يتم إجراء حساب الطاقة الشمسية لتحديد كمية الطاقة التي يمكن أن تنتجها الألواح الشمسية. في عملية الحساب هذه، حيث تؤثر عوامل متعددة بشكل مباشر على الأداء، تحتاج إلى اتباع الخطوات الأساسية أدناه. يجب الانتباه إلى عوامل مثل سعة اللوح الشمسي، ومدة ضوء الشمس، وعدد الألواح، وحجم العاكس، والميزانية، وخاصةً متطلبات الطاقة اليومية.

 

عند تحديد الاحتياجات اليومية من الطاقة، تحتاج إلى النظر إلى استهلاك عملك أو مكان معيشتك بالكيلوواط ساعة. يمكنك معرفة متوسط الاستخدام اليومي للكهرباء من خلال فحص فاتورة الكهرباء. في عملية حساب الطاقة الشمسية، تعتبر قيمة اللوحة الشمسية بالواط مهمة في عملية حساب الطاقة الشمسية. من المهم أن تختار من بين هذه الألواح، التي يمكن أن تصل سعتها عمومًا إلى 400 واط، وفقًا لاحتياجاتك. بالطبع، يمكنك معرفة وقت العمل اليومي الفعال للألواح الشمسية في منطقتك وإجراء الحسابات وفقًا لذلك. في بلدنا، يتراوح متوسط وقت سطوع الشمس اليومي بين 4 و5 ساعات.

 

يعد عدد الألواح الشمسية من بين العوامل الأخرى التي تؤثر بشكل مباشر على حساب الطاقة. على سبيل المثال، إذا كانت هناك متطلبات يومية من الطاقة تبلغ 10 كيلوواط/ساعة ويتم استخدام ألواح بقدرة 300 واط، فإن مدة سطوع الشمس في المنطقة ستكون 5 ساعات. يتم تحديد هذا الحساب وفقًا لناتج مجموع متطلبات الطاقة اليومية مضروبًا في سعة اللوحة ومدة سطوع الشمس اليومية. مرة أخرى، من الضروري الانتباه إلى العوامل البيئية عند إجراء الحساب. في الحياة اليومية، تعمل أنظمة الألواح الشمسية بسبب درجة الحرارة والغبار والأتربة والأوساخ والحالات المماثلة بمتوسط كفاءة 85%.

 

تحتوي أنظمة الألواح الشمسية على عناصر مثل العاكس وتكلفة التركيب والبطارية. تحتاج إلى تضمين هذه المكونات في جميع الحسابات. بالإضافة إلى ذلك، يقوم العاكس بتحويل الطاقة من الشمس إلى طاقة تيار متردد. يجب أن تكون قدرته متوافقة مع اللوحة.
 

كم عدد الألواح الشمسية اللازمة للمنزل؟

 

العوامل التي يجب مراعاتها من أجل تحديد متطلبات الألواح الشمسية للمنزل;

• تحديد الاحتياجات اليومية من الطاقة
• وقت التشمس في منطقة المعيشة
• سعة اللوحة
• حساب عدد الألواح الشمسية
• كفاءة النظام
• وهي مدرجة كمكونات إضافية.

بناءً على كل هذه العوامل، يمكن القول إن المنزل قد يحتاج إلى 9 ألواح شمسية في المتوسط. تم إعطاء هذا الرقم كمثال لمنطقة تنتج 300 كيلوواط ساعة شهريًا وتتلقى 5 ساعات من أشعة الشمس يوميًا. بالإضافة إلى ذلك، تم التوصل إلى هذا الرقم باستخدام لوح شمسي بسعة 300 واط. وبالطبع، يمكن أن يزيد عدد الألواح المعنية إلى 10 أو 15 لوحًا حسب حجم مساحة المعيشة والأغراض التي تستخدم فيها الكهرباء. لذلك، قبل تركيب نظام الطاقة الشمسية، من المفيد التشاور مع شركة خبيرة في هذا المجال.

 

كيفية حساب الألواح الشمسية؟

 

يمكنك اتباع الخطوات أدناه لحساب اللوحة الشمسية.

