Сколько солнечных панелей вам нужно будет установить на крыше, зависит от ваших потребностей в энергии, количества солнечного света, который вы получаете, характера вашей крыши, а также размера и мощности панелей, которые вы хотите установить. Математика проста, но количество переменных усложняет ее. Знание того, сколько панелей вам нужно, определит, будет ли установка солнечной энергии в вашем доме хорошей инвестицией.
переменные, которые следует учитывать
Во-первых, давайте определим, сколько энергии вы хотите генерировать. Вероятно, на этот вопрос проще всего ответить. Затем мы взвесим переменные, которые определяют, насколько большая солнечная система вам нужна, включая доступный солнечный свет, доступное пространство на крыше, размер панели и эффективность солнечной панели.
потребность в мощности
Если вы планируете подключить свою солнечную систему к сети, то все, что вам нужно сделать, чтобы определить ваши потребности в электроэнергии, — это просмотреть свои счета за электроэнергию за последний год и найти годовое потребление электроэнергии, рассчитанное в киловатт-часах или кВтч. В течение года вы будете использовать больше электроэнергии в другое время, а в определенное время года (например, при использовании кондиционера летом), когда вы используете меньше. В соответствии с планами чистого учета электроэнергии в различных штатах ваша электрическая компания будет зачислять на ваш счет часть или всю избыточную электроэнергию, которую вы производите, но не используете, и она будет зачислена на ваш счет, когда вы используете больше электроэнергии, чем производите.
Планируйте заранее. Солнечные панели имеют длительный срок службы – 25 лет и более. Подумайте о том, как ваши потребности в электроэнергии могут увеличиться или уменьшиться в будущем: дети могут переехать или ваш дом может переехать, вы можете купить электрический тепловой насос, чтобы заменить масляный мусоросжигатель, или заменить автомобиль, работающий на бензине, на электрический . Но если вы перестроите, вы можете не получить всю энергию, которую вы производите.
доступный солнечный свет
Чтобы уменьшить количество необходимых вам солнечных панелей, вы можете установить их в местах, которые получают больше всего солнечного света в течение года. Ничто не может заменить оценку на месте, сделанную экспертом по солнечной энергии, измеряющим солнечное воздействие с помощью специального оборудования, но калькулятор PVWatts из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL) или Google Project Skylights может дать вам приблизительную оценку вашей солнечной энергии. доступность солнечного света в доме и сколько электроэнергии можно получить, установив панели.
Доступное пространство на крыше
Вы захотите знать, какая часть вашей крыши получает достаточно солнечного света, чтобы окупить затраты на установку солнечных панелей. Это зависит от размера вашей крыши, ее ориентации и количества часов солнечного света, который она получает каждый день. Чем больше солнечного света, тем больше вероятность того, что ваши инвестиции окупятся. При слишком малом количестве солнечного света солнечная система на крыше может никогда не окупить себя — в этом случае в качестве варианта рассмотрите общественную солнечную ферму . Таким образом, вы по-прежнему можете генерировать всю необходимую мощность, не устанавливая ничего на своей территории.
Размер панели
Солнечные панели бывают разных размеров, разной стоимости и с разным уровнем мощности и эффективности. Чем больше места доступно на вашей крыше, тем больше панелей вы сможете использовать, что, возможно, не самый энергоэффективный вариант, но более рентабельный, поскольку покрывает площадь, требующую меньше структурной поддержки. Для небольших помещений больше смысла использовать более энергоэффективные панели.
