panele słoneczne szybko stają się opłacalnym rozwiązaniem dla domów i firm. To zrównoważone rozwiązanie energetyczne jest teraz wreszcie realną alternatywą dla tych z nas, którzy chcą zmniejszyć nasz wpływ na środowisko. Moc wyjściowa lub moc w watach jest istotnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy porównywaniu opcji paneli słonecznych, więc ile energii faktycznie wytwarza panel słoneczny?
panele słoneczne produkują od 250 do 400 watów, a moc jest równa napięciu pomnożonemu przez wzmacniacze. Ponieważ napięcie zmienia się, panele słoneczne produkują od 14 do 24 amperów, wystarczająco dużo, aby zasilać małe urządzenia. Wydajność paneli słonecznych zależy od nasłonecznienia, temperatury, zacienienia i orientacji, a postęp technologiczny nieuchronnie zwiększy wydajność.
ten artykuł rozpocznie się od podstawowego wyjaśnienia energii słonecznej, a następnie wyjaśni terminy volt, amp i watts. Dowiesz się, które czynniki wpływają na wydajność paneli słonecznych i uzyskasz wgląd w to, co możesz zasilać za pomocą panelu słonecznego.
Plus, pozwolę ci odejść z pięcioma wskazówkami, jak zmniejszyć energię elektryczną i efektywnie wykorzystywać energię słoneczną, dając ci wystarczająco dużo powodów, aby optymistycznie patrzeć na przyszłość czystej energii na świecie.
Solar Explained
ogniwo fotowoltaiczne (PV), znane również jako ogniwo słoneczne, przekształca światło słoneczne w prąd elektryczny z użyteczną energią elektryczną. Światło słoneczne składa się z cząstek energii słonecznej, zwanych również fotonami. Przychodzące światło słoneczne zostaje wchłonięte przez materiał półprzewodnikowy ogniwa słonecznego i wytwarza energię elektryczną (źródło).
Panel Słoneczny składa się z wielu ogniw słonecznych. Chociaż podobne do ogniw akumulatorowych, ogniwa w panelu słonecznym są zaprojektowane do generowania energii elektrycznej poprzez przechwytywanie światła słonecznego. Solar array to zbiór kilku paneli słonecznych, które generują energię elektryczną jako system (źródło).
najczęstszym materiałem półprzewodnikowym w ogniwach słonecznych jest krzem. Jest obecny w 90% paneli słonecznych dostępnych obecnie na rynku i jest naturalnie obfitym pierwiastkiem chemicznym. Chociaż arsenek galu ma pewną przewagę nad krzemem jako półprzewodnikiem, jest obecnie zbyt drogi do masowej produkcji (źródło).
Matematyka napięcia, natężenia i mocy
zróbmy szybki przegląd podstawowych jednostek miary energii elektrycznej — a mianowicie napięcia, natężenia i mocy.
wolt (V) jest jednostką mierzącą różnicę potencjałów elektrycznych. Napięcie mierzy ile elektronów chce gdzieś być. Określa się ją również jako siłę elektromotoryczną i w tym sensie można ją najlepiej porównać do działania ciśnienia wody.
ampere (a), powszechnie nazywany amp, jest jednostką prądu elektrycznego. Prąd jest całkowitą ilością elektronów, które przepływają przez obwód, a następnie wytwarzają ciepło, które z kolei rozprasza moc. Ta moc wyjściowa to moc w watach, również skrócona do Wat (W) i mierzy skalę ruchu energii.
najbardziej podstawowy układ składa się z jednego rezystora, jednego Wolta i jednego wzmacniacza. Wszystkie trzy są ze sobą powiązane przez prawo Ohma. Om zasadniczo mierzy rezystancję, a jeden wzmacniacz jest równy prądowi wytwarzanemu przez jedno wolt poprzez rezystancję jednego oma (źródło).
jak łatwo obliczyć konwersję
moc jest obliczana przez pomnożenie woltów przez ampery. Musimy pracować z tym równaniem, jeśli chcemy rozwiązać takie problemy, jak „Ile wzmacniaczy produkuje 300-Watowy panel słoneczny?”
w tym przykładzie zakładamy, że napięcie 17 V ma zastosowanie. Zauważycie, że wypisaliśmy pełne równanie poniżej, z wypełnionymi zarówno woltami, jak i Watami.
Wzmacniacze X 17 V = 300 W
300 W/17 V = 17,65 a
wynik wskazuje, że panel o mocy 300 W będzie produkować 17,65 a.
napięcie na panel słoneczny zmienia się w wyniku kilku czynników zewnętrznych, które omówimy dalej w artykule, więc pamiętaj, aby kontynuować czytanie.
ile wzmacniaczy produkuje Panel Słoneczny?
weźmy inny przykład: ile wzmacniaczy produkuje 200-Watowy panel słoneczny? To pytanie jest ważne, ponieważ panele słoneczne są powszechnie używane do ładowania baterii, a pojemność baterii jest mierzona w amperogodzinach.
aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy wziąć pod uwagę rozmiar paneli słonecznych, ponieważ wpływa to na liczbę woltów wytwarzanych przez panel słoneczny.
Rozmiar panelu słonecznego
napięcie wyjściowe z pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego wynosi około 0,46 energii elektrycznej w normalnych temperaturach roboczych. Panele solarne składają się z różnych konfiguracji i zawierają od 32 do 144 ogniw. Panel 32-ogniwowy wytwarza napięcie 14,72-0,46 x 32 = 14,72.
popularne rozmiary to 60-ogniwowe i 72-ogniwowe panele słoneczne. 72-ogniwowy panel słoneczny zawiera 6 kolumn po 12 ogniw każda i ma 39 cali szerokości przy średniej długości 78 cali. Większość domowych paneli słonecznych mierzy około 65 cali wysokości przez 39 cali szerokości (źródło).
scenariusze
spójrzmy na trzy unikalne scenariusze, aby określić, ile wzmacniaczy produkuje panel słoneczny.
scenariusz 1: Ile wzmacniaczy produkuje 200-Watowy panel słoneczny?
| Komórka # | Watt | napięcie | Wzmacniacze |
| 60-panel komórkowy | 200 | 27.6 | 7.25 |
równanie: 7,25 x 27,6 V = 200 W
Scenariusz 2: Ile wzmacniaczy wytwarza 100-Watowy panel słoneczny?
| Komórka # | Watt | napięcie | Wzmacniacze |
| 72-panel komórkowy | 100 | 33.12 | 3.02 |
równanie: 3,02 x 33.12 V = 100 w
Scenariusz 3: Ile energii wytwarza 400-Watowy panel słoneczny?
| Scenariusz 3 | # komórki | Watt | napięcie | Wzmacniacze |
| 32-panel komórkowy | 400 | 14.72 | 27.17 |
równanie: 27,17 x 14,72 V = 400 W
każdy panel słoneczny zawiera standardową ocenę warunków testowych (STC), która wskazuje ich moc wyjściową w watach. Ta moc znamionowa jest pomocnym wskaźnikiem i pokazuje najlepszy możliwy wynik wytwarzania energii w idealnych warunkach. Jednak idealne okoliczności zmieniają się i zmieniają w realnym świecie.
sprawność paneli słonecznych, a tym samym Współczynnik konwersji ogniwa fotowoltaicznego na użyteczną energię elektryczną, zależy od wielu czynników. Zrozumienie, które czynniki poprawiają ogólną wydajność, ma kluczowe znaczenie dla promowania stosowania czystej energii w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami energii. Przeanalizujmy te czynniki w następnej sekcji.
