تُنتج الألواح الشمسية الطاقة الكهربائية وفقًا لحجمها وكفاءتها ومقدار ضوء الشمس الذي تتلقاه. بالنسبة لأصحاب المنازل والشركات الصغيرة ، تعد الألواح المثبتة على السقف خيارًا نموذجيًا. تغطي الألواح الشمسية بمعدل 100 إلى 200 واط حوالي 10 أقدام مربعة (1 متر مربع). تعتمد الطاقة التي تحصل عليها من لوحة شمسية بقوة 100 واط على مقدار ضوء الشمس الذي تتلقاه ، وعلى أساس يومي ، يكون إجمالي الطاقة أقل بكثير من القوة الكهربائية المقدرة.
الائتمان: هارولد كانينغهام / غيتي إيمدجز / غيتي إيمدجزسقف الألواح الشمسية في Solar Settlement في ألمانياحقائق
ائتمان: Digital Vision. / Digital Vision / Getty Images لوحة شمسية على جبل. لاغونا ، كاليفورنياهناك ثلاثة أنواع رئيسية من الألواح الشمسية لتطبيقات المنزل والأعمال. كل نوع هو المفاضلة في كفاءة الطاقة وتكاليف التصنيع. الألواح الشمسية هي أشباه الموصلات التي تجمع أشعة الشمس وتحويلها إلى كهرباء. وهذا ما يسمى تأثير الضوئية. تعتمد كمية الطاقة التي يمكن أن تنتجها الألواح الشمسية على مقدار ضوء الشمس الذي تتلقاه ، ومدى قدرتها على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ، ومدى ضخامة الألواح الشمسية.
لوحة شمسية أكبر ستخلق المزيد من الطاقة. إن توصيل العديد من الألواح الشمسية معًا هو السبيل للحصول على 120 فولت لتشغيل معظم الأجهزة المنزلية ، ويحتاج المزيد من الأجهزة إلى المزيد من الأمبير لتشغيلها. فولت مرات أمبير يساوي واط ، أو السلطة. تنتج اللوحة الشمسية النموذجية الراقية حوالي 180 واط في ضوء الشمس الساطع. قد تكون الائتمانات الضريبية متاحة للمستهلكين الذين يقومون بتثبيت الألواح الشمسية (//www.energystar.gov/index.cfm؟c=tax_credits.tx_index#s4).
التاريخ
الائتمان: ناسا / غيتي إيمدجز News / Getty Images محطة الفضاء الدولية مع صفائف الألواح الشمسيةتم اختراع الألواح الشمسية المفيدة الأولى في Bell Laboratories في عام 1954. ما إن يتم استخدامها في الغالب في المركبات الفضائية والأقمار الصناعية ، يتم الآن استخدام الألواح الشمسية في العديد من التطبيقات بما في ذلك تزويد المنازل بالطاقة. أدت التطورات في إنتاج السيليكون والمواد المستخدمة في "تعاطي المنشطات" لأشباه الموصلات وزيادة الامتصاص والتقنيات المضادة للانعكاس إلى زيادة الكفاءة.
الاعتبارات
الائتمان: شون غالوب / غيتي إيمدجز News / Getty Images الخلايا الضوئية التي سيتم استخدامها في بناء الألواح الشمسيةالمهندسين تصميم الألواح الشمسية لتحقيق أقصى استفادة من الطاقة من أشعة الشمس. لا يتم تحويل معظم ضوء الشمس الذي يضرب لوحة شمسية إلى كهرباء - يجب أن يكون الطول الموجي الصحيح (اللون) ويجب امتصاصه (لا ينعكس). تتمتع الألواح النموذجية المتاحة للاستخدام المنزلي أو التجاري بكفاءة أقل من 20 بالمائة ، مما يعني أن 20 بالمائة فقط من طاقة ضوء الشمس التي تصل إلى اللوحة الشمسية يتم تحويلها إلى كهرباء. تم احتساب هذا بالفعل في القوة الكهربائية المقدرة للوحة الشمسية. يتم تصنيف الطاقة الكهربائية بمرور الوقت بالواط في الساعة ، أو كيلووات ساعة.
محتمل
ائتمان: أندرياس رينتز / غيتي إيمدجز / غيتي إيمدجزالوحات الضوئية تغطي واجهة مبنى سكني في برلين ، ألمانياالطاقة التي يمكن أن تحققها الألواح الشمسية والقوة التي توفرها هما أمران مختلفان. إذا تم تصنيف لوحة معيّنة على 180 واط ، فسوف تؤدي ما يصل إلى هذا المستوى في أشعة الشمس الساطعة (1000 واط لكل متر مربع). ومع ذلك ، ما لم تكن تعيش على خط الاستواء ، فلن تتلقى ألواح الطاقة الشمسية الكثير من ضوء الشمس. سوف تخبرك كمية أشعة الشمس التي تصل إلى الأرض في منطقتك (وتسمى "التشميس" ، والتي يتم حسابها بالواط لكل متر مربع) والتي تقسم أشعة الشمس الساطعة المتوافقة مع معايير الصناعة (1000 واط لكل متر مربع) إلى أي جزء من القوة الكهربائية المقدرة ستنتجها .
تتمثل الطريقة الأبسط في العثور على عدد "ساعات ذروة الشمس" التي يتلقاها موقعك كل يوم. أي بائع حسن السمعة سيكون لديه هذه المعلومات. تبلغ ساعة ذروة الشمس ساعة واحدة تبلغ 1000 واط لكل متر مربع من ضوء الشمس (//photovoltaics.sandia.gov/docs/glossary.htm). تتلقى معظم المواقع في الولايات المتحدة أقل من ست ساعات من ساعات الذروة في اليوم. يمكنك توقع مقدار الطاقة التي يمكن أن تولدها الألواح الشمسية المعينة عن طريق ضرب تصنيف واط للوحة الشمسية بعدد ساعات الذروة الشمسية لموقعك. لاحظ أن ساعات الشمس ستختلف حسب الموسم ، وتكون أدنى خلال فصل الشتاء.
اعتبارات عملية
الائتمان: باتريك لوكس / غيتي إيمدجز News / Getty ImagesFarm مع سقف الألواح الشمسيةيجب مراعاة العوامل الأخرى بخلاف الإمكانات القصوى للوحة الشمسية. هل لوحتك في ضوء الشمس الكامل؟ هل يتم وضعه بشكل صحيح للوصول إلى الحد الأقصى للتعرض؟ سوف يقلل الغطاء السحابي من الطاقة بنسبة تصل إلى 30 بالمائة أو أكثر. الثلوج والغبار سوف تحد من كمية الضوء التي تصل إلى اللوحة ويقلل من انتاج الطاقة.
يمكن تقدير أداء لوحة لمدة 24 ساعة في موقع معين من خلال ملاحظة إنتاجها من الطاقة خلال ساعة الظهيرة (أشعة الشمس الساطعة) وبافتراض أن حوالي 20 بالمائة من هذه الطاقة سيتم إنتاجها كل ساعة بمعدل متوسط على مدار 24 ساعة.