1. الاستهلاك الشهري: الاستهلاك الشهري للطاقة هو القيمة بالكيلووات ساعة المكتوبة على فاتورة الكهرباء.
2. الاستهلاك اليومي: لتحليل الاستهلاك الشهري للكهرباء على أساس يومي، على سبيل المثال، يمكنك إيجاد استهلاك 300 كيلوواط/ساعة بقسمته على 30.
3. مدة سطوع الشمس: يمكنك استخدام مواقع الأرصاد الجوية أو الخرائط الشمسية لمعرفة مدة سطوع الشمس في منطقتك. بالإضافة إلى ذلك، يختلف إنتاج الطاقة الشمسية اعتماداً على الضوء الذي تستقبله الألواح. ولذلك، فإن شدة الشمس ومدة سطوعها مهمة جداً.
4. عدد الألواح الشمسية: لحساب عدد الألواح الشمسية، يجب عليك أولاً تحويل متطلبات الطاقة اليومية إلى واط ساعة. يمكنك إيجاد ذلك بضرب الكيلوواط ساعة في 1000. على سبيل المثال، لنفترض أن وقت حمامات الشمس 5 ساعات في مكان بسعة ألواح 300 واط ومتطلبات الطاقة اليومية 10 كيلوواط ساعة. وفقًا لذلك، سيكون حساب عدد الألواح التي سيتم استخدامها على شكل 10000 واط / (300 واط × 5 ساعات). نتيجة لهذه العملية، هناك حاجة إلى 7 ألواح شمسية في المتوسط.
5. الكفاءة: يجب أيضًا أخذ كفاءة النظام في الاعتبار عند حساب الألواح الشمسية. حتى لو توفرت الظروف المثالية، فإن متوسط كفاءة هذه الأنظمة التي تعمل بكفاءة تقترب من 100% كل يوم، يصل إلى 85%. المعادلة التي نحتاجها هنا هي كالتالي؛ عدد الألواح اللازمة = عدد الألواح + الكفاءة. وبناءً على ذلك، مع عدد الألواح 7، فإن كفاءة 80 في المائة تتوافق مع 9 ألواح في المجموع.
6. العاكس: يحتل مكون العاكس مكانًا مهمًا في هذه الأنظمة. التيار المستمر، طاقة التيار المباشر، هي الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية. ومع ذلك، فإن الأجهزة التي نستخدمها في أماكن المعيشة تعمل بالتيار المتردد. لذلك، هناك حاجة إلى عاكس لتحويل التيار المباشر إلى تيار متردد. ولحساب هذه المكونات التي تحتاج إلى معالجة إجمالي الطاقة التي تولدها الألواح، على سبيل المثال، في حالة استخدام 9 ألواح بقدرة 300 واط؛ من المعادلة الطاقة الكلية = 9 ألواح × 300 واط، ستكون هناك حاجة إلى عاكس بسعة 3 واط.
7. البطارية: استخدام البطارية له مكان مهم في أنظمة الألواح الشمسية. إذا كنت ترغب في الاستفادة من الطاقة الشمسية طوال اليوم، فأنت بحاجة إلى استخدام نظام البطارية. لأن هذه المكونات تخزن الطاقة الزائدة خلال ساعات النهار وتسمح باستخدامها ليلاً. ولتحديد سعة البطارية، يكفي حساب الطاقة اللازمة في الليل.
8. المساحة في عملية حساب الألواح الشمسية، يجب مراعاة مساحة السقف. على سبيل المثال، تبلغ أبعاد لوحة 300 واط 1.6 متر مربع. بافتراض أن هناك حاجة إلى 9 ألواح، المساحة = عدد الألواح 9 × 1.6 متر مربع = مساحة 14.4 متر مربع.

كم عدد البطاريات التي يجب استخدامها في الألواح الشمسية؟

 

يجب مراعاة أكثر من عامل لحساب البطارية التي تحتاجها في الألواح الشمسية. الغرض من هذه البطاريات هو تخزين الطاقة. من أجل تحديد عدد البطاريات، يتم أخذ حالات مثل سعة البطارية وإجمالي متطلبات الطاقة واستهلاك الطاقة للأجهزة كأساس. إذا اعتبرنا أن الاستهلاك اليومي للطاقة المطلوبة في هذه العملية سيكون 10 كيلو واط ساعة;

 

سعة البطارية: تُقاس سعة البطارية بالكيلوواط ساعة أو الأمبير - ساعة. لحساب سعة بطارية بسعة 200 أمبير وسعة 12 فولت؛ يمكن طرح قيمة 2.5 كيلوواط/ساعة من المعادلة 12 × 200 / 1000.

 

عدد البطاريات: لحساب عدد البطاريات، والذي يعتمد على متطلبات الطاقة لمساحة المعيشة وسعة البطارية؛ يتم استخدام معادلة عدد البطاريات = متطلبات الطاقة اليومية / 1 سعة البطارية. من هنا، سيظهر الرقم 10 كيلو واط ساعة / 2.4 = 4.16. لذلك هناك حاجة إلى 5 بطاريات تقريباً.

 

عمق تفريغ البطارية: لا يوصى بتفريغ البطاريات دائمًا بنسبة 100%. لأن مثل هذه الإجراءات تقصر من العمر التشغيلي للبطارية. في المتوسط، يجب استخدام البطارية بين 50% و70%.

 

الطاقة الاحتياطية: في الأماكن التي تحتاج إلى طاقة احتياطية، يجب تخزين طاقة كافية لمدة 1-3 أيام على الأقل. وهذا يعني زيادة عدد البطاريات.

 

الجهد: يمكن زيادة الجهد اعتماداً على ما إذا كانت البطاريات متصلة على التوازي أو على التوالي. وبهذه الطريقة، ستزداد السعة أيضاً. بالطبع، من المهم أن يكون توصيل البطارية مناسباً للنظام. بشكل عام، يفضل استخدام بنوك البطاريات 48 فولت و24 فولت و12 فولت.
 

نوع البطارية: يجب أيضًا مراعاة نوع البطارية لتحديد عدد البطاريات اللازمة في اللوحة الشمسية. في هذا السياق، على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون مكلفة، إلا أنها مناسبة للاستخدام على المدى الطويل. كما أنها تتمتع بكثافة طاقة عالية. أما بطاريات الرصاص الحمضية فهي أقل متانة ولكنها اقتصادية.

 

ماذا يجب أن تكون طاقة العاكس وكيف يجب اختيارها؟

 

يجب اختيار طاقة العاكس اعتمادًا على متطلبات الطاقة اليومية. بعد تحديد إجمالي كمية الطاقة المراد إنتاجها، يجب تفضيل العاكس الذي يمكنه تلبية هذه الطاقة. عند الاختيار وفقًا لسعة اللوحة، يجب النظر إلى الطاقة الإجمالية للنظام. على سبيل المثال، بالنسبة لـ 10 ألواح بسعة 300 واط، يجب اختيار عاكس بقدرة 3 كيلو واط وفقًا لحساب إجمالي الطاقة = 10 ألواح × 300 واط.
 

يعد حمل الذروة أيضًا من بين العوامل التي تؤثر على اختيار طاقة العاكس. فالأجهزة مثل مكيفات الهواء والثلاجات المستخدمة في المنزل تستهلك طاقة زائدة خلال مرحلة التشغيل الأولية. على الرغم من أن هذه الطاقة مؤقتة، إلا أنه من المهم أن يكون العاكس قويًا أثناء بدء التشغيل حيث قد تكون أعلى من الطاقة التي يمكن للعاكس التعامل معها في الحال.

 

تعمل العاكسات بشكل عام على مرحلة واحدة. هذه العاكسات مناسبة للأنظمة المنزلية المتوسطة والصغيرة. ومع ذلك، يجب زيادة طاقة العاكس لتلبية الاحتياجات الأكبر من الطاقة، خاصةً للشركات والمباني التي تستخدم الكهرباء ثلاثية الطور. يجب على أولئك الذين يرغبون في توسيع النظام في المستقبل اختيار عاكس أكبر. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تتمتع المحولات التي تفقد بعض الطاقة أثناء تحويل الطاقة الكهربائية بكفاءة لا تقل عن 95%.
 

الأسئلة المتداولة حول حساب الألواح الشمسية

 

ما مقدار الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية؟
تنتج كل لوحة شمسية طاقة حسب مدة سطوع الشمس في البيئة التي يتم تركيبها فيها. على سبيل المثال، ستنتج اللوحة بقدرة 300 واط طاقة بمعدل 1.5 كيلو واط ساعة عندما تتلقى 5 ساعات من الشمس.

 

كم تبلغ تكلفة نظام الطاقة الشمسية؟
تختلف تكلفة هذه الأنظمة وفقاً لسعة البطارية وقوة العاكس وعدد الألواح وتكلفة التركيب. بالنسبة لمساحة معيشة متوسطة، يمكن أن تتراوح التكلفة بين 5 آلاف دولار و20 ألف دولار.

 

كم سنة تدوم أنظمة الألواح الشمسية؟
تدوم هذه الأنظمة عادةً حتى 30 عاماً. بالطبع، قد تنخفض كفاءة الألواح قليلاً بمرور الوقت.

 

كيف يتم حساب طاقة العاكس؟
يجب حساب إجمالي استهلاك الأجهزة التي ستعمل في نفس الوقت. على سبيل المثال، إذا كان إجمالي استهلاك الطاقة للأجهزة التي ستعمل في نفس الوقت 2000 واط، فيجب اختيار عاكس بقيمة 2.5 كيلوواط كحد أدنى.

 

ما هي المعايير التي يجب أن ننظر إليها عند حساب الألواح الشمسية؟
عند حساب اللوحة الشمسية، من المهم مراعاة عوامل مثل مدة سطوع الشمس، والاستهلاك اليومي للطاقة، والطاقة الاحتياطية، أي نظام البطارية وكفاءة اللوحة.