Co Wpływa Na Wydajność Paneli Słonecznych?
różne czynniki zewnętrzne wpływają na napięcie wyjściowe fotowoltaiki, a tym samym na wydajność paneli słonecznych. Podczas gdy dziesięć lat temu panele słoneczne osiągnęły sprawność na poziomie 15%, wzrosła ona do 19%, a w niektórych przypadkach nawet do 26% W komercyjnych ogniwach fotowoltaicznych. Wymieniliśmy cztery czynniki, które najbardziej wpływają na wydajność paneli słonecznych (źródło).
nasłonecznienie
nasłonecznienie odnosi się do przychodzącego promieniowania słonecznego na ziemię. Zasadniczo wyższe nasłonecznienie powoduje wyższe wytwarzanie energii fotowoltaicznej. Bezpośrednie nasłonecznienie można mierzyć w kilowatogodzinach na metr kwadratowy na dzień lub w ilości energii pokrywającej dany obszar przez cały rok, wyrażonej w watach na metr kwadratowy.
nasłonecznienie zmienia się w ciągu roku ze względu na pozycję słońca na niebie, Długość dnia, Pokrywę nieba i zanieczyszczenie. Czynniki te wpływają na poziom światła słonecznego, które zostaje wchłonięte przez ziemię, a tym samym utrudnia przewidywanie nasłonecznienia (źródło).
dało to początek modelom prognozowania promieniowania słonecznego, które przewidują nasłonecznienie w celu zwiększenia wydajności paneli słonecznych. Większość tych modeli prognozowania promieniowania słonecznego jest złożona i wymaga oprogramowania, które nie jest dostępne dla przeciętnego inwestora domowego (źródło).
Temperatura
ogniwa słoneczne, a tym samym panele słoneczne, faktycznie działają najlepiej w niskich temperaturach. Cieplejsze temperatury mają niekorzystny wpływ na moc wyjściową paneli słonecznych i powodują spadek wydajności paneli słonecznych. Podczas gdy wyższe temperatury mogą nieco zwiększyć prąd, prowadzi to do spadku napięcia (źródła).
panele słoneczne są ogólnie testowane w temperaturze około 77°F. Napięcie pozostaje stabilne między 77 ° F A 95°F. temperatury powyżej 111°F wykazują spadek napięcia, wskazując wpływ temperatury na napięcie wyjściowe (źródło).
cieniowanie
istotne jest zminimalizowanie cieniowania, aby zmaksymalizować wydajność paneli słonecznych. Ustawienie panelu słonecznego w miejscu, w którym nie ma cienia, jest najprostszym sposobem na uniknięcie utraty napięcia wyjściowego, ale w niektórych przypadkach nie jest to możliwe.
na szczęście w większości przypadków cieniowanie jest dość łatwe do zarządzania, wycinając gałęzie lub umieszczając panel w najbardziej optymalnym miejscu na początek. Cień wpływa na wydajność i moc elektryczną całego panelu, a nie tylko na dotknięty obszar.
orientacja
kierunek, w którym powinny znajdować się panele słoneczne, aby uzyskać optymalne nasłonecznienie, różni się w zależności od lokalizacji. Im bardziej bezpośrednie światło słoneczne pada na panele słoneczne,tym wyższa wydajność. Na półkuli północnej zaleca się ustawienie paneli słonecznych w kierunku południowym.
Optymalizacja i regulacja pochylenia panelu słonecznego może pomóc w maksymalizacji produkcji energii słonecznej i jest zalecana do czterech lub pięciu razy dziennie. W rzeczywistości modele, które ignorują optymalne nachylenie, mogą znacznie zaniżać potencjał fotowoltaiczny, a tym samym obniżać wydajność paneli słonecznych. Kąt zależy od położenia, wysokości Słońca i jednoosiowego śledzenia poziomego (źródła).
co można zasilać za pomocą Panelu Słonecznego?
aby dowiedzieć się, co można zasilać za pomocą panelu słonecznego, musimy przyjrzeć się zdolności do przechowywania energii słonecznej i średniego zużycia energii w porównaniu z zużyciem energii.
