Основні характеристики сонячного світла
Освітлення ь (усереднена потужність сонячного випромінювання, виміряна у верхній атмосфері Землі перпендикулярно сонячним променям) 1366 Вт на квадратний метр (або тисяча триста шістьдесят одна, відповідно до НАСА).
«Стандартне сонце» (пікова потужність випромінювання, яка досягає поверхні Землі на рівні моря в районі екватора в безхмарний опівдні) 1000 Вт / м 2. або 1 кВт / м 2.
Це значення зазвичай використовується в характеристиках фотоелектричних систем. Тут і далі всі цифри наведені для поверхонь, оптимально розташованих щодо сонця (перпендикулярно променям) відповідно до широтою. Для горизонтальних поверхонь ви отримаєте менше сонячного світла: чим далі від екватора, тим нижче щільність сонячної енергії.
Інсоляція (середня кількість годин «стандартного сонця» протягом доби): від 4-5 сонячних годин на північному сході США до 5-7 годин на південному заході. Інсоляція часто вказується в кВт · год, чисельно витікаючи з значення «стандартного сонця» в 1 кВт.
Загальна кількість випромінюваної енергії сонячного світла в день на м 2 на рівні моря: (енергія за день) = 1 кВт · год × (інсоляція в годинах). З огляду на середню інсоляцію в США, що дорівнює 5 сонячним годинником, це значення зазвичай дорівнює 5 кВт · год / м 2.
Сонячна потужність. усереднена за весь день: Wattsaverag = (енергія за день) / 24. Для інсоляції в 5 кВт · год потужність, усереднена за весь день - 5000 Вт / 24 = 208 Вт / м 2. Зверніть увагу, що тільки невелика частина цієї енергії може бути перетворена в електрику через не дуже високу ефективність фотоелектричних систем.
Типові характеристики фотоелектричних систем
Середній ККД поширених комерційних сонячних панелей: на кристалічному кремнії (CSI) - 12-17%; тонкоплівкових (з аморфного кремнію та інших матеріалів) - 8-12%.
Потужність. генерується панеллю в один квадратний метр: PVwatts = (сонячна потужність) × (середній ККД), де ККД перетвориться в десяткове число.
Сумарне усереднена кількість енергії. виробленої панеллю в один м 2 за день: PVday = PVwatts-peak × (Інсоляція в годинах). Для інсоляції о 5 годині це значення буде 0.6-0.85 кВт / м 2 для CSi і 0.4-0.6 кВт / м 2 для TF.
Вироблена енергія панелі, усереднена за весь день: PVwatts-average = PVday / 24. Це приблизно 25-35 Вт / м 2 для CSi і 17-25 Вт / м 2 для TF.
Загальна енергія. генерується фотоелектричним модулем на м 2 на рік: PVyear = (повна енергія в день) × 365, яка буде дорівнює приблизно 219-310 кВт · год для CSi і 146-219 кВт · год для TF. Зверніть увагу, що інвертори мають ефективність 95-97%, тому фактичної електроенергії буде на 5% менше.
Очікувана вартість електроенергії з одного м 2. зекономленої за рік: Saving = PVyear × 0.95 × (вартість кВт · год), де 0.95 - ККД перетворювача і втрати в проводах.
В середньому в США вартість одного кВт · год електроенергії дорівнює $ 0.12, це дає в рік $ 24-35 для CSi і $ 17-24 для тонких плівок. Таким чином, в кращому випадку, можна буде заощадити $ 35 в рік на 1 м 2 панелі. Ця цифра відноситься до високоефективної системи з номінальною потужністю 170 Вт / м 2. З огляду на той факт, що в даний час вартість типової фотоелектричної системи становить $ 8000. на 1000 Вт, такі установки будуть коштувати 170/1000 × $ 8,000 = $ 1,360 за м 2. Це означає , що в нашому прикладі, гіпотетичний термін окупності буде 1360/35 = 39 років. Ніяке обладнання не зможе так довго функціонувати. Знижки та кредити можуть скоротити цей час більш ніж на половину, проте, все одно, для середньостатистичного домогосподарства установка сонячної панелі, швидше за все, не окупиться. Звичайно, це всього лише приклад. У районах з іншого інсоляцією і іншими витратами на установку термін окупності може бути вище або нижче.
Коротка інформація про Сонце
- Діаметр: 1,392,000 км;
- Маса: 1,989,100 × 10 24 кг;
- Температура на поверхні:
Переклад: Андрій Гаврилюк на замовлення РадіоЛоцман