كم يحتاج المنزل من الطاقة الشمسية ؟.. وعدد الألواح
ما هو أحتياج المنزل من الطاقة الشمسية
يعتبر فهم مقدار الكهرباء الذي تستخدمه في متوسط عام وشهر ويوم أمرًا ضرورياً لمعرفة عدد الألواح الشمسية التي يحتاجها المنزل، يمكن أن يختلف استخدام الطاقة قليلاً، وهذا حسب عدد الأشخاص في مالنزل، وكذلك عدد الأجهزة التي بالمنزل وعدد مرات استخدامها والاجهزة الاكثر سحب للطاقة مثل
مكيفات تعمل بالطاقة الشمسية
.
متابعة الفواتير الخاصة بالطاقة للعام الماضي لمعرفة مقدار الكهرباء التي تستعمل على مدار كل الفصول الأربعة (بمعنى يتم قياسها بالكيلوواط)، وبمجرد الحصول على هذا الرقم الناتج، سيعرف مقدار الطاقة الشمسية التي سيحتاجها المنزل حتى تولد لتغطية الاحتياجات، كمرجع عام، يستخدم المنزل العادي تقريباً 10،649 كيلوواط ساعة في السنة، وقد يزيد قليلاً عن 29 كيلو واط ساعة في اليوم. [2]
عوامل تحدد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها
قد تعتقد أن حجم المنزل محدد لعدد الألواح الشمسية التي تحتاجها المنزل، لكنها ليست هي الطريقة، لفهم عدد الألواح الشمسية التي يحتاجها نظام الطاقة الشمسية لديك بالبيت، تحتاج أن يحدد ما يلي:
-
استخدامك للطاقة:
كلما ارتفع استخدام الكهرباء كلما زاد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لتغطية تكاليف الكهرباء. -
ضوء الشمس في منطقتك:
سيحتاج المنازل في المناطق التي بها طاقة أقل من أشعة الشمس إلى المزيد من الألواح الشمسية للتخلص من ارتفاع فواتير الكهرباء مقارنةً بالطاقة التي في الدول المشمسة، وكقاعدة عامة، يحصل جنوب غرب الولايات المتحدة مثلاُ على أكبر قدر من أشعة الشمس في البلاد كبير، بينما يحصل الشمال الشرقي على نسبة اشعة شمس أقل. -
القوة الكهربائية للوحة:
تحديد القوة الكهربائية للألواح الشمسية التي ستختار، وهي تسمى أيضًا تصنيف الطاقة، مقدار الطاقة التي ستنتجها الألواح وأغلب الألواح الشمسية المثبتة حالياً لها معدل طاقة يصل لحوالي 320 واط لكل لوح، هناك حاجة إلى عدد قليل من اللوحات حين يثبيت الألواح ذات معدلات القوة الكهربائية العالية.[1]
كيف تحسب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها
يعبر حساب التكلفة والتوفير في الألواح الشمسية له طريقة الأسرع والأسهل والأكثر دقة لمعرفة عدد الألواح الشمسية التي يحتاجها المنزل، وليس على الشخص إجراء أي حسابات. بالإضافة إلى ذلك، سيقدم الجدول أدناه متوسط تكلفة تركيب الطاقة الشمسية للمنزل المحدد ومقدار ما سيوفره للبيت من كهرباء، وفإذا كنت تريد معرفة العدد الدقيق ومعرفة مثلاً معرفة
عدد الالواح الشمسية لتشغيل مكيف
، فيمكن متابعة الجدول الادناه فيوضح كل ما تريد معرفته.
عدد الألواح المطلوبة بالمنزل
لتحديد متوسط متطلبات الكهرباء في المنزل، سيكون كما أوضحنا من فواتير الكهرباء السابقة، كما يمكنك حساب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها من خلال ضرب متطلبات الاسرة من الطاقة في الساعة في ذروة ساعات ضوء الشمس لمكان المنزل ويقسم ذلك على القوة الكهربائية للوحة، فمثلاً منخفض القوة الكهربائية (150 واط) وقوة كهربائية عالية (370 واط) لإنشاء نطاق فعلى سبيل المثال: 17-42 لوحة لتوليد 11000 كيلو واط ساعة / سنة، كما يقال أن متوسط النظام الشمسي المطلوب للمنزل من
20 إلى 25 لوحة
.
حساب كم الطاقة المنتجة يومياً
سيكون لساعات ذروة أشعة الشمس حسب موقعك تأثير مباشر على الطاقة التي تتوقع أن ينتجها النظام الشمسي في المنزل، على سبيل المثال، إذا كنت تعيش في مدينة مشمسة، فيمكنك توقع الحصول على عدد ساعات ذروة ضوء الشمس أكثر مما إذا كنت تعيش في منطقة باردة، وهذا لا يعني أن مالك منزل في مكان بارد لا يمكنه استخدام الطاقة الشمسية؛ هذا يعني فقط أن صاحب المنزل سيحتاج إلى المزيد من الألواح الشمسية.
لذا قم بضرب استهلاكك للساعة في 1000 لتحويل احتياج المنزل من توليد الطاقة بالساعة إلى واط، قم قسّم متوسط متطلبات القوة الكهربائية لكل ساعة على عدد ساعات ذروة ضوء الشمس اليومية لمكان المنزل، يمنحك هذا مقدار الطاقة التي تحتاجها الألواح لإنتاج كل ساعة، لهذا فإن متوسط المنزل في الولايات المتحدة مثلاً 900 كيلوواط ساعة / شهر في منطقة تحصل على ذروة شمسية خمس ساعات من ضوء الشمس يوميًا سيحتاج إلى 6000 واط.[3]
الألواح الشمسية الفردية يمكنها إنتاج كمية محددة من الطاقة، اعتمادًا على الظروف في المنزل بما في هذا مقدار ضوء الشمس الذي تتلقاه وكم الظل الذي يغطي سقف المنول، يُطلق على هذا الرقم تصنيف الطاقة ويتم قياسه بالواط ، فمع لوحة نموذجية التي تولد ما بين 250 و 400 واط من الطاقة، فعلى سبيل المثال، يمكن شراء لوحة شمسية بإخراج مدرج يبلغ 325 واط، وهنا ستحتاج إلى مضاعفة القوة الكهربائية للوحة في عدد ساعات الشمس التي تحصل عليها كل يوم لمعرفة مقدار الطاقة التي ستنتجها.
إذا لم يكن المنزل على مساحة كبيرة، فقد تريد في الاستثمار في الألواح الشمسية ذات معدلات طاقة عالية كونها مجهزة لتوليد الكثير من الطاقة لكل لوحة، لكنها أيضًا أكثر تكلفة، لهذا ضع ذلك في اعتبارك إذا كانت ميزانية الطاقة الشمسية لمنزلك قليلة.
هل من تأثير لحجم الألواح الشمسية على المنزل
إذا كان المنزل ذو سقف صغير أو بشكل ضيق، فإن حجم الألواح الشمسية وأرقامها من الاعتبارات المهمة، مع مساحة سقف كبيرة فربما يمكن التضحية ببعض الكفاءة وشراء المزيد من الألواح الأكبر بتكلفة أقل لكل لوحة للوصول إلى إنتاج الطاقة المستهدف، ولكن إذا كانت مساحة السقف القابلة للاستخدام محدودة، أو إذا كانت مظللة بشكلاً جزئيًا، فقد تكون القدرة على استخدام عدد أقل من اللوحات الصغيرة عالية الكفاءة هي أفضل طريقة لتحقيق أقصى قدر ممكن من الطاقة على الامد الطويل، مما يؤدي في النهاية إلى توفير المزيد من المال.
تبلغ أبعاد الألواح الشمسية السكنية النموذجية اليوم قرابة 65 بوصة × 39 بوصة، أو 5.4 قدمًا × 3.25 قدمًا ، مع بعض الاختلاف حسب الشركات المصنعة.
ظلت هذه الأبعاد إلى حد ما بلا تغيير لعقود من الزمن، لكن الكفاءة والإنتاج من ذات البصمة تغيرت بشكل كبير نحو الأفضل، بالإضافة إلى ذلك ، تصمم بعض الشركات أنظمة كاملة بحيث لا تشتمل فعليًا على فجوات بين الألواح وتستعمل إطارات غير مرئية وأجهزة تركيب للحفاظ على بصمة السطح ضيقة وفعالة وجذابة قدر الإمكان.
أنواع الألواح الشمسية
نظام مرتبط بالشبكة
أكثر أنواع الأنظمة انتشاراً التي يستعملها أغلب المنازل السكنية هو نظام الربط الشبكي، وفي هذا النوع من النظام مباشر إلى المنزل وشبكة المرافق، يسمح هذا لأصحاب المنازل بالتبديل السلس بين الطاقة من النظام الشمسي أو نظام الكهربائي، إذا كان النظام ينتج طاقة أكبر مما يحتاجه المنزل، فسيتم بيع الطاقة الزائدة إلى شركة المرافق أو سيتم استعمالها لتقسيم الفاتورة، هذه عمومًا هي أرخص الأنظمة من بين الأنظمة الثلاثة.
مرتبطة بالشبكة مع بطارية احتياطية
على غرار النظام المرتبط بالشبكة، فإن نظام الطاقة الشمسية هذا متصل أيضًا بالمنزل وشبكة المرافق، ومع هذا، فإنه يأتي أيضًا مزودًا بمخزن للبطارية، حين تنتج الألواح الكهرباء خلال التعرض لأشعة الشمس المباشرة، فإنها تخزن أي طاقة زيادة في مخازن البطارية، يمكن بعد ذلك استعمال هذه الطاقة في وقت لاحق بعد غروب الشمس ولم تستمر الألواح تنتج الطاقة.
نظام خارج الشبكة
على عكس النظامين الآخرين، فإن النظام خارج الشبكة غير متصل بشبكة المرافق على الإطلاق، فهذا النظام متصل فقط بالمنزل وبنك التخزين، يعد بنك البطارية ضروريًا في هذا الإعداد من أجل الاستمرار في إنتاج الطاقة للمنزل على مدار 24 ساعة في اليوم ومنه تحدد
عدد الالواح الشمسية المطلوبة لتشغيل بطارية 200 امبير
.[4]