يعدّ خرج الطاقة أو القوة الكهربائية عاملًا مهمًّا يجب مراعاته عند مقارنة خيارات الألواح الشمسية، وقد تسمع الفني المختص بتركيب ألواح الطاقة الشمسية يقول “إنها لوحة بقوة 255 وات” أو “اللوحة التي أوصي بها تبلغ استطاعتها الكهربية 300” أو عندما تقرأ عرض أسعار من مُثبت شمسي، قد ترى أرقامًا مثل 245 واط أو 300 واط أو 345 واط بجوار اسم اللوحة، وكلهم يشيرون إلى القوة الكهربائية والسعة وخرج الطاقة للوحة الشمسية.

ما مقدار الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية؟

على سبيل المثال: إذا كنت تحصل على 5 ساعات من ضوء الشمس المباشر يوميًّا في مدينة مشمسة مثل أسوان، فيمكنك حساب ناتج الألواح الشمسية الخاصة بك بهذه الطريقة: 5 ساعات × 290 واط (مثال على القوة الكهربائية للوحة شمسية ممتازة) = 1450 واط / ساعة، أو ما يقرب من 1.5 كيلوواط / ساعة.

وبالتالي، فإن ناتج كل لوح شمسي تمتلكه سينتج حوالي 500-550 كيلو وات من الطاقة سنويًّا.

يتم تصنيف جميع الألواح الشمسية من خلال مقدار طاقة التيار المستمر (التيار المباشر) التي تنتجها في ظل ظروف الاختبار القياسية، ويتم التعبير عن ناتج الألواح الشمسية بوحدات واط (W) ويمثل إنتاج الطاقة النظري للوحة تحت ظروف أشعة الشمس ودرجة الحرارة المثالية، وتتمتع معظم الألواح الشمسية المنزلية الموجودة في السوق اليوم بتصنيفات خرج طاقة تتراوح من 250 إلى 400 واط، مع تصنيفات طاقة أعلى تعتبر بشكل عام أفضل من تصنيفات الطاقة المنخفضة، وعادةً ما يتم قياس التسعير في الطاقة الشمسية بالدولار لكل واط (دولار / واط)، ويلعب إجمالي القوة الكهربائية لألواحك الشمسية دورًا مهمًّا في التكلفة الإجمالية لنظامك الشمسي.

ما مقدار الطاقة التي سينتجها نظامك بالكامل؟

إن معرفة مقدار الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية الواحدة أمر جيد، ولكن الأهم من ذلك ما مقدار الطاقة الشمسية التي يمكن أن يولدها سقفك؟ لنقم بالحسابات التالية:

خذ مثالنا أعلاه، حيث تحصل في المتوسط على خمس ساعات من ضوء الشمس المباشر يوميًّا) واستخدام الألواح الشمسية المصنفة عند 290 واط، ولنفترض أنك قمت بتثبيت 30 من ألواح الطاقة الشمسية تلك على سطح منزلك، والتي توفر لك 8700 واط، أو 8.7 كيلو واط من نظام الألواح الشمسية، قم بضرب خمس ساعات من ضوء الشمس المباشر التي قدرناها أعلاه بمقدار 8.7 كيلو وات، ونحصل على ما يقرب من 43.5 كيلو وات ساعة من الكهرباء المنتجة يوميًّا، وإذا قمنا بضرب 43.5 في 365 يومًا في السنة، فإننا نحصل على ما يقرب من 15800 كيلو واط في الساعة من الكهرباء المنتجة في سنة تقويمية كاملة من مصفوفة على السطح مكونة من 30 لوحًا شمسيًّا، وبالنظر إلى أن متوسط استخدام الكهرباء سنويًّا في الولايات المتحدة يبلغ حوالي 10600 كيلو واط في الساعة، ربما يكون هذا أكثر من كافٍ لتشغيل منزلك بالطاقة الشمسية.

من المحتمل أن يكون هذا التقدير على أعلى مستوى بالنسبة لمعظم المتسوقين في مجال الطاقة الشمسية، وعلى الأرجح بسبب تقديرنا لكمية ضوء الشمس التي سيحصل عليها النظام.

