ในยุคปัจจุบัน เทคโนโลยีต่างๆ กำลังพัฒนาอย่างแข็งขันเพื่อให้เกิดความสะดวกสบายสูงสุดในกิจกรรมของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เป็นที่น่าสังเกตว่าการพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือกกำลังดำเนินไปอย่างเต็มกำลัง ตัวอย่างที่โดดเด่นคือแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งตอนนี้สามารถติดตั้งบนหลังคาบ้านของคุณเองได้แล้ว และทุกคนสามารถซื้อได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่บ้านอยู่ห่างจากสายไฟ แต่เพื่อให้เข้าใจถึงประโยชน์และประโยชน์ทั้งหมดของโซลูชันดังกล่าว การคำนวณแผงโซลาร์เซลล์ที่ถูกต้องจึงเป็นสิ่งจำเป็น
ข้อมูลทั่วไป
โฟโตอิเล็กทริกเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ค้นพบในปี พ.ศ. 2430 และกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาแผงโซลาร์เซลล์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ภายใต้อิทธิพลของแสง (โฟตอน) หรือการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ พลังงานของอนุภาคเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนของสาร กล่าวอีกนัยหนึ่งด้วยความช่วยเหลือของดวงอาทิตย์รับไฟฟ้า
หลังจากค้นพบปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้ จำเป็นต้องควบคุมมัน เพื่อจุดประสงค์นี้ โฟโตเซลล์ถูกสร้างขึ้น - อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษที่มีขนาดกะทัดรัด ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์
ในสภาวะการผลิตทางอุตสาหกรรม การรวมทรานสดิวเซอร์ขนาดเล็กมากเข้ากับแผงขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพกลายเป็นไปได้ องค์กรสมัยใหม่หลายแห่งผลิตการออกแบบโมดูลาร์ซิลิกอนในปริมาณมาก ประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 18-22%
แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยโมดูลที่คล้ายกันหลายโมดูลซึ่งโฟตอนของแสงแดดเข้าสู่วงจรไฟฟ้าในรูปของกระแสตรง จากนั้นจะเข้าสู่อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลหรือถูกแปลงเป็นประจุไฟฟ้ากระแสสลับ (220 โวลต์) พลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นทำให้เครื่องใช้ในครัวเรือนสามารถทำงานได้
คุณสมบัติการคำนวณแผงโซลาร์สำหรับบ้าน
การดำเนินการนี้หยุดลงก่อนเพื่อกำหนดพลังของพวกเขา และสำหรับสิ่งนี้ จำเป็นต้องรู้ว่าโหลดพลังงานใดจะตกบนโครงสร้างทั้งหมด กล่าวคือจะใช้พลังงานกี่กิโลวัตต์ต่อเดือน
การอ่านเหล่านี้สามารถกำหนดได้โดยการสังเกตมิเตอร์ไฟฟ้า และหากค่าอยู่ภายใน 100 กิโลวัตต์ ก็ควรซื้อแผงที่สามารถผลิตพลังงานได้ในปริมาณดังกล่าวพอดี
งานโซลาร์ก็คุ้มนะแบตเตอรี่ในโหมดเต็มสามารถทำได้ในเวลากลางวันเท่านั้น ปัญหาเต็มจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อท้องฟ้าแจ่มใสเท่านั้น เมื่อมุมตกกระทบของรังสีของดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลง เช่นเดียวกับลักษณะของเมฆบนขอบฟ้า กำลังจะลดลง 20% เช่นเดียวกันจะเกิดขึ้นในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก ทั้งหมดนี้ไม่ควรลืม
นั่นคือในกระบวนการคำนวณแผงโซลาร์เซลล์สำหรับบ้านส่วนตัว คุณควรใช้เวลาช่วงหนึ่งเมื่อทำงานเต็มประสิทธิภาพ ตามกฎแล้วนี่คือ 7 ชั่วโมง - ช่วงเวลาตั้งแต่ 9.00 น. ถึง 16.00 น. ในเวลาเดียวกัน ในฤดูร้อน แผงสามารถทำงานได้ตั้งแต่เช้าจรดค่ำ แต่ที่ผ่านมาเปอร์เซ็นต์ความสามารถในการทำงานจะอยู่ที่ 20-30% เท่านั้น ในช่วงเวลาดังกล่าว คุณจะได้รับ 70% ที่เหลือ
กำลัง
ดังที่เราเข้าใจแล้ว ปัจจัยพื้นฐานที่ควรพิจารณาเมื่อคำนวณแผงโซลาร์เซลล์คือโหลดพลังงาน ท้ายที่สุดแล้ว ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับปริมาณไฟฟ้าที่ต้องใช้ในการจัดหาบ้านเป็นส่วนใหญ่:
- การสร้างสถานีที่เต็มเปี่ยมต้องใช้แผงอันทรงพลัง - ตั้งแต่ 150 ถึง 250 วัตต์
- เพื่อรักษาประสิทธิภาพของแสงในประเทศเท่านั้น คุณสามารถใช้แบตเตอรี่พลังงานต่ำ - ไม่เกิน 50 W ซึ่งเพียงพอ
จะคำนวณยังไง
การใช้พลังงานพื้นฐาน
ก่อนคำนวณแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ จำเป็นต้องกำหนดกำลังรวมของผู้ใช้กระแสไฟฟ้าที่ใช้ทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ การใช้พลังงานของแต่ละยูนิต (เครื่องใช้ไฟฟ้า หลอดไฟ ฯลฯ) คูณด้วยจำนวนชั่วโมงในการใช้งานระหว่างวัน
หลังจากนั้น ให้รวมข้อมูลที่ได้รับทั้งหมด ผลที่ได้คืออัตราการใช้ไฟฟ้าต่อวัน (หน่วยเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง) นี่คือจำนวนแผงโซลาร์ที่ควรผลิต และนี่คือค่าต่ำสุด การคำนวณในภายหลังเกี่ยวกับจำนวนแผง ค่าใช้จ่าย และพารามิเตอร์อื่นๆ จะขึ้นอยู่กับข้อมูลเหล่านี้
อย่างไรก็ตาม ทั้งระบบไม่ได้มีแค่แผงโซลาร์เซลล์เท่านั้น แต่ยังมีส่วนประกอบอื่นๆ รวมอยู่ที่นี่ด้วย:
- อินเวอร์เตอร์;
- แบตเตอรี่;
- ตัวควบคุมการชาร์จ
เมื่อคำนวณพลังของแผงโซลาร์เซลล์สำหรับบ้านก็ไม่ควรลดราคาเช่นกัน! ในแบตเตอรี่มีพลังงานลดลง - มากถึง 20% ในเรื่องนี้ ในการคำนวณเพิ่มเติม มูลค่าฐานที่ได้รับจะต้องเพิ่มขึ้นตามจำนวนนี้
ผู้ใช้ไฟฟ้า
บ้านทุกหลังมีอุปกรณ์ที่จำเป็นมากมาย เทคนิคต่อไปนี้จะใช้ได้ในบางช่วงเวลา:
- ตู้เย็น;
- ทีวี;
- คอมพิวเตอร์;
- เครื่องซักผ้า;
- บอยเลอร์;
- เหล็ก;
- ไมโครเวฟ (แต่ไม่ใช่ทุกคนที่มี)
นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์อื่น ๆ ในกรณีที่ไม่มีชีวิตจะสูญเสียระดับความสะดวกสบายที่ต้องการ นอกจากนี้ หลอดไฟจำนวนหนึ่งซึ่งสามารถเข้าถึงได้ถึงร้อยดวง ส่องสว่างในอาณาเขตของอสังหาริมทรัพย์ส่วนตัวทุกวัน
ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นพลังของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้บ่อยที่สุด
| เครื่องใช้ในครัวเรือน | เรตติ้งกำลัง (W) | ระยะเวลาทำงานโดยประมาณหนึ่งวัน (ชั่วโมง) | การบริโภครายวัน (kWh) |
| ไมโครเวฟ | 500 | 2 | 3 |
| ทีวี | 150 | 5 | 0, 8 |
| เครื่องซักผ้า | 500 | 6 | 3 |
| ตู้เย็น | 500 | 3 | 1, 5 |
| หลอดไฟ | 200 | ประมาณ 10 | 2 |
| เหล็ก | 1500 | 1 | 1, 5 |
| โน๊ตบุ๊ค | 100 | 5 | 0, 5 |
| หม้อต้ม 150 ลิตร | 1, 2 | 5 | 6 |
| คอนโทรลเลอร์ | 5 | 24 | 0, 1 |
| อินเวอร์เตอร์ | 20 | 24 | 0, 5 |
ด้วยตารางนี้ พกพาสะดวกการคำนวณทางคณิตศาสตร์ของแผงโซลาร์เซลล์ ในตัวอย่างนี้ มูลค่าการใช้ต่อวันคือ 18.9 kWh ทำได้เพียงแต่ไม่คำนึงถึงสิ่งที่เรามักจะไม่ใช้ทุกวัน เช่น กาต้มน้ำไฟฟ้า เครื่องเป่าผม ปั๊ม เครื่องเตรียมอาหาร ฯลฯ ดังนั้นโดยเฉลี่ยแล้ว สามารถรับพลังงานได้สูงสุด 25 kWh (อย่างน้อย)
จุดสำคัญคือไข้เลือดออก
ก่อนที่คุณจะเริ่มนับจำนวนแผงโซลาร์เซลล์ คุณควรคำนึงถึงสิ่งต่างๆ เช่น ไข้แดด กล่าวโดยคร่าว ๆ คำนี้ควรเข้าใจว่าเป็นปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกลงมาต่อหน่วยพื้นที่ นี่เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมาก โดยที่ไม่สามารถระบุได้ว่าควรซื้อแผงกี่แผงอย่างแน่ชัด
ถึงแม้แสงแดดจะไม่เพียงพอ ไม่ว่าแบตเตอรี่จะมีประสิทธิผลแค่ไหน มันก็ไม่สามารถผลิตพลังงานที่จำเป็นได้ ดังนั้น คุณต้องเข้าใจถึงความสำคัญของพารามิเตอร์นี้เมื่อทำการคำนวณแผงโซลาร์เซลล์ ท้ายที่สุด ระดับพลังงานที่ต้องการจะขึ้นอยู่กับสิ่งนี้
แน่นอน พารามิเตอร์นี้เป็นค่าเฉพาะสำหรับแต่ละภูมิภาคของประเทศ มีสองวิธีในการรับข้อมูลที่จำเป็นนี้:
- ไดเร็กทอรีพิเศษ;
- ทรัพยากรอุตุนิยมวิทยาอิเล็กทรอนิกส์
อย่างที่คุณเข้าใจ ค่าสูงสุดของไข้แดดจะลดลงในช่วงฤดูร้อน ค่าต่ำสุดส่วนใหญ่อยู่ในเดือนที่หนาวเย็น
จำนวนแบตเตอรี่
เริ่มนับจำนวนแผงได้แล้ว สำหรับสิ่งนี้ ค่าที่พบของการบริโภคพื้นฐานพลังงานไฟฟ้าต่อวันต้องหารด้วยข้อมูลไข้แดดของเดือนที่ต้องการ
ในเวลาเดียวกัน สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการคำนวณจะต้องดำเนินการเป็นรายเดือน เนื่องจากข้อมูลอาจแตกต่างกันไปและบางครั้งก็มีนัยสำคัญ ตอนนี้ยังคงแบ่งค่าผลลัพธ์จากการคำนวณจำนวนแผงโซลาร์เซลล์อีกครั้งโดยใช้พารามิเตอร์พลังงานของแผงที่เลือกเท่านั้น ลักษณะนี้ระบุไว้ในหนังสือเดินทาง หากผลลัพธ์เป็นตัวเลขเศษส่วน จะมีการปัดเศษขึ้นเป็นค่าจำนวนเต็มและขึ้นเท่านั้น นี่จะเป็นผลลัพธ์สุดท้าย
แน่นอนว่ายิ่งประสิทธิภาพของพาเนลมากเท่าไร ก็ยิ่งต้องลดจำนวนลงเท่านั้น และที่นี่ทุกอย่างขึ้นอยู่กับขนาดของงบประมาณของครอบครัวและพื้นที่หลังคาเป็นหลัก ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องคำนึงถึงระยะเวลาการทำงานของระบบทั้งหมดด้วย อันที่จริง ด้วยแผงโซลาร์เซลล์ที่ลดลง จะต้องมีความต้องการมากกว่าภายใต้สภาวะปกติ
การใช้จ่ายอย่างมีเหตุผล
คิดคำนวนแผงโซลาร์เซลล์ก็ควรค่าแก่การใส่ใจกับไฟส่องสว่าง แต่ตามที่ระบุไว้แล้วจำนวนโคมไฟในอาณาเขตของบ้านส่วนตัวอาจมีขนาดใหญ่ - 100 หรือมากกว่า ด้วยเหตุนี้จึงควรให้ความสนใจกับหลอดประหยัดไฟ ส่งผลให้ประหยัดพลังงานได้มาก
นอกจากนี้คุณควรซื้อเครื่องใช้ในครัวเรือนไม่ต่ำกว่าระดับ A และแม้แต่ A +, A ++, A +++ ในที่สุด มาตรการดังกล่าวจะช่วยลดต้นทุนในการซื้อโซลาร์เซลล์ได้อย่างมากแผง นอกจากนี้ เครื่องใช้ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้ใช้ไฟ 12 V.
