Energia solare fuori rete : Quanta energia produce un pannello solare? - Ottieni energia gratis

Produzione di energia solare

I potenziali proprietari di pannelli solari hanno quasi sempre un'idea di quanta energia vogliono generare.

Forse è il 100% del loro fabbisogno energetico domestico o solo il 50%, ma diversi fattori influenzano le capacità di generazione di energia dei pannelli solari.

I pannelli solari sono stati utilizzati per decenni per generare energia dalla luce solare.

La tecnologia dei pannelli solari è progredita rapidamente negli ultimi decenni, determinando una maggiore efficienza e costi inferiori.

Con il costo del solare in calo anno dopo anno, sta diventando molto più fattibile per i proprietari di case e aziende installare pannelli solari sulla loro proprietà.

I pannelli solari funzionano consentendo alle particelle luminose note come fotoni di eliminare gli elettroni dai loro nuclei molecolari.

Quando ciò accade, viene creato un flusso di elettricità, che viene poi imbrigliato e immagazzinato come energia elettrica.

Tutto ciò si verifica quando la luce colpisce un dispositivo noto come cella fotovoltaica.

I pannelli solari sono costituiti da centinaia o migliaia di queste celle e un array solare comprende più pannelli solari.

Questi array sono collegati alla rete elettrica esistente, consentendo di indirizzare correttamente l'energia generata.

Per rappresentare veramente quanta elettricità può generare un pannello solare, devi prima considerare il tipo di tecnologia del pannello utilizzata.

Se dovessi trovare un fornitore di energia solare e dare un'occhiata ai loro prodotti, molto probabilmente ti imbatterai in due tipi di pannelli solari: policristallini e monocristallini.

Quando parliamo di generazione di energia solare, ci riferiamo semplicemente alla quantità di energia (in Watt) ottenuta dalla conversione della luce solare in elettricità.

La conversione può essere realizzata attraverso il fotovoltaico, l'energia solare concentrata o una combinazione dei due.

La domanda su quanta energia produce un pannello solare viene spesso posta.

Molte persone non sono ancora sicure di quanta energia producono i loro pannelli solari.

Anche se è sempre indicato sui pannelli, e puoi sempre controllare.

È anche fondamentale capire come si è arrivati a quella cifra.

La generazione di energia solare non è una componente distinta.

Piuttosto, è il risultato di una combinazione di vari fattori ed elementi.

L'energia prodotta dalle celle fotovoltaiche dopo la conversione dell'energia solare viene definita elettricità del pannello solare.

Fattori che influenzano la quantità di energia prodotta da un pannello solare

Il grado di Efficienza del pannello solare determina la quantità di luce solare che colpisce un pannello viene convertita in elettricità.

L'alta efficienza non implica superiorità; significa semplicemente che l'array solare occupa meno spazio.

A meno che i pannelli solari non si trovino in uno spazio insolitamente piccolo, l'efficienza di solito non è una preoccupazione importante.

Il normale indice di Efficienza del pannello solare varia tra il 14 e il 18 percento.

Potrebbe non sembrare molto, ma questa media genererà energia sufficiente con il normale spazio sul tetto.

Oltre all'efficienza e alle dimensioni dei tuoi pannelli solari, altri fattori influenzano la quantità di energia prodotta dai tuoi pannelli solari.

Vivere in Arizona ti esporrà a più radiazioni solari rispetto a vivere nel Midwest.

Anche le variazioni meteorologiche e stagionali hanno un impatto sulla produzione di energia solare.

L'angolo del sole rispetto al pannello solare varia a seconda dell'ora del giorno e della stagione.

Le giornate nuvolose e piovose riducono anche l'efficienza della raccolta della luce solare.

Sapere come ciascuno di questi fattori influisce sulla generazione di energia può consentirci di determinare quanta energia può generare ciascun pannello solare:

Dimensioni dei pannelli solari

Il primo e più evidente fattore che influenza l'elettricità generata è la dimensione del pannello solare.

Secondo la logica di base, più grande è il pannello solare, più luce solare può assorbire e quindi più energia generata.

Quando esamini da vicino un pannello solare, ti renderai conto che è diviso in più piccoli pannelli/celle collegati da fili.

Queste piccole celle funzionano come pannelli separati in cui viene convertita la potenza.

