale, e in molti paesi ed economie, l’energia solare è diventata l’opzione più conveniente di energia rinnovabile.
Supporto popolare, governativo e aziendale
Con 9 americani su 10 che sostengono l’espansione dell’energia solare, il supporto popolare è chiaro. Molte economie avanzate ed emergenti, tra cui l’Unione europea, stanno anche spingendo per iniziative e investimenti per l’energia pulita e per ridurre le emissioni di carbonio.
Questa consapevolezza e proattività è visibile anche nel settore privato con una spinta a ridurre le emissioni e investire in energie rinnovabili e verdi (fonte).
Aumento degli investimenti & Innovazione
Gli investimenti e la dotazione di bilancio per la ricerca e lo sviluppo delle energie pulite sono aumentati contemporaneamente. Investire in energia solare è diventata una scelta popolare, non solo a causa del suo ritorno favorevole sugli investimenti, ma anche a causa di ulteriori benefici come incentivi fiscali, autosufficienza e conservazione ambientale.
Questo, a sua volta, ha dato origine a significative innovazioni nelle soluzioni sostenibili di stoccaggio dell’energia solare, nelle tecnologie di frontiera e nello sblocco del potenziale dell’idrogeno (fonte).
Considerazioni finali
La potenza di uscita di un pannello solare dipende dalle dimensioni del pannello e dall’efficienza delle celle fotovoltaiche. L’efficienza del pannello solare, a sua volta, è influenzata dall’insolazione, dalla temperatura, dall’ombreggiatura e dall’orientamento. In circostanze ideali, un pannello solare da 250 a 400 watt può produrre tra 14 e 24 ampere.
La memorizzazione di questi amplificatori in una batteria solare aumenterà la vostra capacità di regolare e costruire una riserva di energia solare. Questo può alimentare un certo numero di dispositivi elettrici ed elettrodomestici e ridurre la dipendenza dalla rete elettrica in modo significativo.
Per abbassare ulteriormente la bolletta elettrica e utilizzare efficacemente l’energia solare sudata, ridurre il consumo complessivo di elettricità, installare luci a LED, sincronizzare i dispositivi ad alta energia con l’energia solare e ridurre il consumo di acqua calda.
Il calo dei costi, il crescente sostegno multilivello e l’aumento degli investimenti e dell’innovazione in tutto il mondo sono tutti indicativi di una spinta accelerata verso un’energia pulita sostenibile.