یکی از رایجترین سوالاتی که در هنگام خرید پنل خورشیدی ذکر میشود این است که هر پنل خورشیدی چند وات است و به طور واقعی چه مقدار برق تولید میکند. توان پنلها مشخص میکند که هر پنل در شرایط استاندارد چه میزان انرژی برق تولید میکند؛ اما میزان تولید انرژی تنها به توان پنل بستگی ندارد و به عوامل محیطی، نوع پنل و کیفیت آن نیز برمیگردد. خوشبختانه، پنلهای خورشیدی در توانهای مختلفی از کوچک به بزرگ عرضه میشوند. از پنلهایی با توان 50 وات گرفته تا پنلهای پیشرفته 720 وات که مناسب برای پروژههای نیروگاهی و صنعتی میباشد. در ادامه این محتوا از Nsolar به محاسبه تولید برق، عوامل موثر و توان خروجی انواع پنلها میپردازیم.
توان خروجی هر پنل خورشیدی چند وات است؟
توان خروجی پنل با وات (Watt) محاسبه میشود که مهمترین بخش در یک پنل خورشیدی میباشد. همینطور این عدد نشانگر میزان تولید برق در شرایط استاندارد میباشد. این توان بر اساس تستهای STC (دمای 25 درجه، تابش 1000 وات بر متر مربع و زاویه کاملاً عمود) اندازهگیری میشود؛ به همین علت خروجی واقعی در محیطهای مختلف، عددی کمتر از مقدار نامی آن پنل میباشد.
توان هر پنل به دو عامل بستگی دارد:
- تعداد سلولهای خورشیدی
- راندمان سلولها
که پنلهای کوچک معمولا از تعداد سلولهای کمتر یا سلولهای کمراندمان ساخته شدهاند.
رنج توان پنلهای خورشیدی از 50 وات تا 720 وات
- 50 تا 150 وات: مناسب سیستمهای کوچک، پنلهای قابلحمل و کاربردهای مستقل از شبکه.
- 200 تا 400 وات: پنلهای خانگی قدیمیتر و سیستمهای کوچک روفتاپ.
- 410 تا 660 وات: رایجترین و استانداردترین پنل در بازار؛ مناسب خانه، کارگاهها و پروژههای صنعتی.
- 660 تا 720 وات: بالاترین توان موجود در بازار؛ مخصوص نیروگاهها و سیستمهای بزرگ با راندمان بالا.
این رنج توانها به مصرفکننده کمک میکند بر اساس نیاز انرژی موردنظر، فضای نصب و بودجه، بهترین گزینه را انتخاب کند. همچنین، هرچند توانهای نامی تحت شرایط آزمایشگاهی محاسبه میشود که با خروجی واقعی تفاوتهایی دارند. به عنوان مثال: به طور معمول یک پنل 500 وات ممکن است در محیط واقعی 390 تا 430 وات خروجی بدهد پس هنگام خرید باید به این نکته توجه کافی داشته باشید.
بیشتر بخوانید: استفاده از پنل خورشیدی برای ماینر
چه مواردی بر تولید برق پنل خورشیدی تاثیر میگذارند؟
میزان انرژی برقی که یک پنل خورشیدی تولید میکند فقط به توان نامی آن بستگی ندارد، بلکه مجموعهای از شرایط از جمله طراحی نصب، نوع تجهیزات، شرایط آب و هوایی و… هستند که بر روی توان خروجی پنلها تاثیرگذار هستند. به عنوان مثال ما اگر دو پنل 400 وات را در دو مکان مختلف و نصب با تجهیزات مختلف در نظر بگیریم، امکان اینکه توان خروجی آنها برابر نباشند نیز است.
- شدت و زاویه تابش خورشید
شدت نور خورشید یکی از مهمترین عوامل در این زمینه است. هر چه مقدار نور شدیدتر و مستقیمتر باشد، تولید انرژی بیشتر میشود و به مقدار نامی پنل بیشتر نزدیک میشود. همچنین، فصلهای مختلف، موقعیت جغرافیایی و زمان طلایی در روز نیز از عواملی هستند که بیشترین تاثیر را بر روی جذب پنل دارد.
برای مثال: در تابستان به وقت ظهر بیشترین توان خروجی ثبت میشود اما در فصل زمستان یا در هوای ابری توان خروجی خیلی کمتر ثبت خواهد شد.
- دما و گرمای محیط
پنلهای خورشیدی در نور بهترین عملکرد را از خود به جای میگذارند ولی اگر دمای هوا بیش از استاندارد پنلها بالا رود، با افت توان پنلها مواجه میشویم.
پنلهای مختلف ضریب دمایی متفاوتی دارند که به ما نشان میدهند با افزایش هر درجه حرارت چه مقدار از توان پنل کاهش پیدا میکند.
- سایه، آلودگی و کثیفی سطح پنل
سایه نقش مهمی بر روی افت توان پنلها دارد. سایه درخت، دکل، دیوار و یا حتی سیم برق میتواند افت شدید توان برای پنل ایجاد کند. به این دلیل که سلولها سری هستند و سایه روی یک قسمت میتواند روی کل سیستم اثر گذار باشد.
علاوه بر سایه، گرد و غبار، بارانهای گل آلود و… از عواملی هستند که روی افت توان نقش مهمی ایفا میکند، که با تمیز کاری دورهای و جلوگیری از وجود سایه، میتوان توان بالایی از پنل را مشاهده نمود.
- کیفیت تجهیزات جانبی سیستم
تولید برق تنها به توان پنل محدود نمیشود. خرید اینورتر خورشیدی، کابلها، کانکتورها و حتی خرید استراکچر خورشیدی با کیفیت بالا بر نتیجه نهایی موثر هستند. همینطور، اینورترهای بیکیفیت یا ناهماهنگی ولتاژ و جریان بین پنلها میتواند بخشی از انرژی تولید شده را هدر دهند.
- نوع فناوری پنل خورشیدی
نوع پنل از دیگر عوامل هستند که پنلهای خورشیدی مونو کریستال راندمان بالاتری نسبت به پنلهای پلی کریستال دارند.
همچنین، فناوریهای جدید مانند TOPCon و HJT هم باعث افزایش توان و عملکرد بهتر در شرایط گرمایی یا نوری ضعیف شدهاند.
بیشتر بخوانید: اینورتر خورشیدی چیست؟
محاسبه تولید برق پنل خورشیدی
قبل از محاسبه تولید انرژی برق بهتر است که با یک سری مفاهیم آشنایی کامل داشته باشیم:
ساعات مفید خورشید (Peak Sun Hours): ساعات مفید خورشید، ساعاتی است که نشان میدهد در یک روز چند ساعت تابش 1000²W/m رخ میدهد. که معمولا این عدد با توجه به موقعیت جغرافیایی بین 3 تا 8 ساعت متفاوت میباشد.
ضریب عملکرد (Performance Ratio) برای واقعیتر شدن محاسبات: بهخاطر اتلافها (اینورتر، کابل، دما، گردوغبار، سایه و…) مقدار واقعی کمتر از مقدار گفته شده خواهد بود. معمولا از ضریب عملکرد بین 0.70 تا 0.85 استفاده میشود.
فرمول با ضریب عملکرد:
تولید واقعی روزانه (Wh) = توان پنل (W) × ساعات خورشید مفید × ضریب عملکرد (PR)
فرمول برای محاسبه تولید روزانه یک پنل:
تولید روزانه (Wh) = توان نامی پنل (W) × ساعات خورشید مفید (Peak Sun Hours)
فرمول برای تبدیل به کیلووات ساعت (kWh):
تولید روزانه (kWh) = تولید روزانه ÷ 1000
مثالهای عددی قدم به قدم برای پنل با توانهای مختلف
پنل خورشیدی 100 وات
- فرض: ساعات خورشید مفید = 4 ساعت، PR = 0.75
- مرحله 1: W × 4h = 400Wh100
- مرحله 2: Wh × 0.75 = 300Wh/day400
- تبدیل: Wh ÷ 1000 = 0.3kWh/day300
- ماهیانه (30 روز): 0.3 × 30 = 9kWh
- سالیانه: 0.3 × 365 = 5kWh
پنل خورشیدی 400 وات
- فرض: ساعات خورشید مفید = 5 ساعت PR ، = 0.78
- 400 × 5 = 2000Wh
- 2000 × 0.78 = 1560Wh/day = 1.56kWh/day
- ماهیانه: 1.56 × 30 = 8kWh
- سالیانه: 1.56 × 365 = 4kWh
پنل خورشیدی 660 وات
- فرض: ساعات خورشید مفید = 5/5 ساعت PR ،= 0.80
- 660 × 5.5 = 3630Wh
3630 × 0.80 = 2904Wh/day = 2.904kWh/day - ماهیانه: 2.904 × 30 = 12kWh
- سالیانه: 2.904 × 365 ≈ 96kWh
پنل خورشیدی 720 وات
- فرض: ساعات خورشید مفید = 5/5 ساعتPR ، = 0.82
- 720 × 6 = 4320Wh
- 4320 × 0.82 = 3542.4Wh/day = 3.5424kWh/day
- ماهیانه: 3.5424 × 30 = 272kWh
- سالیانه: 3.5424 × 365 ≈ 98kWh
بیشتر بخوانید: چگونه با پنل خورشیدی گوشی خود را شارژ کنیم؟
سخن پایانی
شناخت و نحوه محاسبه پنلهای خورشیدی برای تولید برق، یکی از مهمترین نکات برای انتخاب و خرید یک سیستم خورشیدی کاربردی با توجه به نیازهای شما میباشد. همانطور که گفتیم، پنلهای خورشیدی در توانهای مختلف عرضه میشوند که هر کدام برای کاربردی خاص طراحی شدهاند. نکتهای که حائز اهمیت میباشد این است که توان واقعی پنلها دقیقا برابر با آن چیزی که درج میشوند نیست بلکه عوامل محیطی مثل شدت تابش، دما، گرد و غبار، زاویه نصب، سایه و… روی عملکرد نهایی آن تاثیرگذار است.
وقتی آگاه باشید که با توجه به شرایط جغرافیایی و محیطی شما یک پنل چقدر برق تولید میکند، تصمیم گیری شما برای خرید تعداد پنل و انتخاب توان و نوع پنلها برای شما راحتتر خواهد بود. همچنین، محاسبه تولید انرژی با فرمولهای ذکر شده در محتوا به شما امکان را میدهد که تصویر روشنی از پروژهای که قرار است آن را راهاندازی کنید، داشته باشید.
در نهایت، انتخاب یک پنل مناسب تنها انتخاب یک عدد معین نیست، بلکه باید راندمان، کیفیت، تکنولوژی به کار رفته و طراحی مهندسی شده سیستم را در نظر بگیریم. اگر تمام موارد گفته شده را در نظر بگیرید از یک سیستم پایدار با بالاترین راندمان برخوردار خواهید بود.
منبع: