كم ساعة من أشعة الشمس في اليوم يوميًا تحتاج لوحة الكهروضوئية إلى شحنها بالكامل؟

مع التحسين المستمر للوعي البيئي ، بدأ المزيد والمزيد من الناس في الانتباه إلى الطاقة المتجددة ، وخاصة الطاقة الشمسية. تم استخدام الألواح الكهروضوئية (المعروفة أيضًا باسم الألواح الشمسية) ، باعتبارها أكثر معدات استخدام الطاقة الشمسية شيوعًا ، على نطاق واسع في المنازل والشركات ومحطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة. ومع ذلك ، لا يزال لدى الكثير من الناس بعض الأسئلة حول مبدأ العمل في الألواح الكهروضوئية ووقت الشحن. أحد الأسئلة الشائعة هو: 'كم ساعة من أشعة الشمس يوميًا تحتاج لوحة الكهروضوئية إلى أن تكون مشحونة بالكامل؟ '

كيف تعمل الألواح الكهروضوئية

تستخدم الألواح الكهروضوئية فوتونات (جزيئات ضوئية) في ضوء الشمس لإثارة الإلكترونات في مواد أشباه الموصلات ، وتوليد التيار وتحويلها إلى طاقة كهربائية. ببساطة ، الألواح الكهروضوئية تولد الكهرباء من خلال الضوء. ومع ذلك ، فإن عوامل مثل شدة الضوء ومدة الضوء والموقع الجغرافي وظروف الطقس ستؤثر بشكل مباشر على كفاءة الشحن للألواح الكهروضوئية.

العوامل التي تؤثر على وقت شحن الألواح الكهروضوئية

شدة الضوء ترتبط كفاءة الشحن للألواح الضوئية ارتباطًا وثيقًا بكثافة الضوء. كلما كانت أشعة الشمس أقوى ، زادت الكهرباء التي تولدها اللوحة الكهروضوئية. بشكل عام ، في الأيام المشمسة ، يمكن أن تصل شدة الضوء إلى 1000 واط لكل متر مربع (W/M⊃2 ؛) ، في ذلك الوقت يمكن أن تصل الألواح الكهروضوئية إلى أعلى كفاءة. على العكس من ذلك ، فإن الطقس الغائم أو الضبابي سيؤدي إلى انخفاض شدة الضوء ، مما يؤثر على ناتج الطاقة للوحة الكهروضوئية.

شدة الضوء ترتبط كفاءة الشحن للألواح الضوئية ارتباطًا وثيقًا بكثافة الضوء. كلما كانت أشعة الشمس أقوى ، زادت الكهرباء التي تولدها اللوحة الكهروضوئية. بشكل عام ، في الأيام المشمسة ، يمكن أن تصل شدة الضوء إلى 1000 واط لكل متر مربع (W/M⊃2 ؛) ، في ذلك الوقت يمكن أن تصل الألواح الكهروضوئية إلى أعلى كفاءة. على العكس من ذلك ، فإن الطقس الغائم أو الضبابي سيؤدي إلى انخفاض شدة الضوء ، مما يؤثر على ناتج الطاقة للوحة الكهروضوئية.

موقع التثبيت: الموقع الجغرافي للوحة الكهروضوئية أمر بالغ الأهمية لوقت وكثافة أشعة الشمس التي يتلقاها. على سبيل المثال ، فإن المناطق القريبة من خط الاستواء لها ساعات طويلة من أشعة الشمس وكثافة الضوء العالية ، في حين أن الألواح الكهروضوئية الموجودة في خطوط العرض العالية سيكون لها ساعات أشعة الشمس أقصر بكثير في فصل الشتاء. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤثر زاوية الميل واتجاه اللوحة الكهروضوئية أيضًا على كمية الإشعاع الشمسي الذي تتلقاه. يمكن لزاوية التثبيت الصحيحة واتجاهها زيادة كفاءة توليد الطاقة للوحة الكهروضوئية.

الظروف الجوية كما ذكرنا سابقًا ، يكون للتأثيرات الجوية تأثير كبير على تأثير الشحن للألواح الكهروضوئية. في الأيام المشمسة ، يمكن أن تحصل الألواح الكهروضوئية على المزيد من أشعة الشمس ، في حين أن الطقس الغائم أو الغائم سيقلل من طاقة إخراج الألواح الكهروضوئية. في الطقس الممطر أو الضبابي ، قد تستغرق الألواح الكهروضوئية وقتًا أطول لتوجيه الاتهام.

كم ساعة من أشعة الشمس عادة ما تكون مطلوبة لشحن كامل؟

من الناحية المثالية ، إذا كان موقع اللوحة الضوئية يمكن أن يحصل على ما يكفي من أشعة الشمس ، فإن وقت أشعة الشمس حوالي 5 إلى 6 ساعات في اليوم. هذا تقدير يعتمد على متوسط ​​وقت أشعة الشمس السنوية في معظم المناطق. هذه المرة لا يعني أن اللوحة الضوئية تحتاج إلى الحصول على 5 إلى 6 ساعات من أشعة الشمس القوية ، ولكنها تشير إلى متوسط ​​وقت أشعة الشمس التي يمكن استخدامها بفعالية في المنطقة كل يوم.

على افتراض أنك تستخدم لوحة كهروضوئية 300 واط وأن كفاءة التحويل للوحة الكهروضوئية عالية (عادة ما تتراوح كفاءة التحويل بين 15 ٪ -20 ٪) ، ثم وفقًا للحساب التالي:

طاقة إخراج اللوحة الكهروضوئية: 300W 

وقت أشعة الشمس الفعالة: 5 ساعات 

توليد الطاقة اليومية = 300W × 5 ساعات = 1500WH (1.5 كيلو وات ساعة)

إذا كان منزلك أو المعدات يحتاج إلى حوالي 1.5 كيلو واط ساعة من الكهرباء يوميًا ، فإن هذه اللوحة الضوئية 300W هذه تكفي لتزويدك بالطاقة التي تحتاجها. ومع ذلك ، إذا كانت احتياجات الطاقة الخاصة بك أعلى أو أن منطقتك تحتوي على ظروف رديئة لأشعة الشمس ، فقد تحتاج إلى المزيد من ألواح PV أو ساعات أشعة الشمس لفترة أطول.

كيفية حساب وقت الشحن

إذا كنت ترغب في تقدير المدة التي سيستغرقها لوحة PV لتكون 'مشحونة بالكامل ' ، فإن أول شيء يجب مراعاته هو سعة البطارية لجهاز الشحن. على سبيل المثال ، إذا كان لديك بطارية بسعة 2 كيلو واط ساعة (كيلوواطو ساعة) ، ثم في ظل ظروف أشعة الشمس المثالية ، باستخدام لوحة 300 واط الكهروضوئية ، فسوف يستغرق الأمر:

وقت الشحن = 2 كيلو وات ساعة و 1.5 كيلو وات ساعة = 1.33 يومًا (حوالي 1 ونصف)

هذا يعني أنه في ظل ظروف الإضاءة المثالية ، ستحتاج لوحة PV الخاصة بك إلى حوالي 1.33 يومًا من أشعة الشمس الكافية لشحن هذه البطارية بالكامل.

خاتمة

باختصار ، يعتمد عدد ساعات أشعة الشمس في اليوم المطلوب لتكون مشحونة بالكامل على عدة عوامل ، بما في ذلك قوة اللوحة الكهروضوئية ، وشدة أشعة الشمس ، والموقع الجغرافي ، والظروف الجوية. بشكل عام ، في ظل ظروف أشعة الشمس المثالية ، تكون أشعة الشمس من 5 إلى 6 ساعات كافية للوحة الكهروضوئية لتوليد ما يكفي من الكهرباء لتلبية احتياجات المنزل أو جهاز صغير. ومع ذلك ، قد يختلف الوضع الفعلي اعتمادًا على البيئة الجغرافية والتغيرات الموسمية.

للحصول على تقدير أكثر دقة ، يوصى بإجراء حساب مفصل أو استشارة شركة تصميم نظام كهروضوئي احترافي بناءً على ظروف الإضاءة المحلية ومواصفات اللوحة الكهروضوئية وقدرة البطارية.