panourile solare devin rapid o soluție rentabilă pentru locuințe și întreprinderi. Această soluție de energie durabilă este acum în sfârșit o alternativă viabilă pentru aceia dintre noi care doresc să reducă impactul nostru asupra mediului. Puterea de ieșire sau puterea este un factor esențial de luat în considerare atunci când se compară opțiunile panoului solar, deci câtă energie produce de fapt un panou solar?
panourile solare produc între 250 și 400 de wați, iar puterea este egală cu tensiunea înmulțită cu amperi. Pe măsură ce tensiunea variază, panourile solare produc între 14 și 24 de amperi, suficient pentru a alimenta aparatele mici. Eficiența panoului Solar depinde de insolație, temperatură, umbrire și orientare, iar progresele tehnologice vor crește inevitabil eficiența.
acest articol va începe cu o explicație de bază a energiei solare și apoi va clarifica termenii volt, amp și watts. Veți descoperi ce factori influențează eficiența panoului solar și veți obține o perspectivă asupra a ceea ce puteți alimenta cu un panou solar.
în plus, vă voi oferi cinci sfaturi pentru a reduce electricitatea și a utiliza eficient energia solară, oferindu-vă suficiente motive pentru a fi optimist cu privire la viitorul energiei curate din lume.
Solar explicat
o celulă fotovoltaică (PV), cunoscută și sub numele de celulă solară, transformă lumina soarelui într-un curent electric cu electricitate utilizabilă ca rezultat. Lumina soarelui este compusă din particule de energie solară, denumite și fotoni. Lumina soarelui care intră este absorbită de materialul semiconductor al unei celule solare și produce energie electrică (sursă).
un panou solar este compus din numeroase celule solare. În timp ce sunt similare cu celulele bateriei, celulele dintr-un panou solar sunt proiectate pentru a genera electricitate prin captarea luminii solare. O matrice solară este o colecție de mai multe panouri solare care generează energie electrică ca sistem (Sursă).
cel mai comun material semiconductor din celulele solare este siliciul. Este prezent în 90% din panourile solare aflate în prezent pe piață și este un element chimic natural abundent. În timp ce arsenidul de galiu are anumite avantaje față de siliciu ca semiconductor, în prezent este prea scump pentru producția în masă (sursă).
Matematica din spatele tensiunii, amperajului și puterii
să facem o scurtă trecere în revistă a unităților de măsură de bază pentru energia electrică — și anume, tensiunea, amperajul și puterea.
terminologie
un volt (V) este unitatea care măsoară diferența de potențial electric. Tensiunea măsoară cât de mulți electroni vor să fie undeva. Este, de asemenea, descris ca forță electromotoare și, în acest sens, poate fi cel mai bine comparat cu funcționarea presiunii apei.
un amper (A), denumit în mod obișnuit amperi, este unitatea de curent electric. Curentul este cantitatea totală de electroni care curg printr-un circuit și generează ulterior căldură, care, la rândul său, dispersează puterea. Această putere este puterea, de asemenea scurtată la watt (W) și măsoară scara mișcării energiei.
circuitul cel mai de bază implică un singur rezistor, un volt și un amperi. Toate trei sunt legate între ele prin Legea lui Ohm. Un ohm măsoară în esență rezistența, iar un amp este egal cu curentul produs de un volt prin rezistența unui ohm (sursă).
cum se calculează cu ușurință conversia
puterea se calculează prin înmulțirea volților cu amperi. Trebuie să lucrăm cu această ecuație în minte dacă vrem să rezolvăm probleme precum „câte amperi produce un panou solar de 300 de wați?”
în acest exemplu, presupunem că 17 volți sunt aplicabile. Veți observa că am scris ecuația completă de mai jos, cu cifrele volt și watt completate.
amperi x 17 volți = 300 wați
300 wați/17 volți = 17,65 amperi
rezultatul indică faptul că un panou de 300 wați va produce 17,65 amperi.
tensiunea pe panou solar variază ca urmare a mai multor factori externi pe care îi vom discuta în continuare în articol, deci asigurați-vă că continuați să citiți.
câți amperi Produce un panou Solar?
să luăm un alt exemplu: câți amperi produce un panou solar de 200 de wați? Această întrebare este importantă, deoarece panourile solare sunt utilizate în mod obișnuit pentru a încărca o baterie, iar capacitatea bateriei este măsurată în amperi-ore.
pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să luăm în considerare dimensiunea panourilor solare, deoarece acest lucru afectează câți volți produce panoul solar.
dimensiunea panoului Solar
ieșirea de tensiune dintr-o singură celulă fotovoltaică este de aproximativ 0,46 de energie electrică la temperaturile normale de funcționare. Panourile solare sunt formate din diferite configurații și conțin între 32 și 144 de celule. Un panou cu 32 de celule produce 14,72 tensiune-0,46 x 32 = 14,72.
dimensiunile populare sunt panourile solare cu 60 de celule și 72 de celule. Un panou solar cu 72 de celule conține 6 coloane de 12 celule fiecare și are o lățime de 39 inci, cu o lungime medie de 78 inci. Majoritatea panourilor solare de acasă măsoară aproximativ 65 inci înălțime cu 39 inci lățime (sursă).
scenarii
să ne uităm la trei scenarii unice pentru a determina câți amperi produce un panou solar.
Scenariul 1: Câți amperi produce un panou solar de 200 de wați?
| Cell # | Watt | tensiune | amperi |
| 60-panou de celule | 200 | 27.6 | 7.25 |
ecuație: 7,25 x 27,6 volți = 200 wați
scenariul 2: câți amperi produce un panou solar de 100 wați?
| Cell # | Watt | tensiune | amperi |
| 72-panou de celule | 100 | 33.12 | 3.02 |
ecuație: 3,02 x 33.12 volți = 100 wați
scenariul 3: câtă putere produce un panou solar de 400 wați?
| scenariul 3 | # celule | Watt | tensiune | amperi |
| 32-panou de celule | 400 | 14.72 | 27.17 |
ecuație: 27,17 x 14,72 volți = 400 wați
fiecare panou solar conține o evaluare standard a stării de testare (STC) care indică puterea lor în wați. Acest rating de putere este un indicator util și prezintă cel mai bun rezultat posibil de generare a energiei electrice în circumstanțe ideale. Cu toate acestea, circumstanțele ideale se schimbă și se schimbă în lumea reală.
eficiența panoului Solar și, prin urmare, rata de conversie a unei celule fotovoltaice în electricitate utilizabilă depinde de o serie de factori. Înțelegerea factorilor care îmbunătățesc eficiența globală este crucială pentru promovarea utilizării energiei curate în detrimentul surselor convenționale de energie. Să examinăm acești factori în secțiunea următoare.
Ce Afectează Eficiența Panoului Solar?
diverși factori externi afectează tensiunea de ieșire fotovoltaică și, prin urmare, eficiența panourilor solare. În timp ce acum un deceniu, panourile solare produceau un rating de eficiență de 15%, acest lucru a crescut la 19% și, în unele cazuri, până la 26% în celulele fotovoltaice comerciale. Am enumerat cei patru factori care influențează cel mai mult eficiența panoului solar (sursa).
insolația
insolația se referă la radiația solară care intră pe pământ. În principiu, insolarea solară mai mare are ca rezultat generarea de energie solară fotovoltaică mai mare. Insolarea directă poate fi măsurată în kilowați-oră pe metru pătrat pe zi sau cantitatea de energie care acoperă o suprafață pentru un an întreg, exprimată în wați pe metru pătrat.
insolația variază pe tot parcursul anului datorită poziției soarelui pe cer, lungimii zilei, acoperirii cerului și poluării. Acești factori influențează nivelul luminii solare care este absorbit de pământ și, prin urmare, face dificilă prezicerea insolației (sursă).
acest lucru a dat naștere modelelor de predicție a radiațiilor solare care prognozează insolarea pentru a crește eficiența panoului solar. Majoritatea acestor modele de predicție a radiațiilor solare sunt complexe și necesită software care nu este accesibil investitorului mediu de uz casnic (sursă).
temperatura
celulele solare și, prin urmare, panourile solare funcționează cel mai bine la temperaturi scăzute. Temperaturile mai calde au un efect nefavorabil asupra puterii de ieșire a panourilor solare și provoacă o scădere a eficienței panourilor solare. În timp ce temperaturile mai ridicate pot crește oarecum curentul, aceasta duce la o scădere a tensiunii (sursă).
panourile solare sunt, în general, testate la aproximativ 77 F. Tensiunea ramane stabila intre 77 si 95, iar temperaturile peste 111, indica o scadere a tensiunii, indicand impactul temperaturii asupra tensiunii de iesire (sursa).
umbrire
este esențial să minimizați umbrirea pentru a maximiza eficiența panoului solar. Configurarea panoului solar în cazul în care nu există nici o umbră este cel mai simplu mod de a evita pierderea tensiunii de ieșire, dar, în unele cazuri, acest lucru nu este posibil.
din fericire, în majoritatea cazurilor, umbrirea este destul de ușor de gestionat prin tăierea ramurilor sau plasarea panoului în cea mai optimă locație pentru a începe. Shade afectează performanța și producția de energie electrică a întregului panou, nu doar zona afectată.
orientare
direcția în care panourile solare ar trebui să fie orientate pentru o expunere optimă la Soare variază în funcție de locație. Cu cât lumina soarelui este mai directă pe panourile solare, cu atât randamentul este mai mare. În emisfera nordică, sfatul este să poziționați panourile solare orientate spre sud.
optimizarea și reglarea înclinării panoului solar poate ajuta la maximizarea producției de energie solară și este recomandată de până la patru sau cinci ori anual. De fapt, modelele care ignoră înclinarea optimă pot subestima semnificativ potențialul fotovoltaic și, prin urmare, pot submina eficiența panoului solar. Unghiul depinde de locație, înălțimea soarelui și urmărirea orizontală pe o axă (sursă).
ce poți alimenta cu un panou Solar?
pentru a afla ce puteți alimenta cu un panou solar, trebuie să analizăm capacitatea de stocare a energiei solare și consumul mediu de energie față de consumul de energie.
stocarea bateriei
panourile solare nu sunt utilizate direct pentru încărcarea unui dispozitiv. În majoritatea cazurilor, energia solară generată încarcă o baterie. Avantajele de a avea o baterie sunt factorul de stocare și capacitatea de a regla fluxul de putere către dispozitivul specific.
în funcție de bugetul dvs., bateriile litiu-ion sunt considerate a fi cea mai bună opțiune pentru un panou solar și au o garanție minimă de viață de 10 ani. Când alegeți dimensiunea bateriei, rețineți consumul de energie, Numărul de zile cu o putere solară minimă, adâncimea de descărcare a bateriei și tensiunea sistemului.
dacă doriți să aflați mai multe despre panourile solare și stocarea bateriei, citiți articolul nostru util despre „Pot încărca o baterie direct de pe un panou Solar?”
consum de energie vs. utilizare
există o mare diferență între consumul de energie în funcție de locul în care locuiți, tipurile de locuințe și cât de des utilizați și încărcați dispozitivele electrice. Potrivit US Energy Information Administration, în medie, o gospodărie americană folosește 11.000 kilowați-oră (kWh) pe an.
un panou solar de 100 de wați poate fi utilizat pentru a încărca o varietate de dispozitive mici. Acest lucru ar putea fi încărcarea unui laptop pentru câteva ore în fiecare zi, în funcție de puterea sa și de consumul total de energie. În plus, poate, în circumstanțe ideale, să alimenteze o lumină până la 33 de ore (sursă).
avantajul unui panou solar mai mare de 400 de wați este că, în general, aveți câteva zile de rezervă, în funcție de utilizarea dvs. și fără alte surse de reîncărcare. Un panou solar de 400 de wați are capacitatea de a alimenta un frigider eficient din punct de vedere energetic, mai multe dispozitive mici, cum ar fi telefoane, tablete și laptopuri și televizoare de până la 32 inci.
pentru a descoperi mai multe despre alimentarea frigiderului cu panouri solare, citiți articolul nostru util despre „câte panouri solare este nevoie pentru a rula un frigider?”
5 Sfaturi pentru reducerea electricității și utilizarea eficientă a energiei solare
utilizarea energiei solare energia merge mână în mână cu reducerea electricității pentru a asigura utilizarea eficientă a energiei solare. Există diverse sfaturi pe care le puteți implementa imediat și le-am evidențiat pe cele mai importante cinci aici.
reduceți consumul de energie electrică
acest lucru pare aproape redundant, dar reducerea consumului total de energie electrică, fie în gospodăria dvs., fie în compania dvs., este crucială pentru utilizarea eficientă a energiei solare.
deconectați dispozitivele și aparatele electrice neutilizate sau, cel puțin, asigurați-vă că modul de așteptare este activat pentru toți. Instalați cronometre pe aparatele cu consum mare de energie și utilizați o bandă de alimentare pentru a reduce sarcina (sursa).
instalați lumini LED
înlocuirea corpurilor de iluminat actuale cu lumini LED este instrumentală. În timp ce luminile LED rămân în prezent mai scumpe decât becurile obișnuite, prețul a scăzut considerabil, iar investiția se plătește într-un an sau doi. În plus, luminile LED durează substanțial mai mult, deoarece necesită doar 10% din electricitate pentru a produce lumină.
Synch dispozitive de mare energie cu solare
aparate cu consum mare de energie sunt utilizate cel mai bine în timpul zilei când producția de energie solară este optimă. Deși este posibil ca acest obiectiv să nu fie întotdeauna realizabil din cauza puterii și a capacității de energie solară, este o regulă bună pentru care trebuie să ne străduim.
vă va conștientiza despre aparatele de mare energie și vă va face să vă gândiți de două ori înainte de a spăla o altă încărcătură, de a rula mașina de spălat vase sau de a folosi aragazul de bucătărie.
reduceți consumul de apă caldă
deoarece apa caldă este scumpă și direct legată de încălzitorul dvs. de apă, reducerea acesteia va reduce imediat consumul de energie electrică. Luați mai puține dușuri și opriți robinetul atunci când vă radeți, vă spălați pe mâini și vă spălați pe dinți.
alți factori care vă vor reduce factura de energie electrică sunt fixarea unui robinet care se scurge, spălarea încărcăturilor complete în apă rece și investiția într-un încălzitor solar de apă.
stocați-vă energia solară
în timp ce sistemele de energie solară de acasă sunt conectate la rețeaua electrică, investiția într-o baterie solară vă poate permite să vă satisfaceți cea mai mare parte a consumului propriu fără a fi nevoie să reveniți la rețeaua electrică. Deși acest lucru ar putea să nu fie realizabil pe tot parcursul anului, utilizarea energiei electrice ecologice de la un producător certificat poate fi o alternativă bună.
motive pentru a fi optimist cu privire la un viitor de energie curată
cu solar ca nou tip favorit din lume de generare de energie electrică, Există multe motive pentru a fi optimist cu privire la viitorul energiei curate din lume.
costurile sunt în scădere rapidă
costul energiei solare a scăzut dramatic în ultimul deceniu. Producția sa a atras atenția globală, iar în multe țări și economii, energia solară a devenit cea mai accesibilă opțiune de energie regenerabilă.
sprijin Popular, guvernamental și al companiei
cu 9 din 10 americani care susțin extinderea energiei solare, sprijinul popular este clar. Multe economii avansate și emergente, inclusiv Uniunea Europeană, solicită, de asemenea, inițiative și investiții în domeniul energiei curate și reducerea emisiilor de carbon.
această conștiință și proactivitate sunt vizibile și în sectorul privat, cu o dorință de a reduce emisiile și de a investi în energie regenerabilă și verde (sursă).
creșterea investițiilor & inovare
investițiile și alocarea bugetară pentru cercetarea și dezvoltarea în domeniul energiei curate au crescut simultan. Investiția în energia solară a devenit o alegere populară, nu numai datorită rentabilității favorabile a investiției, ci și datorită beneficiilor adăugate, cum ar fi stimulentele fiscale, încrederea în sine și conservarea mediului.
acest lucru, la rândul său, a dat naștere la inovații semnificative în ceea ce privește soluțiile durabile de stocare a energiei solare, tehnologiile de frontieră și deblocarea potențialului hidrogenului (sursă).
Gânduri finale
puterea de ieșire a unui panou solar depinde de dimensiunea panoului și de eficiența celulelor fotovoltaice. Eficiența panoului Solar, la rândul său, este afectată de insolație, temperatură, umbrire și Orientare. În condiții ideale, un panou solar de 250 până la 400 de wați poate produce între 14 și 24 de amperi.
stocarea acestor amperi într-o baterie solară vă va crește capacitatea de a regla și de a construi o rezervă de energie solară. Acest lucru poate alimenta o serie de dispozitive și aparate electrice și vă poate reduce semnificativ dependența de rețeaua electrică.
pentru a reduce și mai mult factura de energie electrică și pentru a utiliza în mod eficient energia solară câștigată cu greu, pentru a reduce consumul total de energie electrică, pentru a instala lumini LED, pentru a sincroniza dispozitivele cu energie solară și pentru a reduce consumul de apă caldă.
scăderea costurilor, creșterea sprijinului pe mai multe niveluri și creșterea investițiilor și a inovării în întreaga lume sunt toate indicii ale unui impuls accelerat către o energie curată durabilă.