D'altra parte, i cavi servono come condotti per l'elettricità per raggiungere una scatola di giunzione.

Di conseguenza, più celle in un pannello solare, più energia genera.

Ciò si riduce al fatto che, mentre altri fattori rimangono costanti, più grande è il pannello, maggiore è la quantità di energia solare convertita.

Quantità di luce solare

Questo dovrebbe andare da sé.

Più luce solare c'è, più radiazione solare assorbe i pannelli, con conseguente maggiore produzione di energia.

Per rispondere alla domanda su quanta energia produce un pannello solare, è necessario considerare come l'intensità e la durata della luce solare influiscano sulla produzione.

I pannelli solari possono assorbire la radiazione solare e convertirla in energia elettrica.

Quindi, se non c'è luce solare, i pannelli solari non produrranno nulla.

Ecco perché, invece di installare pannelli solari all'interno delle case, dovresti installarli sui tetti dove possono ricevere la luce solare diretta.

Considerando che i pannelli solari possono assorbire la radiazione solare anche quando le nuvole coprono il sole, è preferibile se ricevono la luce solare diretta.

L'ombra può essere un nemico dell'energia solare.

A causa del modo in cui sono progettati i pannelli solari, anche una piccola quantità di ombra su un pannello può far sì che tutti gli altri smettano di produrre energia solare.

Le celle solari sono collegate in serie e funzioneranno al livello attuale della cella più debole; se una cella solare è in ombra, l'output di tutte le altre celle ne risentirà.

Quando decidi dove posizionare i tuoi pannelli solari, esegui un'analisi dell'ombreggiatura per assicurarti che nessuna ombra cada sul pannello solare durante le ore di punta della luce solare.

Ciò potrebbe richiedere la rimozione di alcuni alberi.

Temperatura

Le alte temperature possono ridurre significativamente la potenza di un pannello solare.

Temperature più elevate aumentano la conduttività del semiconduttore, causando il bilanciamento delle cariche all'interno del materiale, riducendo l'ampiezza del campo elettrico, inibendo la separazione di carica e abbassando la tensione attraverso la cella.

Il calore può ridurre la produzione dal 10% al 25%, a seconda di dove si trova.

Ci sono alcune opzioni per affrontare le alte temperature nell'ambiente costruito.

Installa i pannelli solari su un sistema di montaggio a pochi centimetri dal tetto per consentire la circolazione dell'aria, che aiuterà a raffreddarli.

Utilizzare pannelli solari progettati per una maggiore efficienza nei climi più caldi.

Per ridurre al minimo l'assorbimento di calore, assicurarsi che i pannelli siano realizzati con materiali di colore chiaro.

Gli inverter ei combinatori possono essere riposizionati dietro l'array nell'area ombreggiata.

Materiale dei pannelli solari

Un altro fattore vitale che influenza l'energia prodotta da un pannello solare è il materiale utilizzato per realizzare il pannello.

I pannelli solari sono prodotti da varie aziende utilizzando una varietà di materiali, ciascuno con un diverso livello di efficienza.

A causa delle diverse efficienze di questi materiali, alcuni pannelli possono generare più potenza di altri nonostante siano delle stesse dimensioni ed esposti alla stessa quantità di luce solare.

I pannelli solari sono disponibili in una varietà di materiali, ma i due più comuni sono i pannelli a celle monocristalline e i pannelli a celle in silicio policristallino.

I pannelli monocristallini sono molto efficienti, ma i loro costi di produzione sono elevati, il che li rende costosi da acquistare.

D'altra parte, i pannelli di celle in polisilicio sono notevolmente meno costosi, sebbene siano meno efficienti e generino più rifiuti.

Posizionamento dei pannelli solari

Anche la posizione dei pannelli sul tetto può avere un impatto significativo sulla produzione.

La direzione migliore per posizionare i pannelli è rivolta a sud, seguita da ovest e poi da est.

I tetti rivolti a nord possono fornire in alcuni casi una produzione sufficiente per rendere utile l'installazione dei pannelli, ma gli angoli rivolti a nord non sono sempre consigliati.

Sebbene non sia possibile regolare la quantità di spazio sul tetto disponibile per ciascuna posizione angolare, è possibile utilizzare in modo intelligente lo spazio disponibile sul tetto per massimizzare la produzione dei pannelli solari.