эффективность
Эффективность определяется идеальным соотношением энергии, которую солнечная панель преобразует в электричество. Хотя современные солнечные элементы могут преобразовывать почти 50% солнечной энергии, большинство солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, имеют КПД 15-20%. Эффективность солнечных батарей снижается примерно на 0,5% каждый год.Даже если скорость деградации удвоится, солнечная панель все равно будет на уровне 74% после 30 лет эксплуатации. Новые технологии постоянно повышают эффективность, но, конечно, самые эффективные панели будут дороже. Инвестиции в самые эффективные солнечные панели могут иметь смысл только в том случае, если у вас ограниченное пространство на крыше.
| Средний уровень солнечной энергии на крыше | |
|---|---|
| Бытовое потребление электроэнергии | 11 000 кВтч/год |
| Размер солнечной панели | 5 футов х 3 дюйма (1,5 х 0,9 м) |
| Стоимость за солнечную панель | 200-250 долларов |
| общая стоимость установки | 12 000 долларов США |
| Срок службы солнечной панели | 25-30 лет |
| Количество панелей | 21-34 |
| Установленная мощность электрогенерации | 250–400 Вт |
Как рассчитать необходимое количество солнечных батарей
Чтобы рассчитать количество солнечных панелей, которые вам нужны, необходимы три числа: ваши потребности в энергии, мощность каждой панели и коэффициент производства панели. Мощность определяется производственным процессом, а коэффициент производства определяется средой, в которой установлены панели.
Установленная мощность электрогенерации
В характеристиках солнечной панели будет указана ее номинальная мощность в ваттах, при этом «пиковая мощность» означает максимальную выходную мощность панели. Однако не ждите, что ваши панели всегда будут достигать максимальной мощности, поскольку это ее мощность в идеальных условиях: полный солнечный свет, идеально чистые панели, работа с максимальной эффективностью. Типичная панель может производить от 200 до 370 Вт мощности. В этих идеальных условиях, например, при более чем 5 часах прямого солнечного света, панель, производящая 300 Вт электроэнергии, будет производить 1500 киловатт-часов энергии. Когда вы сравниваете солнечные системы, сравнение цен обычно производится в долларах за ватт. Эти затраты значительно снизились за последнее десятилетие. С учетом затрат на установку средняя стоимость солнечной системы на крыше из 22 панелей в 2010 году составила 7,53 доллара за ватт. К 2020 году эта цена упала до 2,71 доллара за ватт.
коэффициент производства
Эффективность панели — это лишь один фактор, определяющий, сколько энергии она может производить на самом деле. Условия окружающей среды, такие как количество и интенсивность солнечного света, чистота панелей и температура окружающей среды, влияют на коэффициент производства, который представляет собой отношение расчетной энергии, которую панель может фактически произвести, к ее номинальной «пиковой мощности в ваттах». В зависимости от того, где вы живете, и ориентации вашей крыши, коэффициент производства может составлять от 1,1 до 1,8. Например, если вы живете в солнечной Южной Калифорнии, ваш коэффициент производства может составлять 1,6, тогда как если вы живете в Сиэтле, где часто пасмурно, ваш коэффициент производства может составлять 1,3.
Мы готовы посчитать.
Поднимите свой калькулятор. Чтобы определить количество панелей, необходимых для выработки 100 % необходимой вам электроэнергии, разделите годовую потребность в электроэнергии на отношение мощности панелей к выработке (годовой спрос/коэффициент производства/мощность). Вот два примера:
Если вы среднестатистический американец, вы потребляете 11 000 киловатт-часов электроэнергии в год. Если вы живете в Южной Калифорнии и ваш коэффициент производства равен 1,6, вам понадобится солнечная система, которая может производить 6875 кВтч круглый год. Если вы решите приобрести панели генерирующей мощностью 320 Вт каждая, вам понадобится 21,5 панелей для удовлетворения ваших годовых потребностей в энергии.
Если вы живете в Сиэтле и потребляете 11 000 кВтч в год, а ваш коэффициент производства равен 1,3, то вам понадобится солнечная система, которая сможет производить 8461 кВтч круглый год. Возможно, у вас крыша меньшего размера, и вы решили инвестировать в более эффективные панели, которые могут производить 360 Вт. Вам необходимо приобрести 23,5 панелей, чтобы удовлетворить свои ежегодные потребности в энергии.