میزان برقی که یک صفحه خورشیدی تولید می‌کند بستگی به سه عامل مهم دارد؛‌ اندازه صفحه خورشیدی، بازدهی سلول‌های خورشیدی و میزان نوری که سلول خورشیدی دریافت می‌کند.

در ادامه آنچه شما از یک پنل خورشیدی معمولی انتظار دارید و چگونگی تولید برق برای مصارف وسایل برقی خانه شمارا بررسی خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

پنل های خورشیدی دارای چه اندازه‌هایی هستند؟

زمانی که ما میگوییم «پنل خورشیدی»، منظور همان پنل فتوولتائیک سیلیکون معمولی برای استفاده خانگی است. امروزه، اکثر پنل های خورشیدی،‌ دارای طول ۵٫۵ فوت و عرض آن‌ها کمی بیشتر از ۳ فوت است.

اگر با دقت به تصویر بالا نگاه کنید، متوجه ۶۰ مربع کوچک خواهید شد. هر یک از این مربع‌ها درواقع یک سلول خورشیدی هستند که باسیم به یکدیگر وصل شده‌اند. در این سلول‌ها برق تولید می‌شود و سیم‌ها برق را به جعبه اتصال (junction box)انتقال داده که پنل موردنظر توسط آن به یک آرایه‌ای از پنل ها وصل می‌شود.

چرا اندازه صفحه خورشیدی اهمیت دارد؟

سلول‌های خورشیدی در کنار یکدیگر کار می‌کنند و برق بیشتری تولید می‌کنند. اگر می‌خواهید میزان تولید برق صفحه خورشیدی را محاسبه کنید، اندازه آن مهم است.

اندازه پنل های خورشیدی طی دهه‌ها تغییری نکرده است اما پنل های امروزی نسبت به انواع قدیمی آن‌ها برق بیشتری تولید می‌کنند، زیرا که در طول زمان سازندگان سلول‌های خورشیدی راه‌هایی برای بهبود کارایی آن‌ها یافته‌اند.

بازدهی پنل های خورشیدی چگونه است؟

میزان انرژی نور خورشید که به برق تبدیل می‌شود، بازده پنل خورشیدی است.

در دهه ۱۹۵۰، اولین سلول‌های خورشیدی تنها قادر به دریافت ۶٪ از انرژی خورشید و تبدیل آن به برق را داشتند که اگر ۶۰ عدد از این سلول‌ها را مانند شکل بالا در کنار هم قرار می‌دادیم قادر بود جریانی معادل ۲۰ وات تولید کند، این میزان یک‌سوم برقی است که برای روشن کردن یک لامپ رشته‌ای ۶۰ وات لازم است.

امروزه بازدهی پیشرفته‌ترین سلول‌های خورشیدی نزدیک به ۲۳٪ است اما سلول‌های خورشیدی که برای مصارف مسکونی است و در دسترس عموم است دارای بازدهی ۱۸٫۷٪ هستند.

اگر بازدهی سلول‌ها را با اندازه پنل باهم در نظر بگیرید، عدد به‌دست‌آمده قدرت صفحه خورشیدی را نشان می‌دهد که در صنعت خورشیدی، میزان واتی است که پنل خورشیدی قادر به تولید است.

قدرت یک صفحه خورشیدی متوسط

از سال ۲۰۱۸، یک پنل خورشیدی معمولی در حدود ۳۲۰ وات برق تولید می‌کند. اما پنل ها دارای قدرت‌های متفاوتی هستند و یافتن پنلی که دقیقاً ۳۲۰ وات برق تولید کند نادر است. ۱۰ پنل برتر سال ۲۰۱۸ برای مصارف مسکونی پنل هایی باقدرت تولید برق بین ۲۹۰ تا ۳۲۰ وات هستند.

اگر فضای کمی بر روی بام منزل دارید می‌توانید از پنل های با بازدهی بالاتر استفاده کنید که معمولاً گران‌تر هم هستند. شخصی که پنل های خورشیدی را برای شما نصب می‌کند قبل از نصب، نسبت به برقی که نیاز دارید تعداد، قدرت و نحوه قرارگیری پنل ها را برای شما طراحی می‌کند.

درواقع قرارگیری آرایه‌های پنل های خورشیدی نسبت به قدرت هر پنل اهمیت بیشتری دارد.

چگونه قدرت یک پنل خورشیدی مشخص می‌شود؟

در پشت هر صفحه خورشیدی یک لیبل وجود دارد که دارای یک سری عدد نوشته‌شده است(شکل زیر)‌، عددی که در شکل مشخص‌شده قدرت پنل خورشیدی را در شرایط ایدئال نشان می‌دهد که به آن توان پنل در شرایط آزمایشگاهی میگویند (STC= Standard Test Condition)

برای تعیین نرخ STC در آزمایشگاه، صفحه خورشیدی را در شرایط ایدئال یا «پیک خورشیدی» که برابر است با ۱۰۰۰ وات تابش خورشید در یک مترمربع از سطح آزمایش می‌کنند. این شرایط برابر با تابش خورشید در ظهر در روز آفتابی در ناحیه خط استوا است.

در تصویر بالا، نرخ STC برای پنل موردنظر ۲۵۰ وات است. اگر این پنل یک ساعت به‌طور کامل نور خورشید دریافت کند قادر است ۲۵۰ وات‌ساعت برق تولید کند. با ۴ عدد از این پنل می‌توانید ۱ کیلو وات‌ساعت برق خورشیدی دریافت کنید.

۱۰برند برتر صفحه خورشیدی برای نصب خانگی

ایالت کالیفرنیا یکی از مکان‌هایی است که تابش خوبی دارد و افراد آن دوست دارند از انرژی خورشیدی برای مصارف خود بهره ببرند. طبق آمار و اطلاعات این ایالت نزدیک به ۵۰۰۰۰ سیستم خورشیدی خانگی در سال ۲۰۱۸ نصب و راه‌اندازی شده است و لیست زیر ۱۰ برندی که بیشترین نصب را داشته‌اند را نشان می‌دهد.

۲ صفحه خورشیدی اول این لیست ۲۵٪ از کل پنل های خورشیدی را به خود اختصاص داده‌اند. در کل ۱۰پنل زیر ۶۴٪ از کل پنل هایی که برای خانه‌ها نصب‌شده‌اند را تشکیل می‌دهند.

محاسبه خروجی پنل خورشیدی (kWh)

حتی اگر شما در خط استوا یا نزدیکی آن زندگی می‌کنید نمی‌توان انتظار شرایط ایدئال را داشت، زیرا که میزان برق تولیدشده توسط صفحه خورشیدی بستگی به متوسط تابش خورشیدی در سال دارد. اگر منطقه زندگی شما اکثر اوقات ابری است، انرژی کمتری برای تبدیل به برق وجود دارد.

اولین قدم برای اینکه بدانید پنل های خورشیدی خانگی شما چقدر برق تولید خواهند کرد این است محل زندگی‌تان را بر روی کره زمین بیابید!

خوشبختانه یک وب سایت وجود دارد که شما با واردکردن اطلاعات محل زندگی‌تان و اندازه پنل های خورشیدی و تعداد آن‌ها می‌توانید بفهمید  به‌طور متوسط چه میزان انرژی خورشیدی دریافت و چقدر برق توسط پنل هایتان به‌طور سالیانه تولید می‌شود.

خروجی صفحه خورشیدی در روز و در ماه

برای مثال همان پنل ۲۵۰ وات که در بالا ذکر کردیم را در نظر بگیرید، اگر عدد ۲۵۰ را در تعداد ساعات در روز که به‌طور کامل پنل شما نور خورشید دریافت می‌کند ضرب کنید، کیلو وات‌ساعت برق خروجی را در روز به دست خواهید آورد و اگر این عدد به‌دست‌آمده را در ۳۰ ضرب کنید کیلو وات‌ساعت خروجی ماهیانه را به شما می‌دهد.

در روز به‌طور متوسط ۴ ساعت نور خورشید به‌گونه‌ای است که پنل های خورشیدی بیشترین تولید رادارند(همان‌طور که در مقاله‌های قبلی ذکر کردیم، برای اینکه یک صفحه خورشیدی بیشترین تولید را داشته باشد باید نور خورشید به‌صورت عمود به پنل خورشیدی تابیده شود. )

بنابراین با ۴ ساعت نور مفید خورشید داریم:

۴ساعت × ۲۵۰ وات = ۱۰۰۰ وات.ساعت

یعنی ۱ کیلو وات‌ساعت (۱۰۰۰ وات‌ساعت) برق تولیدی در روز به ازای هر پنل خورشیدی ۲۵۰ وات خواهیم داشت.

حال اگر ۱ کیلو وات‌ساعت را در عدد ۳۰ روز بکنید، ۳۰ کیلو وات‌ساعت برق تولیدی در ماه توسط هر پنل خورشیدی ۲۵۰وات را به دست خواهید آورد.

یک پنل خورشیدی در هر فوت مربع چه میزان تولید دارد؟

یک صفحه خورشیدی متوسط دارای اندازه‌ی ۱۷٫۶ فوت مربع دارد که در برابر نور مستقیم خورشید ۲۶۵ وات تولید دارد؛ یعنی به ازای هر فوت مربع ۱۵ وات تولید دارد. (شکل بالا)

به‌طور متوسط چه تعداد پنل خورشیدی برای تأمین تمام برق یک‌خانه معمولی نیاز است؟

اندازه سیستم خورشیدی موردنیاز برای یک‌خانه را می‌توان از قبض برق خانه در طول یک سال به دست آورد. این قبض‌ها را احتمالاً داشته باشد یا از اداره برق می‌توانید دریافت کنید.

طبق قبض بالا این خانه به‌طور متوسط ۲۲۰۰ کیلو وات‌ساعت در ماه مصرف برق دارد که این میزان از میانگین ملی بالاتر است بنابراین صاحب این خانه می‌تواند از انرژی خورشیدی برای کاهش مبلغ قبض خود کمک بگیرد.

اگر فرض کنیم خانه‌ای به‌طور متوسط ۹۰۰ kWh در ماه مصرف برق دارد، بنابراین۹۰۰ را بر میزان تولید یک پنل خورشیدی در ماه (۳۰kWh) تقسیم کنید، تعداد پنل خورشیدی موردنیاز به دست خواهد آمد که در اینجا برابر است با ۳۰ عدد پنل ۲۵۰ وات. ۳۰ عدد پنل خورشیدی ضرب‌در توان ۲۵۰ وات برابر است با یک سیستم ۷۵۰۰ وات (۷٫۵کیلووات) است.

به‌هرحال این‌ها برآوردهای نظری هستند، برای اینکه به‌طور دقیق یک سیستم خورشیدی را برای خود داشته باشید بهتر است با متخصصان این زمینه مشورت کنید.

بیشتر بخوانید:

تجارت برق خورشیدی یک‌به‌یک (فرد به فرد)/P2P Energy Trading

نحوه محاسبه تعداد پنل‌های خورشیدی مورد‌نیاز برای تجهیز کامل خانه

معرفی ۵ تجهیز موردنیاز برای نصب و راه اندازی سیستم خورشیدی