Akumulator
panele słoneczne nie są bezpośrednio używane do ładowania urządzenia. W większości przypadków energia słoneczna generowana ładuje akumulator. Zaletami posiadania akumulatora są współczynnik magazynowania i możliwość regulacji przepływu mocy do konkretnego urządzenia.
w zależności od budżetu baterie litowo-jonowe są uważane za najlepsze rozwiązanie dla panelu słonecznego i mają minimalną gwarancję na żywotność 10 lat. Wybierając rozmiar baterii, należy pamiętać o zużyciu energii, liczbie dni przy minimalnej mocy słonecznej, głębokości rozładowania baterii i napięciu systemu.
jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o panelach słonecznych i magazynowaniu baterii, przeczytaj nasz pomocny artykuł na temat ” Czy mogę ładować baterię bezpośrednio z Panelu Słonecznego?”
zużycie energii A Zużycie
istnieje duża różnica między zużyciem energii w zależności od miejsca zamieszkania, typów obudów oraz częstotliwości używania i ładowania urządzeń elektrycznych. Według Amerykańskiej Agencji Informacji energetycznej Amerykańskie gospodarstwo domowe zużywa średnio 11 000 kilowatogodzin (kWh) rocznie.
100-Watowy panel słoneczny może być używany do ładowania różnych małych urządzeń. Może to być ładowanie laptopa przez kilka godzin każdego dnia, w zależności od jego mocy i ogólnego zużycia energii. Ponadto może, w idealnych okolicznościach, zasilać światło przez 33 godziny(źródło).
zaletą większego 400-watowego panelu słonecznego jest to, że na ogół masz kilka dni rezerwy, w zależności od użytkowania i bez innych źródeł ładowania. 400-Watowy panel słoneczny ma możliwość zasilania energooszczędnej lodówki, wielu małych urządzeń, takich jak telefony, tablety i laptopy oraz telewizory do 32 cali.
aby dowiedzieć się więcej na temat zasilania lodówki panelami słonecznymi, przeczytaj nasz pomocny artykuł na temat ” Ile paneli słonecznych potrzeba, aby uruchomić lodówkę?”
5 wskazówek, jak zmniejszyć energię elektryczną i efektywnie wykorzystywać energię słoneczną
Korzystanie z energii słonecznej energia idzie w parze z redukcją energii elektrycznej, aby zapewnić efektywne wykorzystanie energii słonecznej. Istnieją różne wskazówki, które można wdrożyć od razu, i podkreśliliśmy pięć najważniejszych z nich tutaj.
zmniejsz zużycie energii elektrycznej
wydaje się to prawie zbędne, ale zmniejszenie ogólnego zużycia energii elektrycznej, czy to w gospodarstwie domowym, czy w firmie, ma kluczowe znaczenie dla efektywnego wykorzystania energii słonecznej.
odłącz nieużywane urządzenia i urządzenia elektryczne lub przynajmniej upewnij się, że tryb czuwania jest włączony dla wszystkich. Zainstaluj liczniki na urządzeniach o dużej mocy i użyj listwy zasilającej, aby zmniejszyć obciążenie wtyczki (źródło).
zainstaluj Światła LED
wymiana obecnych opraw oświetleniowych na światła LED jest instrumentalna. Podczas gdy diody LED są obecnie droższe niż zwykłe żarówki, cena znacznie spadła, a inwestycja opłaca się w ciągu roku lub dwóch. Ponadto diody LED działają znacznie dłużej, ponieważ do produkcji światła potrzebują tylko 10% energii elektrycznej.
Synchronizuj urządzenia wysokoenergetyczne z Energią Słoneczną
urządzenia o wysokim zużyciu energii najlepiej stosować w ciągu dnia, gdy produkcja energii słonecznej jest optymalna. Chociaż cel ten może nie zawsze być osiągalny ze względu na moc wyjściową i pojemność energii słonecznej, jest to dobra zasada, do której należy dążyć.
poinformuje Cię o urządzeniach wysokoenergetycznych i sprawi, że zastanowisz się dwa razy przed myciem kolejnego ładunku, uruchomieniem zmywarki lub użyciem kuchenki kuchennej.
zmniejsz zużycie ciepłej wody
ponieważ gorąca woda jest droga i bezpośrednio związana z podgrzewaczem wody, jej zmniejszenie natychmiast obniży zużycie energii elektrycznej. Weź mniej pryszniców i wyłącz kran podczas golenia, mycia rąk i mycia zębów.
inne czynniki, które zmniejszą rachunki za energię elektryczną, to naprawa nieszczelnego kranu, mycie pełnych ładunków w zimnej wodzie i inwestowanie w Słoneczny Podgrzewacz wody.
przechowuj swoją energię słoneczną
podczas gdy domowe systemy energii słonecznej są podłączone do sieci elektrycznej, inwestowanie w baterię słoneczną może umożliwić ci zaspokojenie większości własnego zużycia bez konieczności wycofywania się z sieci energetycznej. Chociaż może to nie być osiągalne przez cały rok, korzystanie z ekologicznej energii elektrycznej od certyfikowanego producenta może być dobrą alternatywą.
powody do optymizmu co do przyszłości Czystej energii
z Solarem jako ulubionym nowym rodzajem wytwarzania energii elektrycznej na świecie, istnieje wiele powodów do optymizmu co do przyszłości czystej energii na świecie.
koszty gwałtownie spadają
koszt energii słonecznej drastycznie spadł w ostatniej dekadzie. Jego produkcja przyciągnęła światową uwagę, a w wielu krajach i gospodarkach energia słoneczna stała się najtańszą opcją energii odnawialnej.
wsparcie popularne, rządowe i firmowe
z 9 z 10 Amerykanów wspierających ekspansję energii słonecznej, popularne wsparcie jest jasne. Wiele rozwiniętych i wschodzących gospodarek, w tym Unia Europejska, również naciska na inicjatywy w zakresie czystej energii oraz inwestycje i ograniczenie emisji dwutlenku węgla.
ta świadomość i proaktywność jest również widoczna w sektorze prywatnym, który dąży do zmniejszenia emisji i inwestowania w odnawialną i zieloną energię (źródło).
zwiększone inwestycje & Innowacje
inwestycje i środki budżetowe przeznaczone na badania i rozwój w zakresie czystej energii gwałtownie wzrosły. Inwestowanie w energię słoneczną stało się popularnym wyborem, nie tylko ze względu na korzystny zwrot z inwestycji, ale także ze względu na dodatkowe korzyści, takie jak zachęty podatkowe, samodzielność i Ochrona środowiska.
to z kolei dało początek znaczącym innowacjom w zakresie zrównoważonych rozwiązań magazynowania energii słonecznej, pionierskich technologii i uwalniania potencjału wodoru (źródło).
końcowe przemyślenia
moc wyjściowa panelu słonecznego zależy od wielkości panelu i wydajności ogniw fotowoltaicznych. Wydajność paneli słonecznych z kolei zależy od nasłonecznienia, temperatury, zacienienia i orientacji. W idealnych warunkach panel słoneczny o mocy od 250 do 400 W może wytwarzać od 14 do 24 amperów.
przechowywanie tych wzmacniaczy w baterii słonecznej zwiększy twoją zdolność do regulacji i budowania rezerwy energii słonecznej. Może to zasilać wiele urządzeń i urządzeń elektrycznych i znacznie zmniejszyć zależność od sieci energetycznej.
aby jeszcze bardziej obniżyć rachunki za energię elektryczną i skutecznie wykorzystać ciężko zarobioną energię słoneczną, zmniejszyć ogólne zużycie energii elektrycznej, zainstalować światła LED, zsynchronizować urządzenia o wysokiej energii z energią słoneczną i zmniejszyć zużycie ciepłej wody.
malejące koszty, rosnące wielopoziomowe Wsparcie oraz zwiększone inwestycje i innowacje na całym świecie są oznaką przyspieszonego dążenia do zrównoważonej czystej energii.