และนี่คือจำนวนแผงภาพถ่ายที่สามารถผลิตได้ โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมในการแปลงกระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ
ตัวอย่างคณิตศาสตร์
เมื่อคำนวณจำนวนแผงโซลาร์เซลล์สำหรับบ้าน ควรพิจารณาว่าฤดูกาลใดของปีทั้งระบบจะทำงานในโหมดเต็ม และอีกครั้งที่ทุกอย่างที่นี่เกิดจากไข้แดด อาจต้องใช้แผงภาพถ่ายจำนวนแตกต่างกันในแต่ละเดือน
เพื่อความเข้าใจที่ชัดเจนยิ่งขึ้น ควรยกตัวอย่างเฉพาะ:
- ตัวอย่างเช่น ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในบ้านต่อวันจะเป็น 15 kWh
- พารามิเตอร์ฉนวน - 3 kWh/m2.
- พลังของหนึ่งแผงคือ 300W หรือ 0.3KW.
คำนวณจำนวนแบตเตอรี่ที่ต้องการ (แสดงด้วยตัวอักษร N): N=15/3/0, 3=16, 6. การปัดเศษค่าผลลัพธ์เป็นจำนวนเต็ม เราได้ผลลัพธ์ - 17 แผง
อย่างไรก็ตาม ในฤดูหนาว ไข้แดดจะลดลงอย่างมากและสามารถสูงถึง 1 kWh/m2 ในกรณีนี้ คุณจะต้องใช้แบตเตอรี่เพิ่มขึ้นอย่างมาก - มากถึง 50.
จำนวนความแตกต่าง
ในด้านหนึ่ง การปฏิเสธการพึ่งพาแหล่งจ่ายไฟส่วนกลางแสดงถึงข้อดีบางประการ แต่มีอีกด้านหนึ่งของเหรียญ - การวัดดังกล่าวเต็มไปด้วยความแตกต่างบางอย่างที่ไม่ควรลดราคา และก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจว่าดวงอาทิตย์จะไม่ส่องแสงตลอดทั้งเดือนโดยไม่มี "การหยุดพัก" - ท้ายที่สุดแล้วผู้ส่องสว่างยังต้อง "พักผ่อน"
ด้วยเหตุนี้ เมื่อคำนวณแผงโซลาร์เซลล์ คุณควรตรวจสอบที่เก็บถาวรของสภาพอากาศในภูมิภาคที่พักอาศัยเพื่อกำหนดจำนวนวันที่เมฆมาก จะเห็นได้ว่าอย่างน้อย 7 วันในหนึ่งเดือนเป็นช่วงที่อากาศไม่เอื้ออำนวย ในขณะนี้ แผงโซลาร์เซลล์จะไม่สามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าได้ตามจำนวนที่ต้องการ
นอกจากนี้ คุณต้องไม่ลืมเรื่องสั้นของวันในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูใบไม้ผลิ จำนวนวันที่มีเมฆมากจึงเพิ่มขึ้น ในเรื่องนี้ ในการรับพลังงานแสงอาทิตย์ตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงตุลาคม จำเป็นต้องเพิ่มอาร์เรย์แผงสูงถึง 50% ขึ้นอยู่กับภูมิภาคที่พำนัก