كيفية تحديد حجم نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية للفيلا (طريقة واقعية تعمل بالفعل)

عندما يسأل الناس عن الحجم الذي يجب أن يكون عليه نظامهم الشمسي، فإن أول شيء أقوله لهم عادةً هو: لا تبدأ بالسقف، ولا تبدأ بما يقترحه عامل التركيب. ابدأ بفاتورة الكهرباء الخاصة بك. هذا هو الرقم الوحيد الذي لا يكذب. في معظم مشاريع الفلل التي عملت عليها، انتهى الأمر بحجم النظام إلى أن يكون خاطئًا ليس بسبب المعدات السيئة، ولكن لأن شخصًا ما خمن الحمولة.

انظر إلى سنة كاملة، وليس شهرًا واحدًا

إذا قمت بفحص فاتورة واحدة أو اثنتين فقط، فسوف تفوت النمط الحقيقي. يمكن لتكييف الهواء وحده أن يضاعف استهلاكك في أشهر معينة. لقد رأيت فيلات يبلغ متوسط ​​إنتاجها 25 كيلووات ساعة/يومًا في الشتاء تقفز إلى أكثر من 50 كيلووات ساعة/يومًا في الصيف. لذا فإن الطريقة الأكثر أمانًا هي: خذ 12 شهرًا من البيانات، واجمع كل شيء، واقسمه على 365. وهذا يمنحك رقمًا يمكنك التصميم عليه بالفعل.

إنتاج الطاقة الشمسية محدود أكثر مما يعتقده الناس

يفترض الكثير من الأشخاص أنهم إذا قاموا بتركيب نظام بقدرة 10 كيلووات، فإنه ينتج بطريقة أو بأخرى 10 كيلووات طوال اليوم. هذه ليست الطريقة التي يعمل بها. في الواقع، لن تحصل إلا على بضع ساعات فعالة يوميًا عندما يكون النظام قريبًا من مخرجاته المقدرة - عادةً ما يتراوح بين 4 إلى 5 ساعات اعتمادًا على موقعك. لذا، إذا كانت الفيلا الخاصة بك تستخدم 40 كيلووات في الساعة يوميًا، فأنت تحاول إنتاج معظم ذلك في فترة زمنية أقصر بكثير.

الحساب السريع الذي أستخدمه

لا يوجد شيء فاخر هنا، مجرد اختصار عملي: خذ استخدامك اليومي وقسمه على ساعات الشمس القابلة للاستخدام، ثم قم بضبط الخسائر. بين الحرارة، وتحويل العاكس، والغبار، والأسلاك، فإنك لا تحصل على 100% مما تم تصنيف اللوحات عليه. في معظم التركيبات الحقيقية، أفترض أن الكفاءة تبلغ حوالي 80%. لذا، إذا استخدمنا مثال 40 كيلووات ساعة/يوم: 40 ÷ 4 ساعات = 10 كيلووات. ثم حساب الخسائر → ما يقرب من 12-13 كيلوواط النظام. وهذا عادة ما يكون أقرب إلى الواقع من أرقام الكتيبات.

حيث غالبًا ما تسير عمليات التثبيت بشكل جانبي

تظهر بعض الأشياء مرارًا وتكرارًا. تبدو بعض المقترحات رائعة على الورق ولكنها تعتمد على ظروف مثالية غير موجودة. هناك عامل آخر وهو تجاهل الحرارة، حيث تصبح الألواح ساخنة على أسطح الفيلات، وينخفض ​​الإنتاج. ثم هناك الحمل المستقبلي: يقوم الأشخاص بتركيب الطاقة الشمسية، وبعد مرور عام يضيفون شاحن السيارة الكهربائية أو يقومون بترقية نظام التبريد الخاص بهم، مما يجعل النظام يبدو أصغر حجمًا.

هناك أيضًا حد فني لا يراه الناس

يتم توصيل اللوحات في سلاسل متتالية، ويزيد الجهد. في الصباح الباكر، عندما تكون درجات الحرارة منخفضة، يرتفع هذا الجهد فعليًا عن المعدل الطبيعي. إذا كانت السلسلة طويلة جدًا، فقد تتجاوزحد الأمان 1000 فولت تيار مستمرالتي يمكن للعاكس الخاص بك التعامل معها. حتى لو كان الحجم الإجمالي لنظامك صحيحًا، فإن الطريقة التي يتم بها توصيله - والتي تضمن عدم تجاوز حدود الجهد مع الحفاظ على تيار كافٍ - تعد من التفاصيل الفنية المهمة.

هل يجب أن تبالغ قليلاً؟

في معظم الحالات، نعم، ولكن ليس بشكل أعمى. تعد إضافة مخزن مؤقت صغير (10-20%) أمرًا معقولًا إذا كنت تتوقع استخدامًا أعلى لاحقًا. لكنني رأيت أيضًا أنظمة كبيرة الحجم إلى درجة يتم فيها تصدير الطاقة بمعدلات منخفضة، وهو أمر لا معنى له من الناحية المالية. إنه توازن، وليس موقف "الأكبر هو الأفضل".

إذا كنت تستخدم بطارية، فكر بشكل مختلف

بمجرد استخدام البطارية، يتغير الهدف. لا يتعلق الأمر فقط بإنتاج ما يكفي من الطاقة، بل يتعلق الأمر أيضًامتىتستخدمه. بالنسبة للفيلا النموذجية، تغطي الطاقة الشمسية الاستخدام أثناء النهار، وتقوم الطاقة الإضافية بشحن البطارية، وتغطي البطارية المساء. إذا كان استخدامك اليومي حوالي 40 كيلووات في الساعة، فمن الشائع استخدام بطارية في نطاق 40-80 كيلووات في الساعة، اعتمادًا على مقدار الاستقلال الذي تريده عن الشبكة.

تذكير ودية

لا يوجد حجم نظام عالمي "صحيح" للفيلا. ولكن إذا قمت ببناء نظامك على الاستهلاك الحقيقي، واستخدمت افتراضات شمسية واقعية، وتركت مساحة صغيرة للتغييرات المستقبلية، فسوف تتجنب معظم المشكلات التي أراها في الأنظمة ذات الحجم السيئ. كل شيء آخر - اختيار المعدات، والتخطيط، وحتى العلامة التجارية - يأتي بعد ذلك.

الأسئلة الشائعة المتعلقة بالهندسة المتخصصة: تحديد الحجم الحقيقي للفيلات

1. "لماذا اقترح عامل التركيب نظامًا بقدرة 10 كيلو وات في حين أن فاتورة المرافق تشير إلى أنني أستخدم 40 كيلو وات في الساعة/اليوم؟"

غالبًا ما يستخدم القائمون على التثبيت "المعدلات السنوية"، وهو فخ خطير. إذا كانت الفيلا الخاصة بك تستهلك 40 كيلووات في الساعة/اليوم، فإن نظام 10 كيلووات ينتج فقط هذا القدر من الطاقة في ظل ظروف مثالية (عادةً 4-5 ساعات من ذروة الشمس). إذا كان لديك تظليل، أو غطاء سحابي، أو استخدام مكثف للتيار المتردد في الصيف، فإن نظام 10 كيلو واط الخاص بك لن يكون كافيًا. تتطلب معظم تصميمات الفلل عالية الأداء بالفعل12-13 كيلو واط من القدرة المركبةلحساب خسائر تحويل العاكس في العالم الحقيقي والتلوث.

2. "هل يمكنني إضافة المزيد من اللوحات إلى سلسلتي لاحقًا إذا زاد استخدامي للطاقة؟"

لا يخلو من مخاطر جسيمة. كل العاكس لديه صارمةسقف تيار مستمر 1000 فولت. إذا قمت بإضافة لوحات إلى سلسلة موجودة، فإنك تزيد من جهد الدائرة المفتوحة (Voc). في صباح بارد ومشمس، يمكن أن يرتفع الجهد الكهربائي ويتجاوز حد الـ 1000 فولت، مما يؤدي على الفور إلى نفخ مكونات التيار المباشر الداخلية للعاكس. أنت لا تقوم فقط بإضافة الأجهزة؛ أنت تقوم بتغيير الفيزياء الكهربائية للحلقة بأكملها.

3. "هل يعتبر الحجم الزائد للنظام الكهروضوئي مضيعة للمال؟"

"الحجم الكبير" (إضافة 10-20٪ احتياطي) هو في الواقع أفضل بوليصة تأمين للفيلا. بين شحن السيارات الكهربائية في المستقبل، ومضخات المسابح، والتدهور التدريجي لكفاءة اللوحة (0.5% سنويًا)، سيكون النظام "الحجم المثالي" اليوم "أصغر من الحجم" في غضون ثلاث سنوات. ومع ذلك، لا تبالغ في الأمر — إذا قمت بتصدير 80% من طاقتك بمعدلات منخفضة، فسوف ينخفض ​​عائد استثمارك. الهدف هو تعظيم **الاستهلاك الذاتي**.

4. "كيف يرتبط حجم البطارية باستهلاكي اليومي البالغ 40 كيلو واط في الساعة؟"

فكر في البطارية كجسر ليلا. إذا كنت تستخدم 40 كيلووات في الساعة يوميًا، فلن تحتاج بالضرورة إلى بطارية بقدرة 40 كيلووات في الساعة، لأنك تستخدم بعض الطاقة بينما لا تزال الشمس بعيدة. بالنسبة لمعظم الفلل، يوجد بنك بطارية بينهما40 كيلو وات و 80 كيلو واتهي البقعة الحلوة. إنه يوفر سعة كافية لتغطية القمم المسائية وأحمال الطوارئ دون شراء سعة كبيرة بحيث لا يتم شحنها بالكامل في الشتاء.

5. "هل أحتاج حقًا إلى القلق بشأن تأثير درجة الحرارة على مخرجات اللوحة؟"

نعم، وهذا هو المكان الذي تفشل فيه معظم خطط DIY. يتم تصنيف الألواح الشمسية عند 25 درجة مئوية. عندما تصل درجة حرارة سطح الفيلا إلى 50 درجة مئوية في الصيف، ينخفض ​​الجهد الكهربائي، وكذلك ينخفض ​​إجمالي إنتاجك. يستخدم التصميم الاحترافي حساب **معامل درجة الحرارة** لخفض سرعة الألواح. إذا تجاهلت هذا، فستجد أنه في الأيام الأكثر حرارة - عندما تكون في أمس الحاجة إلى مكيف الهواء - يعمل نظامك فعليًا بنسبة 85% من سعته المقدرة.