Anche l'inclinazione dei pannelli solari può influire sulle prestazioni complessive del pannello.

Dato che il sole è più alto in estate e più basso in inverno, dovresti preferibilmente essere in grado di regolare l'inclinazione dei tuoi pannelli ogni anno.

I sistemi che inseguono il sole, invece, sono più costosi e richiedono manutenzione per la presenza di parti in movimento.

Ogni sistema a inclinazione fissa ha un angolo ottimale con il quale trarrà il massimo da ogni stagione, e mentre pochi gradi potrebbero non fare una differenza significativa in termini di efficienza in un solo anno, la differenza nel corso della vita del sistema potrebbe essere molto maggiore .

Latitudine

Latitude ha un impatto significativo anche sulla produzione di sistemi solari.

A causa dell'inclinazione della Terra mentre ruota sul proprio asse, i pannelli solari installati a latitudini più elevate produrranno meno unità durante l'anno.

Un proprietario di una casa nel nord-est degli Stati Uniti che utilizza l'energia solare avrà bisogno di un pannello solare più grande per compensare la bolletta rispetto a un proprietario di una casa nel sud-ovest.

Non c'è molto che puoi fare per migliorare le prestazioni dei tuoi pannelli solari per quanto riguarda la latitudine a meno che tu non sia disposto a trasferirti, oltre a pianificare una produzione e una dimensione ridotte in modo appropriato.

In che modo il clima influisce sulla produzione di energia dei pannelli solari?

Anche il clima può avere un impatto significativo sulle prestazioni di un sistema.

Ad esempio, è opinione diffusa che i pannelli generino meno in ambienti freddi.

In effetti, è vero il contrario.

Il calore è nemico dell'efficienza e gli ambienti freddi possono aiutare a prevenire il surriscaldamento dei sistemi solari e la perdita di efficienza.

La neve è anche riflettente e concentra la luce solare, aumentando l'irradiazione complessiva.

Finché impedisci alla neve di seppellire i tuoi pannelli, l'ambiente freddo trarrà vantaggi significativi dal tuo sistema.

Quando si costruisce un sistema solare per soddisfare le proprie esigenze energetiche, è fondamentale capire in che modo il clima influirà sul sistema di stagione in stagione.

Se acquisti un pannello solare da 100 W che funziona al 25%, puoi aspettarti di generare 25 W in una limpida giornata di sole tra la tarda primavera e l'inizio dell'autunno.

Nelle giornate nuvolose e in inverno, è probabile che il tempo riduca questa quantità perché la luce del sole è meno intensa e ci sono meno ore diurne al giorno.

Quando si determina la dimensione di un pannello o di un pannello solare richiesto per un'applicazione specifica, è necessario basare i calcoli su un pannello che funziona al 70% di efficienza per 5 ore al giorno; questo garantisce di poter produrre l'energia necessaria tutto l'anno.

Tutto ciò che intralcia i tuoi pannelli e il sole, che si tratti di nuvole nel cielo, nebbia sul terreno o ombra di un albero vicino, riduce al minimo la quantità di energia solare generata dal tuo sistema.

Tuttavia, proprio come puoi scottarti nei giorni nuvolosi, i tuoi pannelli potrebbero ancora generare energia, a seconda della densità della copertura nuvolosa.

In base alla frequenza con cui le nuvole passano sul tuo sistema, la tua produzione può diminuire dal 10% al 25% in una giornata parzialmente nuvolosa.

Tuttavia, un effetto noto come effetto "bordo della nuvola" può davvero amplificare il raggio di sole, determinando un aumento di breve durata della generazione di energia.

Quando soffici nubi cumuliformi passano davanti al sole, i bordi sottili fungono da lente d'ingrandimento, risultando in un raggio di luce solare più forte che colpisce i pannelli!

I pannelli solari funzioneranno con pioggia e neve?

Anche se la pioggia in sé non influirà sui pannelli, le nuvole di pioggia molto probabilmente ridurranno la tua produzione.

D'altra parte, il temporale occasionale può essere vantaggioso per la produzione dei tuoi pannelli solari poiché è un modo semplice e sicuro per pulire i tuoi pannelli.

I continui temporali impediscono a uno strato di sporco o polvere di coprire i pannelli e bloccare la luce, riducendo potenzialmente la produzione.

Sebbene non sia ancora un'opzione ampiamente disponibile, gli scienziati stanno lavorando a un nuovo tipo di pannello solare in grado di generare energia anche quando piove.

Queste celle solari, note come pannelli solari ibridi, raccolgono energia sia dal sole che dalla pioggia.

Quando la pioggia cade sui pannelli, la forza dell'impatto viene convertita in elettricità.

Quando c'è il sole, funzionano in modo simile ai tradizionali pannelli solari (ma per ora sono ancora meno efficienti).

La neve, al contrario della pioggia, che non si accumula sui pannelli e blocca la luce, influirà sulla produzione oltre alla copertura nuvolosa.

Dopotutto, tutto ciò che impedisce al sole di splendere sui pannelli impedisce ai pannelli di produrre elettricità.

Anche forti nevicate, a seconda del tempo dopo la tempesta di neve e dell'inclinazione del pannello, si scioglieranno e scivoleranno via dai pannelli in pochissimo tempo.

Anche se l'energia solare si basa sul sole, è ancora una scelta eccellente per molte residenze, aziende e fattorie in zone nuvolose, piovose o nevose.

Quanta energia possono produrre i pannelli solari per piede quadrato?

L'inverso di questa domanda è di solito di quanti piedi quadrati di spazio sul tetto ho bisogno per installare abbastanza pannelli solari per generare energia sufficiente per eliminare la mia bolletta elettrica.

Questo è il punto in cui l'efficienza dei pannelli solari diventa più importante.

L'efficienza viene considerata prima che un pannello solare venga valutato a un numero specifico di watt, quindi se acquisti (o sei di fronte alla scelta di acquistare) due diversi pannelli solari, ciascuno di 6kW, genereranno la stessa quantità di energia ogni anno se tutti gli altri fattori sono uguali.

D'altra parte, i pannelli solari più efficienti potrebbero essere più piccoli e generare più energia per piede quadrato.

Esistono due metodi per calcolare la produzione di energia solare per piede quadrato.

Il primo passo consiste nell'esaminare la massima produzione istantanea possibile di energia solare per piede quadrato per un pannello solare specifico.

Il picco di generazione di energia istantanea per piede quadrato a STC è di 14,58 watt per piede quadrato per un pannello solare da 300 watt con dimensioni 64 pollici x 39 pollici (1,61 metri quadrati o 17,31 piedi quadrati).

Quando si calcola l'energia annua generata dai pannelli solari per piede, è necessario considerare più delle semplici specifiche del pannello; è necessario considerare anche le condizioni climatiche in cui viene installato il pannello.

I pannelli solari residenziali sono generalmente venduti nella gamma 260-330 watt poiché devono essere sollevati sui tetti e gestiti dagli installatori, e questa è la dimensione pratica più grande in cui questa movimentazione può essere eseguita in sicurezza.

Questi sono pannelli con 60 celle ciascuno.

72 pannelli solari sono venduti nella gamma di potenza di 340-400 watt e sono utilizzati meno frequentemente poiché sono pesanti e difficili da maneggiare per gli installatori.

Quanto influisce l'efficienza delle celle solari all'interno del pannello sulla potenza del pannello

Il significato e l'importanza dell'efficienza dei pannelli solari sono spesso fraintesi dai clienti che recensiscono i pannelli solari e i produttori di pannelli premium a volte abusano di questo malinteso.

Il punto chiave da notare è che le prestazioni del pannello solare vengono considerate quando si valuta la potenza e la potenza di un pannello, quindi se tutte le altre caratteristiche del pannello solare sono uguali, un pannello da 280 watt con una cella meno efficiente produrrà la stessa quantità di energia in le stesse condizioni di un altro pannello da 280 watt con pannelli più efficienti.

Alcuni produttori di pannelli ad alta efficienza fanno affermazioni oltraggiose sui loro pannelli che generano molta più energia rispetto ai pannelli di base della stessa potenza, ma tali affermazioni sono normalmente esagerate per giustificare prezzi dei pannelli estremamente elevati.

Alcuni produttori che rivendicano efficienze molto elevate hanno garanzie che affermano che i loro pannelli possono essere del 3% meno efficienti di quanto affermano di essere prima che si verifichi un evento garantito.