हमारे आधुनिक समय में, विभिन्न प्रौद्योगिकियां सक्रिय रूप से विकसित हो रही हैं जो मानव गतिविधि में अधिकतम आराम प्रदान करती हैं। विशेष रूप से, यह ध्यान देने योग्य है कि वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का विकास जोरों पर है। इसका एक ज्वलंत उदाहरण सौर पैनल हैं, जिन्हें अब आपके अपने घर की छत पर स्थापित किया जा सकता है। और इन्हें कोई भी खरीद सकता है। यह उन मामलों में विशेष रूप से सच है जहां घर बिजली लाइनों से दूर स्थित है। लेकिन इस तरह के समाधान के सभी लाभों और लाभों को महसूस करने के लिए, सौर पैनलों की सही गणना आवश्यक है।
सामान्य जानकारी
फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव एक भौतिक घटना है जिसे 1887 में खोजा गया था और बिजली उत्पन्न करने के लिए सौर पैनलों के विकास का आधार बन गया। प्रकाश (फोटॉन) या किसी अन्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रभाव में, इन कणों की ऊर्जा पदार्थ के इलेक्ट्रॉनों में स्थानांतरित हो जाती है। दूसरे शब्दों में, सूर्य की सहायता सेबिजली प्राप्त करें।
इस भौतिक घटना की खोज के बाद इसे नियंत्रित करना आवश्यक हो गया। इस प्रयोजन के लिए, फोटोकल्स बनाए गए - एक कॉम्पैक्ट आकार के विशेष इलेक्ट्रॉनिक उपकरण। उनमें अर्धचालक पदार्थ शामिल हैं।
औद्योगिक उत्पादन स्थितियों में, सूक्ष्म ट्रांसड्यूसर को बड़े पैमाने पर और कुशल पैनलों में संयोजित करना संभव हो गया है। कई आधुनिक उद्यम बड़ी मात्रा में सिलिकॉन मॉड्यूलर डिजाइन तैयार करते हैं। उनकी दक्षता लगभग 18-22% है।
सौर बैटरी में कई समान मॉड्यूल शामिल होते हैं जिसके माध्यम से सूर्य के प्रकाश के फोटॉन प्रत्यक्ष धारा के रूप में विद्युत परिपथ में प्रवेश करते हैं। फिर वे भंडारण उपकरणों में प्रवेश करते हैं या एक वैकल्पिक चालू चार्ज (220 वोल्ट) में परिवर्तित हो जाते हैं। परिणामी विद्युत ऊर्जा घरेलू उपकरणों को कार्य करने देती है।
घर के लिए सौर पैनलों की गणना की विशेषताएं
यह ऑपरेशन नीचे आता है, सबसे पहले, उनकी शक्ति का निर्धारण करने के लिए। और इसके लिए यह जानना जरूरी है कि पूरे ढांचे पर किस ऊर्जा का भार पड़ेगा। दूसरे शब्दों में, मासिक रूप से कितने किलोवाट ऊर्जा की खपत होगी।
इन रीडिंग को बिजली के मीटर को देखकर पता लगाया जा सकता है। और अगर मान 100 kW के भीतर है, तो पैनल ठीक वैसे ही खरीदे जाने चाहिए जो इतनी मात्रा में ऊर्जा पैदा करने में सक्षम हों।
यह भी विचारणीय है कि सौर्य का कार्यपूर्ण मोड में बैटरी केवल दिन के उजाले में ही संभव है। पूरा मसला तभी होगा, जब आसमान साफ होगा। जब सूर्य की किरणों के आपतन कोण में परिवर्तन होता है, साथ ही क्षितिज पर बादलों का दिखाई देने लगता है, तो शक्ति 20% कम हो जाएगी। बादल के मौसम में भी ऐसा ही होगा। यह सब नहीं भूलना चाहिए।
अर्थात् एक निजी घर के लिए सौर पैनलों की गणना की प्रक्रिया में, आपको उस समय की अवधि लेनी चाहिए जब वे पूरी क्षमता से काम करते हैं। एक नियम के रूप में, यह 7 घंटे है - सुबह 9 बजे से शाम 4 बजे तक की अवधि। वहीं, गर्मी के मौसम में पैनल सुबह से शाम तक काम कर सकते हैं। लेकिन अतीत में, कार्य क्षमता का प्रतिशत केवल 20-30% के क्षेत्र में होगा। उपरोक्त घंटों के दौरान, आप शेष 70% प्राप्त कर सकते हैं।
शक्ति
जैसा कि हम पहले ही समझ चुके हैं, सौर पैनलों की गणना करते समय विचार करने वाला मूलभूत कारक ऊर्जा भार है। आखिरकार, बैटरियों का प्रदर्शन काफी हद तक घर प्रदान करने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा पर निर्भर करता है:
- एक पूर्ण स्टेशन बनाने के लिए शक्तिशाली पैनलों के उपयोग की आवश्यकता होती है - 150 से 250 वाट तक।
- केवल देश की रोशनी के प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए, आप कम-शक्ति वाली बैटरी से प्राप्त कर सकते हैं - 50 W से अधिक नहीं, जो पर्याप्त है।
ऐसी गणना कैसे करें?
बुनियादी बिजली की खपत
सौर बैटरी और बैटरी की गणना करने से पहले, उपयोग किए गए सभी विद्युत प्रवाह उपभोक्ताओं की कुल शक्ति का निर्धारण करना आवश्यक है। इसके लिए, प्रत्येक इकाई (उपकरण, प्रकाश बल्ब, आदि) की ऊर्जा खपत को इसके उपयोग के घंटों की संख्या से गुणा किया जाता हैदिन के दौरान।
उसके बाद, प्राप्त सभी डेटा को जोड़ें। परिणाम प्रति दिन बिजली की खपत की दर (किलोवाट-घंटे में) है। यह कितना सौर पैनलों का उत्पादन करना चाहिए, और यह न्यूनतम मूल्य है। पैनलों की संख्या, उनकी लागत और अन्य मापदंडों के संबंध में बाद की गणना इन आंकड़ों पर निर्भर करेगी।
हालांकि, पूरी प्रणाली न केवल सौर पैनलों से बनी है, अन्य घटकों को यहां शामिल किया गया है:
- इनवर्टर;
- बैटरी;
- चार्ज कंट्रोलर।
एक घर के लिए सौर पैनलों की शक्ति की गणना करते समय, इस पर भी छूट नहीं दी जानी चाहिए! बैटरियों में ऊर्जा की कमी होती है - 20% तक। इस संबंध में, आगे की गणना में, प्राप्त आधार मूल्य को इस राशि से बढ़ाया जाना चाहिए।
बिजली उपभोक्ता
हर घर में आपको कई आवश्यक उपकरण मिल सकते हैं। निम्नलिखित तकनीक हमेशा निश्चित घंटों में काम करेगी:
- रेफ्रिजरेटर;
- टीवी;
- कंप्यूटर;
- वाशिंग मशीन;
- बॉयलर;
- लोहा;
- माइक्रोवेव ओवन (हालांकि, सभी के पास एक नहीं है)।
ऐसे अन्य उपकरण भी हैं, जिनके अभाव में जीवन आराम का वांछित स्तर खो देता है। इसके अलावा, एक निश्चित संख्या में प्रकाश बल्ब, जो सौ तक पहुंच सकते हैं, हर दिन निजी अचल संपत्ति के क्षेत्र में प्रकाश करते हैं।
नीचे दी गई तालिका दिखाती हैबिजली के उपकरणों की शक्ति जो सबसे अधिक बार उपयोग की जाती हैं।
| घरेलू उपकरण | पावर रेटिंग (डब्ल्यू) | एक दिन के काम की अनुमानित अवधि (घंटे) | दैनिक खपत (kWh) |
| माइक्रोवेव | 500 | 2 | 3 |
| टीवी | 150 | 5 | 0, 8 |
| वाशिंग मशीन | 500 | 6 | 3 |
| रेफ्रिजरेटर | 500 | 3 | 1, 5 |
| लाइट बल्ब | 200 | लगभग 10 | 2 |
| लोहा | 1500 | 1 | 1, 5 |
| नोटबुक | 100 | 5 | 0, 5 |
| 150 लीटर बॉयलर | 1, 2 | 5 | 6 |
| नियंत्रक | 5 | 24 | 0, 1 |
| इन्वर्टर | 20 | 24 | 0, 5 |
इस तालिका के साथ एक सरल कार्य करना सुविधाजनक हैसौर पैनलों की गणितीय गणना। इस विशेष उदाहरण में, दैनिक खपत मूल्य 18.9 kWh है। केवल यह ध्यान में रखे बिना है कि हम आमतौर पर हर दिन क्या उपयोग नहीं करते हैं - एक इलेक्ट्रिक केतली, एक हेयर ड्रायर, एक पंप, एक खाद्य प्रोसेसर, आदि। इस प्रकार, औसतन, 25 kWh (कम से कम) तक प्राप्त किया जा सकता है।
महत्वपूर्ण बिंदु है सूर्यातप
इससे पहले कि आप सौर पैनलों की संख्या गिनना शुरू करें, आपको सूर्यातप जैसी चीज को ध्यान में रखना चाहिए। मोटे तौर पर, इस शब्द को प्रति इकाई क्षेत्र में गिरने वाली सौर ऊर्जा की मात्रा के रूप में समझा जाना चाहिए। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जिसके बिना यह निर्धारित करना असंभव है कि कितने पैनल खरीदे जाने चाहिए।
आखिरकार, पर्याप्त धूप न होने पर भी, बैटरी कितनी भी उत्पादक क्यों न हो, यह आवश्यक शक्ति का उत्पादन नहीं कर पाएगी। इसलिए, आपको सौर पैनलों की गणना करते समय इस पैरामीटर के महत्व को समझने की आवश्यकता है। आखिरकार, ऊर्जा आपूर्ति का आवश्यक स्तर इस पर निर्भर करेगा।
बेशक, यह पैरामीटर देश के प्रत्येक विशिष्ट क्षेत्र के लिए विशुद्ध रूप से व्यक्तिगत है। यह आवश्यक जानकारी प्राप्त करने के दो तरीके हैं:
- विशेष निर्देशिका;
- इलेक्ट्रॉनिक मौसम संबंधी संसाधन।
जैसा कि आप समझ सकते हैं, सूर्यातप का अधिकतम मान ग्रीष्म काल पर पड़ेगा। न्यूनतम मान मुख्य रूप से ठंड के महीनों में होते हैं।
बैटरियों की संख्या
अब आप पैनलों की संख्या गिनना शुरू कर सकते हैं। इसके लिए मूल उपभोग का पाया मूल्यप्रति दिन विद्युत ऊर्जा को आवश्यक महीने के सूर्यातप डेटा से विभाजित किया जाना चाहिए।
साथ ही, यह समझना महत्वपूर्ण है कि गणना मासिक आधार पर की जानी चाहिए, क्योंकि डेटा भिन्न और कभी-कभी महत्वपूर्ण सीमा तक भिन्न हो सकते हैं। अब यह केवल चयनित पैनल के पावर पैरामीटर द्वारा एक बार फिर सौर पैनलों की संख्या की गणना के परिणामस्वरूप परिणामी मूल्य को विभाजित करने के लिए बनी हुई है। यह विशेषता पासपोर्ट में इंगित की गई है। यदि परिणाम एक भिन्नात्मक संख्या है, तो इसे एक पूर्णांक मान तक और केवल ऊपर तक पूर्णांकित किया जाता है। यह अंतिम परिणाम होगा।
बेशक, पैनल का प्रदर्शन जितना अधिक होगा, उनमें से उतना ही कम लेना होगा। और यहां सब कुछ मुख्य रूप से परिवार के बजट के आकार और छत के क्षेत्र पर निर्भर करता है। उसी समय, पूरे सिस्टम के संचालन की अवधि को ध्यान में रखना आवश्यक है। दरअसल, सौर पैनलों के सूर्यातप में कमी के साथ, सामान्य परिस्थितियों की तुलना में अधिक की आवश्यकता होगी।
तर्कसंगत खर्च
सौर पैनलों की गणना के बारे में सोचते हुए, यह रोशनी पर ध्यान देने योग्य है। लेकिन, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक निजी घर के क्षेत्र में लैंप की संख्या बड़ी हो सकती है - 100 या अधिक। इस कारण से, यह ऊर्जा-बचत वाले प्रकाश बल्बों पर ध्यान देने योग्य है। नतीजतन, ऊर्जा खपत के मामले में महत्वपूर्ण बचत हासिल की जा सकती है।
इसके अलावा, आपको घरेलू उपकरणों को कक्षा ए से कम नहीं खरीदना चाहिए और यहां तक कि ए +, ए ++, ए +++ भी खरीदना चाहिए। अंततः, इस तरह के उपाय से सौर ऊर्जा की खरीद पर खर्च होने वाली लागत में काफी कमी आएगीपैनल। इसके अलावा, अधिकांश आधुनिक उपकरण केवल 12 वी की खपत के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
और प्रत्यक्ष करंट को अल्टरनेटिंग वोल्टेज में बदलने के लिए अतिरिक्त उपकरणों के उपयोग के बिना, फोटो पैनल कितना उत्पादन करने में सक्षम हैं।
गणित का उदाहरण
एक घर के लिए सौर पैनलों की संख्या की गणना करते समय, यह ध्यान रखना चाहिए कि वर्ष के किस मौसम में पूरी प्रणाली पूर्ण मोड में काम करेगी। और फिर, यहाँ सब कुछ सूर्यातप के कारण है। महीने के आधार पर, अलग-अलग संख्या में फोटो पैनल की आवश्यकता हो सकती है।
एक स्पष्ट समझ के लिए, यह एक विशिष्ट उदाहरण देने योग्य है:
- उदाहरण के लिए, घर में बिजली की दैनिक खपत 15 kWh होगी।
- इनसोलेशन पैरामीटर - 3 kWh/m2।
- एक पैनल की शक्ति 300W या 0.3KW है।
बैटरियों की आवश्यक संख्या की गणना करें (अक्षर एन द्वारा चिह्नित): एन=15/3/0, 3=16, 6. परिणामी मान को एक पूर्णांक तक गोल करने पर, हमें परिणाम मिलता है - 17 पैनल।
हालांकि, सर्दियों में सूर्यातप काफी कम हो जाता है और 1 kWh/m2 तक पहुंच सकता है। इस मामले में, आपको काफी अधिक बैटरी की आवश्यकता होगी - 50 तक।
कई बारीकियां
एक तरफ, केंद्रीय बिजली आपूर्ति की निर्भरता को अस्वीकार करने से कुछ फायदे मिलते हैं। लेकिन सिक्के का दूसरा पहलू भी है - ऐसा उपाय कुछ बारीकियों से भरा होता है जिसे छूट नहीं दी जानी चाहिए। और सबसे पहले, यह समझना आवश्यक है कि सूरज सभी महीनों तक "ब्रेक" के बिना नहीं चमकेगा - आखिरकार, प्रकाशमानएक "आराम" भी चाहिए।
इस कारण से, सौर पैनलों की गणना करते समय, आपको बादल दिनों की संख्या निर्धारित करने के लिए निवास के क्षेत्र में मौसम की स्थिति के संग्रह की जांच करनी चाहिए। यह देखा जा सकता है कि एक महीने में कम से कम 7 दिन प्रतिकूल मौसम की अवधि होती है। इस समय, सौर पैनल आवश्यक मात्रा में विद्युत ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम नहीं होंगे।
इसके अलावा, आपको शरद ऋतु और वसंत ऋतु में दिन को छोटा करने के बारे में नहीं भूलना चाहिए। तदनुसार, बादल दिनों की संख्या बढ़ जाती है। इस संबंध में, मार्च से अक्टूबर तक सौर ऊर्जा प्राप्त करने के लिए, निवास के क्षेत्र के आधार पर पैनलों की सरणी को 50% तक बढ़ाना आवश्यक है।
