ما هو أحتياج المنزل من الطاقة الشمسية

من الضروري فهم كمية الكهرباء التي يتم استخدامها في المتوسط على مدار العام والشهر واليوم لتحديد عدد الألواح الشمسية التي يحتاجها المنزل، ويمكن أن يختلف استخدام الطاقة قليلا حسب عدد الأشخاص في المنزل وعدد الأجهزة وتكرار استخدامها واستهلاك الطاقة لبعض الأجهزة مثل المكيفات التي تعمل بالطاقة الشمسية.

يتم مراقبة الفواتير الخاصة بالطاقة الخاصة بالعام الماضي لمعرفة متوسط استهلاك الكهرباء خلال الأربع فصول بوحدة الكيلوواط، وعند الحصول على هذا الرقم، يمكن معرفة حجم الطاقة الشمسية اللازمة لتوليد الكهرباء التي يحتاجها المنزل خلال السنة، ويبلغ متوسط استهلاك المنزل العادي حوالي 10،649 كيلوواط في السنة، وقد يرتفع هذا الرقم قليلا إلى 29 كيلوواط في اليوم.

عوامل تحدد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها

لا يتوقف حجم البيت على عدد الألواح الشمسية التي يحتاجها، فهناك طرق أخرى لحساب عدد الألواح الشمسية المطلوبة لنظام الطاقة الشمسية المناسب للمنزل. لتحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة، يجب مراعاة النقاط التالية:

• استخدامك للطاقة: كلما زاد استهلاك الكهرباء، زاد عدد الألواح الشمسية اللازمة لتغطية تكاليفه.
• ضوء الشمس في منطقتك: ستحتاج المنازل في المناطق التي بها طاقة أقل من أشعة الشمس إلى زيادة عدد الألواح الشمسية لتخفيض فواتير الكهرباء مقارنة بالدول المشمسة، وعموما، تتلقى مناطق جنوب غرب الولايات المتحدة أكبر كمية من أشعة الشمس في البلاد، بينما تتلقى المناطق الشمالية الشرقية كمية أقل من الأشعة الشمسية.
• القوة الكهربائية للوحة: يسمى تصنيف الطاقة قوة الألواح الشمسية المختارة، وهو مقدار الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية، وتصل قوة معظم الألواح الشمسية المثبتة حاليا إلى حوالي 320 واط لكل لوح. وعند استخدام ألواح ذات قوة كهربائية عالية، يحتاج المستخدم إلى عدد قليل من الألواح.

كيف تحسب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها

تعد طريقة حساب التكلفة والتوفير في الألواح الشمسية أسرع وأسهل وأكثر دقة لتحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة للمنزل، ولا يحتاج الشخص إلى إجراء أي حسابات. وبالإضافة إلى ذلك، يقدم الجدول أدناه معلومات حول التكلفة المتوسطة لتركيب الطاقة الشمسية في المنزل المحدد، وكمية الكهرباء التي سيتم توفيرها للمنزل. وإذا كنت تريد معرفة العدد الدقيق للوحات الشمسية المطلوبة لتشغيل مكيف الهواء، فيمكن الرجوع إلى الجدول أدناه لمعرفة كل ما تريد.

عدد الألواح المطلوبة بالمنزل

لتحديد متوسط احتياجات المنزل للكهرباء، يمكن استخدام فواتير الكهرباء السابقة كمرجع، كما يمكن حساب عدد الألواح الشمسية المطلوبة بضرب احتياجات الأسرة للكهرباء في الساعة بعدد ساعات ضوء الشمس الذي يتوفر في موقع المنزل ومن ثم قسمة هذا العدد على الطاقة الكهربائية للوحة الشمسية، على سبيل المثال، يمكن استخدام 17-42 لوحة شمسية ذات قوة 150-370 واط لتوليد 11000 كيلو واط ساعة سنويا، ومن المعروف أن متوسط عدد اللوحات الشمسية اللازمة لتغطية احتياجات المنزل يتراوح بين 20 و 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. بعد ذلك، قم بقسم متوسط متطلبات القوة الكهربائية لكل ساعة على عدد ساعات ذروة ضوء الشمس اليومية لمكان المنزل. ستحصل على مقدار الطاقة التي تحتاجها الألواح لإنتاج كل ساعة. لذلك، إذا كان متوسط استهلاك المنزل في الولايات المتحدة، على سبيل المثال، 900 كيلوواط ساعة/شهر في منطقة تحصل على ذروة شمسية لمدة خمس ساعات من ضوء الشمس يوميا، ستحتاج إلى 6000 واط.

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 كبير الحجم، فقد تنوي الاستثمار في الألواح الشمسية ذات معدلات طاقة عالية لأنها مجهزة لتوليد الكثير من الطاقة لكل لوحة، ولكنها أيضًا أكثر تكلفة، لذلك يجب أخذ ذلك في الاعتبار إذا كانت ميزانية الطاقة الشمسية للمنزل محدودة.

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.

تتراوح أبعاد الألواح الشمسية السكنية النموذجية اليوم من حوالي 65 × 39 بوصة، أو 5.4 × 3.25 قدم، وقد تختلف الأبعاد قليلاً حسب الشركة 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

بناء على نفس النظام المتصل بالشبكة، يكون هذا النظام الشمسي متصلا أيضا بالمنزل والبنية التحتية، وبالإضافة إلى ذلك، يتضمن أيضا بطارية لتخزين الطاقة الزائدة التي تنتجها الألواح الشمسية عند تعرضها لأشعة الشمس المباشرة. يمكن استخدام هذه الطاقة في وقت لاحق بعد غروب الشمس عندما لا تستمر الألواح في إنتاج الطاقة.

نظام خارج الشبكة

بخلاف الأنظمة الأخرى، النظام الذي يعمل خارج الشبكة لا يتصل بشبكة المرافق بأي شكل، ويتصل هذا النظام فقط بالمنزل وبنك التخزين، ويعتبر بنك البطارية ضروريا في هذا الإعداد لضمان استمرار إنتاج الطاقة للمنزل على مدار الساعة طوال اليوم، ويتم تحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة لتشغيل بطارية 200 أمبير من خلال ذلك.