ما الذي يمكنك تشغيله باستخدام لوحة شمسية واحدة؟

في المثال أعلاه، تنتج الألواح الشمسية 1.5 كيلو وات في الساعة يوميًّا، والتي تنتهي بحوالي 45 كيلو وات في الساعة شهريًا، وهذه طاقة كافية لتشغيل بعض الأجهزة الصغيرة دون الكثير من المشاكل، ولكن إذا كنت ترغب في تغطية الطاقة التي تستخدمها أنظمة التحكم في المناخ في مكان الإقامة الخاص بك أو أجهزة الطهي الكبيرة، فستحتاج إلى المزيد من الألواح الشمسية.

ما أهمية إخراج الألواح الشمسية؟ حساب القوة الكهربائية للوحة

يعد خرج الطاقة مقياسًا مهمًّا لنظام الألواح الشمسية في منزلك أو التجاري. عند شراء أو تركيب نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يعتمد السعر الذي تدفعه عادةً على إجمالي إنتاج الطاقة للألواح الشمسية في النظام (معبرًا عنه بالواط أو كيلووات).

تمثل القوة الكهربائية للوحة الشمسية إنتاج الطاقة النظرية للوحة الشمسية في ظل ظروف أشعة الشمس ودرجة الحرارة المثالية، ويتم حساب القوة الكهربائية بضرب فولت × أمبير حيث يمثل الفولت مقدار قوة الكهرباء ويشير (أمبير) إلى الكمية الإجمالية للطاقة المستخدمة، والمدخرات المالية التي تحصل عليها من النظام الشمسي هي نتيجة للطاقة الكهربائية التي يولدها بمرور الوقت (معبرًا عنها بالكيلوواط / ساعة).

الحجم مقابل الكمية: تصنيفات وقدرات الألواح الشمسية النموذجية

لا يعد خرج الطاقة بمفرده مؤشرًا كاملًا لجودة اللوحة وخصائص الأداء، بالنسبة لبعض اللوحات، يرجع تصنيف خرج الطاقة العالي إلى حجمها المادي الأكبر بدلًا من كفاءتها العالية أو تفوقها التكنولوجي.

على سبيل المثال: إذا كان لكل من الألواح الشمسية تصنيفات كفاءة بنسبة 15 في المائة، ولكن أحدهما له معدل إخراج طاقة يبلغ 250 واط والآخر تم تقييمه عند 300 واط، فهذا يعني أن اللوحة 300 واط أكبر فعليًّا بنسبة 20 في المائة من 250 لوحة وات. 

من الناحية العملية، يمكن أن يتكون نظام الألواح الشمسية بسعة إجمالية مقدرة 5 كيلووات إما من 20 لوحة بقدرة 250 وات أو 16 لوحة بقدرة 300 وات، وسيولد كلا النظامين نفس القدر من الطاقة في نفس الموقع الجغرافي، وعلى الرغم من أن النظام قد ينتج 6000 كيلو وات / ساعة من الكهرباء كل عام في مدينة ليست بالحرارة المرتفعة، فإن نفس النظام سينتج 8000 كيلو وات في الساعة كل عام في مدينة أكثر حرارة بسبب كمية الشمس التي يحصل عليها كل موقع كل عام.

تخضع الكهرباء المولدة بواسطة نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية لمخرجات الطاقة المقدرة، ولكنها تعتمد أيضًا على عوامل أخرى مثل كفاءة اللوحة وحساسية درجة الحرارة، فضلًا عن درجة التظليل التي يمر بها النظام وزاوية ميل وسمت السقف الذي تم تثبيته عليه، كقاعدة عامة، من المنطقي من الناحية المالية تركيب نظام شمسي بأكبر قدر ممكن من الطاقة التي يمكنك تحملها (أو أن السقف الخاص بك سوف يستوعبه)، وسيضمن ذلك تعظيم مدخراتك وتسريع فترة الاسترداد لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك.