كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها للخروج من الشبكة؟

إن الابتعاد عن الشبكة يعني أنك تقوم بفصل منزلك وأجهزته بالكامل عن شبكة الكهرباء الوطنية.  

إذا كنت قد فكرت في القيام بذلك، فأنا أراهنك على أن أحد الأسئلة الأولى التي طرحتها على نفسك هو: كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها للخروج من الشبكة؟

الإجابة التي ستجدها قريبًا، معقدة إلى حد ما وتعتمد فقط على احتياجات الطاقة الفردية لمنزلك. 

في هذه المقالة، أهدف إلى توجيهك خلال عملية متطلبات النظام الشمسي بأكملها، وبحلول نهايتها ستعرف عدد الألواح الكهروضوئية التي ستحتاجها لإخراج منزلك من الشبكة. 

ماذا يعني الابتعاد عن الشبكة؟ 

تعتبر الحياة خارج الشبكة سمة من سمات السكن وأسلوب الحياة.

يمكن أن يرتبط مصطلح "خارج الشبكة" بالأشخاص الذين يقررون فصل منازلهم عن الشبكة الكهربائية الوطنية.

اليوم، لا يزال الخروج عن الشبكة يعتبر الطريق النهائي للعيش في ظروف قاسية، ولكن ليس من الضروري أن يكون الأمر بهذه الخطورة.

يمكن أن يعني العيش خارج الشبكة أيضًا أن يقوم الأشخاص بإنشاء مرافقهم الخاصة واستخدامها، مثل الغاز والمياه والكهرباء المولدة من أنظمة الطاقة الشمسية (ربما الخيار الأكثر شيوعًا).

بشكل عام، تميل المنازل المستدامة ذاتيًا خارج الشبكة إلى أن تكون شائعة (أو بالأحرى ضرورة) في المواقع الأكثر عزلة عن المرافق الحكومية المشتركة مثل الكهرباء.

ومع ذلك، فإن المنازل المعزولة ليست الوحيدة التي تستخدم الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء الخاصة بها.

يجذب العيش خارج الشبكة أيضًا الأفراد المهتمين بالبيئة والمتطلعين إلى المستقبل والذين يرغبون في تقليل بصمتهم البيئية مع توفير تكاليف المرافق الشهرية.

• باختصار، إن إخراج منزلك من الشبكة يعني أنك قادر على توليد/توفير الطاقة والمياه الصالحة للشرب وزراعة الغذاء وإدارة النفايات/مياه الصرف الصحي بنفسك. لا يزال بإمكانك استخدام الأجهزة المنزلية، مثل أجهزة التلفزيون والثلاجات وآلات صنع القهوة والمكانس الكهربائية، خارج الشبكة.

هل يمكنني الخروج من الشبكة باستخدام الألواح الشمسية؟ 

عندما يتعلق الأمر بإنشاء وتزويد الكهرباء الخاصة بك، ربما لا توجد تكنولوجيا صديقة للبيئة أكثر سهولة وكفاءة من الألواح الشمسية. 

بالنسبة للجزء الأكبر، يعد الخروج من الشبكة باستخدام الألواح الشمسية أمرًا ممكنًا بنسبة 100%. ومع ذلك، فهي مجرد قطعة واحدة من اللغز.

من أجل الحفاظ على نمط حياة صحي طويل الأمد بعيدًا عن الشبكة، ستحتاج إلى مكان لتخزين كل الطاقة الشمسية التي تولدها الألواح الشمسية الخاصة بك. 

وكما أن الألواح الشمسية هي الأكثر سهولة وكفاءة لإنتاج الكهرباء، فإن البطاريات الشمسية/محطات الطاقة الشمسية، هي أفضل تكنولوجيا على الإطلاق لتخزين الطاقة الشمسية خارج الشبكة.

لذا، في الأساس، يمكنك الخروج من الشبكة باستخدام الألواح الشمسية ونوع من أنظمة التخزين.

كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها للخروج من الشبكة؟ 

يعتمد عدد الألواح الشمسية اللازمة للخروج من الشبكة فقط على العوامل التالية:

• كمية الكهرباء التي تستخدمها
• مقدار مساحة السقف الصالحة للاستخدام
• كمية ضوء الشمس المباشر يوميا 
• نوع الألواح الشمسية التي تختارها

يتطلب المنزل العادي خارج الشبكة عادةً حوالي 7 كيلووات (أو 7000 واط) من الطاقة للاعتماد بشكل كامل على إنتاج الطاقة الخاص به. 

