Οι ηλιακοί συλλέκτες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια ανάλογα με το μέγεθος, την αποτελεσματικότητά τους και το πόσα φως του ήλιου που λαμβάνουν. Για τους ιδιοκτήτες σπιτιού και τις μικρές επιχειρήσεις, τα πάνελ που είναι τοποθετημένα στην οροφή είναι μια τυπική επιλογή. Οι ηλιακοί συλλέκτες με ονομαστική ισχύ από 100 έως 200 W καλύπτουν περίπου 10 τετραγωνικά πόδια (1 τετραγωνικό μέτρο). Η ισχύς που λαμβάνετε από ένα ηλιακό πάνελ 100 watt εξαρτάται από το πόσο ηλιακό φως λαμβάνει και σε καθημερινή βάση η συνολική ισχύς είναι πολύ μικρότερη από την ονομαστική ισχύ.
Credit: Harold Cunningham / Getty Images News / Getty ImagesΣυνορθωτές στέγες στον Solar Settlement στη ΓερμανίαΓεγονότα
Πιστοποίηση: Digital Vision./Digital Vision / Getty ImagesΣυμφωνία πίνακα πίνακα στο Mt. Laguna, CA.Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι ηλιακών συλλεκτών για οικιακές και επαγγελματικές εφαρμογές. Κάθε τύπος είναι μια αντιστροφή στην ενεργειακή απόδοση και το κόστος κατασκευής. Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι ημιαγωγοί που συλλέγουν το ηλιακό φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρισμό. Αυτό ονομάζεται φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα. Η ποσότητα ενέργειας που παράγει ένας ηλιακός πίνακας εξαρτάται από το πόσο φως του ήλιου λαμβάνει, πόσο αποτελεσματικά μπορεί να μετατρέψει το ηλιακό φως σε ηλεκτρισμό και πόσο μεγάλο είναι το ηλιακό πάνελ.
Ένα μεγαλύτερο ηλιακό πάνελ θα δημιουργήσει περισσότερη ισχύ. Η καλωδίωση αρκετών ηλιακών συλλεκτών είναι ο τρόπος για να φτάσετε τα 120 βολτ που απαιτούνται για να τρέξετε τις περισσότερες οικιακές συσκευές, και περισσότερες συσκευές χρειάζονται περισσότερους ενισχυτές για να τρέξουν. Volts times amps ισούται με watts ή ισχύ. Ένα τυπικό ηλιακό πάνελ υψηλής τεχνολογίας παράγει περίπου 180 Watt σε έντονο ηλιακό φως. Οι πιστώσεις φόρου ενδέχεται να είναι διαθέσιμες στους καταναλωτές που εγκαθιστούν ηλιακούς συλλέκτες (//www.energystar.gov/index.cfm?c=tax_credits.tx_index#s4).
Ιστορία
Credit: NASA / Getty Images News / Getty ImagesΟ Διεθνής Διαστημικός Σταθμός με συστοιχίες ηλιακών συστοιχιώνΟι πρώτοι χρήσιμοι ηλιακοί συλλέκτες εφευρέθηκαν στα Bell Laboratories το 1954. Μόλις χρησιμοποιήθηκαν ως επί το πλείστον για διαστημικά σκάφη και δορυφόρους, οι ηλιακοί συλλέκτες χρησιμοποιούνται τώρα για πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτροδότησης σπιτιών. Οι πρόοδοι στην παραγωγή πυριτίου, τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τη «ντόπινγκ» του ημιαγωγού, την αύξηση της απορρόφησης και τις αντι-ανακλαστικές τεχνικές και πολλά άλλα έχουν οδηγήσει σε αυξημένη αποτελεσματικότητα.
Σκέψεις
Credit: Sean Gallup / Getty Images News / Getty ImagesΦωτοβολταϊκά κύτταρα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή ηλιακών συλλεκτώνΟι μηχανικοί σχεδιάζουν ηλιακούς συλλέκτες για να κάνουν την περισσότερη ενέργεια από το ηλιακό φως. Το μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού φωτός που πλήττει ένα ηλιακό πάνελ δεν μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια - πρέπει να είναι το σωστό μήκος κύματος (χρώμα) και πρέπει να απορροφάται (δεν αντανακλάται). Τα τυπικά πάνελ που είναι διαθέσιμα για οικιακή ή εμπορική χρήση έχουν απόδοση μικρότερη από 20%, που σημαίνει ότι μόνο το 20% της ισχύος του ηλιακού φωτός που φτάνει στον ηλιακό πίνακα μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό έχει ήδη καταγραφεί στην ονομαστική ισχύ για ένα ηλιακό πάνελ. Η ηλεκτρική ισχύς βαθμολογείται με την πάροδο του χρόνου κατά watt ανά ώρα ή κιλοβατώρες.
Δυνητικός
Credit: Andreas Rentz / Getty Images News / Getty ImagesΦωτοβολταϊκά πάνελ καλύπτουν πρόσοψη του κτιρίου διαμερισμάτων στο Βερολίνο, ΓερμανίαΗ ισχύς που μπορεί να επιτύχει ένας ηλιακός πίνακας και η ισχύς που παράγει είναι δύο διαφορετικά θέματα. Αν ένας συγκεκριμένος πίνακας βαθμολογείται στα 180 watt, τότε θα εκτελεστεί μέχρι το επίπεδο αυτό με το φωτεινότερο ηλιακό φως (1.000 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο). Ωστόσο, εκτός αν ζείτε στον Ισημερινό, ο ηλιακός σας πίνακας δεν θα λάβει το τόσο μεγάλο ηλιακό φως. Η ποσότητα του ηλιακού φωτός που φτάνει στο έδαφος στην περιοχή σας (ονομάζεται "ηλιοφάνεια", κατά μέσον όρο σε βατ ανά τετραγωνικό μέτρο), διαιρούμενο από το βιομηχανικό πρότυπο φωτεινό ηλιακό φως (1000 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο), θα σας δείξει ποιο κλάσμα της ονομαστικής ισχύος .
Μια απλούστερη μέθοδος είναι να βρείτε τον αριθμό των "ωρών αιχμής του ήλιου" που λαμβάνει η τοποθεσία σας κάθε μέρα. Οποιοσδήποτε αξιόπιστος πωλητής θα έχει αυτές τις πληροφορίες. Μια ηλιόλουστη ώρα κορυφής είναι μία ώρα 1.000 watts ανά τετραγωνικό μέτρο ηλιακού φωτός (//photovoltaics.sandia.gov/docs/glossary.htm). Οι περισσότερες τοποθεσίες στις Ηνωμένες Πολιτείες λαμβάνουν λιγότερες από έξι ώρες ηλιοθεραπείας την ημέρα. Μπορείτε να προβλέψετε πόση δύναμη μπορεί να παράγει ένας συγκεκριμένος ηλιακός πίνακας, πολλαπλασιάζοντας την ονομαστική τιμή ενός watt ενός ηλιακού πίνακα με τον αριθμό των ωρών αιχμής του ηλίου για την τοποθεσία σας. Σημειώστε ότι οι ώρες ηλίου ποικίλλουν ανά εποχή και είναι χαμηλότερες κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
Πρακτικές εκτιμήσεις
Πιστωτικές κάρτες: Patrick Lux / Getty Images News / Getty ImagesFarm με ηλιακό πάνελ οροφήςΠρέπει να λαμβάνονται υπόψη παράγοντες εκτός από το μέγιστο δυναμικό του ηλιακού σας πίνακα. Είναι ο πίνακας σας σε πλήρη ηλιακή ακτινοβολία; Τοποθετείται σωστά για να επιτευχθεί η μέγιστη έκθεση; Το κάλυμμα σύννεφων θα μειώσει την ισχύ έως και 30% ή και περισσότερο. Το χιόνι και η σκόνη θα περιορίσουν την ποσότητα φωτός που φτάνει στον πίνακα και θα μειώσουν την ισχύ εξόδου.
Η πρόβλεψη της 24ωρης απόδοσης ενός πάνελ σε μια δεδομένη τοποθεσία μπορεί να εκτιμηθεί σημειώνοντας την παραγωγή ισχύος κατά τη διάρκεια της μεσημεριανής ώρας (φωτεινότερο ηλιακό φως) και υποθέτοντας ότι περίπου το 20% αυτής της ισχύος θα παράγεται κάθε ώρα κατά μέσον όρο σε μια περίοδο 24 ωρών.