تأتي الألواح الشمسية بأشكال وأحجام وأشكال مختلفة. هناك عاملان رئيسيان يحددان كمية الألواح الشمسية التي ستحتاجها للخروج من الشبكة، ويعتمدان على متطلبات الطاقة لديك ومخرجات الأداء لكل لوحة. 

• Panel performance is rated under standard testing conditions (STC): irradiance of 1,000 W/m², solar spectrum of AM 1.5 and module temperature at 25 °C.

عادةً، كلما كانت اللوحة أكبر، كان أداء اللوحة أعلى.

على سبيل المثال، تبلغ أبعاد اللوحة الشمسية بقدرة 100 واط عادةً 47 × 21,3 × 1,4 بوصة. تبلغ أبعاد اللوحة الشمسية بقدرة 200 وات 64 × 26 × 1,4 بوصة (هذه تقديرات تقريبية). 

كلما زاد حجم الإطار، زاد عدد الخلايا الكهروضوئية التي يمكن تركيبها بداخله، وبالتالي أداء أفضل. 

إذا كانت متطلبات الطاقة لديك مثل المتوسط ​​المذكور أعلاه (7 كيلو وات) وكنت ستستخدم ألواح شمسية بقوة 200 واط، فستحتاج إلى 35 لوحًا أكثر أو أقل لتأخذ احتياجاتك من الطاقة المنزل خارج الشبكة. أو إذا كنت تستخدم ألواحًا شمسية بقدرة 350 واط، فستحتاج إلى 20 لوحًا. 

لإعطائك فكرة عن مقدار المساحة التي ستشغلها 35 لوحة شمسية، ستحتاج إلى العثور على إجمالي المساحة بالقدم المربع. 

في الولايات المتحدة، يبلغ متوسط ​​سقف المنازل حوالي 1700 قدم مربع. 

• سوف تشغل 35 لوحة شمسية أكثر أو أقل من 389 قدمًا مربعًا من مساحة سطح منزلك. وهذا يترك مساحة كافية في حالة إضافة أي لوحات إضافية إلى نظامك في المستقبل. 

لتسهيل الأمور عليك، قمنا بتجميع هذا المخطط لإعطائك فكرة أساسية عن عدد الألواح الشمسية التي ستحتاج إليها حسب حالتك. 

(تبلغ مساحة اللوحة الشمسية بقدرة 200 وات حوالي 11,13 قدمًا مربعة)

كيف يمكنني حساب عدد الألواح الشمسية التي سأحتاجها؟

هناك صيغة أساسية إلى حد ما لمساعدتك على فهم مقدار الألواح الشمسية التي ستحتاجها للخروج من الشبكة، وهي تبدو هكذا. 

اسمح لي بتقسيم هذه الصيغة بشكل أكبر حتى تتمكن من فهم كيفية استخدامها بشكل أفضل.  

الخطوة 1 – معرفة كمية الكهرباء التي تستخدمها.

تابع واحصل على أحدث فاتورة طاقة واكتشف مقدار الطاقة التي استخدمتها خلال الشهر الماضي.

ستعرض معظم فواتير الطاقة الكيلووات ساعة المستخدمة في أسفل المستند مع تكلفة الكهرباء مضروبة في ذلك. 

في المثال أدناه، يمكنك أن ترى أننا استخدمنا 1000 كيلووات في الساعة لذلك الشهر وتم تحصيل رسوم قدرها 134,35 دولارًا. 

الخطوة 2 - احسب مقدار ضوء الشمس الذي تتلقاه مقاطعتك

من أجل معرفة عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها للخروج من الشبكة، عليك معرفة عدد ساعات الذروة من ضوء الشمس التي تستقبلها منطقتك. 

ومع ذلك، ضع في اعتبارك أن ساعات الذروة لضوء الشمس لا تساوي الوقت بين شروق الشمس وغروبها. 

ساعات الذروة لضوء الشمس تساوي مقدار الوقت الذي تصل فيه الشمس إلى متوسط ​​1000 واط لكل متر مربع. 

لذلك باختصار، ساعات الذروة لضوء الشمس تساوي مقدار الوقت الذي تكون فيه الشمس في أقوى حالاتها، مما يسمح للألواح الشمسية بأن تكون في أعلى مستويات إنتاجيتها. 

إذا كنت تعيش في مكان ما مثل كاليفورنيا، وهي منطقة ذات معدل مرتفع جدًا لأشعة الشمس، فلن يحتاج نظامك الشمسي إلى أن يكون كبيرًا.

ومع ذلك، إذا كنت تقيم في مكان أقل مشمسًا، فقد تحتاج إلى المزيد من الألواح الشمسية لإنتاج نفس الكمية من الكهرباء التي تنتجها باستخدام ألواح أقل في مكان أكثر مشمسًا. 

(هناك عامل مهم آخر يجب مراعاته وهو زاوية السقف الخاص بك. يمكن أن تؤثر كمية التظليل أيضًا على عدد الألواح الشمسية المطلوبة.)

يمكنك مراجعة الموقع الإلكتروني للمختبر الوطني للطاقة المتجددة لتحديد مقدار ساعات الذروة لضوء الشمس في منطقتك. 

يمثل الجدول أدناه عدد ساعات ذروة ضوء الشمس في مناطق مختلفة من الولايات المتحدة. 

الخطوة 3 - احسب حجم النظام الشمسي الذي تحتاجه للخروج من الشبكة.

بمجرد معرفة عدد ساعات ذروة ضوء الشمس التي تستقبلها منطقتك، يمكنك معرفة حجم النظام الشمسي الذي ستحتاج إليه. 

للبدء، عليك معرفة متوسط ​​عدد ساعات ذروة ضوء الشمس التي تحصل عليها خلال شهر واحد. 

ما عليك سوى مضاعفة ساعات ضوء الشمس اليومية بمقدار 30. 

في هذا المثال، سوف نستخدم فلوريدا. لذلك، نضرب 5.44 في 30 لنحصل على 163,2. دعونا نقرب ذلك إلى 163 ساعة من ذروة ضوء الشمس كل شهر. 

بعد ذلك، نقوم بتقسيم استخدامك الشهري من الكهرباء (دعونا نستخدم 1000 كيلووات في الساعة) على مناطق ضوء الشمس الشهرية. 

إذن، 1000 كيلووات ساعة مقسومة على 163 ساعة من ضوء الشمس يساوي 6.1. هذا يعني أنك ستحتاج إلى نظام شمسي بقدرة 6.1 كيلووات لإنتاج ما يكفي من الكهرباء لتغطية استهلاكك الشهري من الطاقة. 

أدناه قمت بإنشاء مخطط يوضح لك حجم النظام الشمسي المطلوب في ولايات مختلفة بناءً على متوسط ​​ساعات الذروة الشهرية للشمس. 

الخطوة 4 - احسب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها للخروج من الشبكة.

أول شيء عليك القيام به هو تحويل النظام الشمسي كيلوواط إلى واط وللقيام بذلك ببساطة قم بضرب حجم النظام في 1000. 

سوف نستخدم فلوريدا مرة أخرى: 6,1 كيلو واط × 1000 = 6,100 واط.

لمعرفة عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها، عليك الآن أن تقرر مقدار القوة الكهربائية التي ستنتجها اللوحة الشمسية. 

لنفترض على سبيل المثال أنك تريد الاستثمار في نظام الألواح الشمسية بقدرة 200 وات. 

6100 واط مقسومة على 200 واط يساوي 31. 

يعني هذا أنك ستحتاج في فلوريدا إلى 31 لوحًا شمسيًا لتلبية الطلب على الطاقة الذي يبلغ 1000 كيلووات في الساعة شهريًا. 

خاتمة

أتمنى أن تفهم الآن العملية برمتها وراء تحديد عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها للخروج من الشبكة. 

في نهاية اليوم، فإن كمية الكهرباء التي تستخدمها، ومقدار مساحة السطح القابلة للاستخدام، وكمية ضوء الشمس اليومي المباشر ونوع الألواح الشمسية، كلها عوامل تحدد عدد الألواح الشمسية التي ستحتاج إليها.

إذا كنت تخطط للذهاب للتخييم في رحلة أقصر خارج الشبكة، فنوصيك بتجربة لوحة شمسية أصغر حجمًا ومحطة طاقة لإبقائك نشيطًا. 

نوصي باستخدام الألواح الشمسية بقدرة 120 وات ومحطة الطاقة EB70 الجديدة.