كم أحتاج من الطاقة الشمسية لمنزلي؟ الدليل الكامل لتحديد الحجم والتكلفة والتركيب

مع تحول العالم بشكل مطرد نحو الطاقة الخضراء، يتجه العديد من مالكي المنازل إلى الطاقة الشمسية لتحقيق الاستقلالية في مجال الطاقة وتقليل البصمة الكربونية. ولكن عندما يتعلق الأمر بتركيب الطاقة الشمسية، فإن أحد الأسئلة الأكثر شيوعاً هو: "كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها بالفعل؟ أنت بالتأكيد لست وحدك من يتساءل عن حجم النظام المناسب لمنزلك.

ومع ذلك، قبل المضي قدمًا، من الضروري فهم بعض العوامل الرئيسية: استخدام منزلك للكهرباء، وتوافر ضوء الشمس المحلي، ومساحة السقف المتاحة، وسياسات القياس الصافي، وأهدافك في مجال الطاقة على المدى الطويل.

في هذا الدليل الشامل، سنطلعك على العوامل الرئيسية التي تؤثر على كمية الطاقة الشمسية التي تحتاجها، وكيفية تقدير حجم نظامك المثالي، ونماذج إرشادات التهيئة وغيرها من الاعتبارات المهمة.

ما الذي يؤثر على كمية الطاقة الشمسية التي تحتاجها؟

متوسط استهلاكك للكهرباء

أولاً، احسب متوسط استهلاكك اليومي للكهرباء. إذا كان لديك إمكانية الوصول إلى فواتير المرافق الخاصة بك، تحقق من استهلاكك السنوي. كمرجع، يستخدم متوسط استهلاك الأسرة الأمريكية حوالي 10,791 كيلوواط/ساعة في عام 2022 - ما يقرب من 899 كيلوواط/ساعة شهرياً أو حوالي 30 كيلوواط/ساعة يومياً.

إذا لم يكن لديك فواتير سابقة، يمكنك تقدير استخدامك من خلال سرد الأجهزة المنزلية الشائعة ومتوسط ساعات تشغيلها. إذا لم تكن متأكداً، يمكننا مساعدتك في إجراء عملية حسابية سريعة.

ساعات ضوء الشمس في منطقتك

قد تشمل ظروف الإشعاع الشمسي على وجه التحديد العوامل التالية: شدة ضوء الشمس، وزاوية ضوء الشمس، ومدة ضوء الشمس، والظروف المناخية.

1. ساعات ضوء الشمس في منطقتك

كلما كانت أشعة الشمس أقوى، زادت الطاقة التي تتلقاها الألواح الشمسية وزاد إنتاجها للطاقة. في الأيام الملبدة بالغيوم أو أثناء شروق الشمس وغروبها، ينخفض الناتج بشكل كبير.

2. زاوية ضوء الشمس

تتلقى الألواح أقصى قدر من الطاقة عندما يضربها ضوء الشمس بشكل عمودي. يقلل ضوء الشمس منخفض الزاوية أو ضوء الشمس غير المباشر من الناتج، وهذا هو سبب أهمية أنظمة الإمالة والتتبع.

3. مدة ضوء الشمس

كلما زاد التعرض لأشعة الشمس على مدار اليوم، زادت الطاقة التي يمكن أن تنتجها الألواح الشمسية. في فصل الصيف، تسمح ساعات النهار الأطول بتوليد طاقة أطول.

4. الظروف المناخية

تؤدي السماء الصافية إلى أداء شمسي أفضل من الأجواء الغائمة أو الضبابية أو الممطرة أو الثلجية.

حجم السقف واتجاهه

يؤثر اتجاه السقف وحجمه بشكل كبير على ناتج الطاقة الشمسية. في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، تستقبل الأسطح المواجهة للجنوب أشعة الشمس المباشرة طوال اليوم وهي مثالية لتركيب الطاقة الشمسية. قد تشهد الأسطح المواجهة للشرق أو الغرب انخفاضاً في الكفاءة بمقدار 10-201 تيرابايت في الساعة.

التوجه أكثر أهمية من زاوية الميل. يمكن لمعظم زوايا السقف أن تستوعب أنظمة الطاقة الشمسية بشكل فعال، ولكن وجود مساحة محدودة على السطح يشكل عائقاً أكبر.

تشغل اللوحة الشمسية القياسية عادةً حوالي 1.7-2 متر مربع. ويتطلب النظام الشائع الذي تبلغ قدرته 6 كيلوواط، والذي يستخدم حوالي 15 لوحًا، حوالي 28-32 مترًا مربعًا - باستثناء المساحة التي تشغلها المداخن أو المناور أو فتحات التهوية. وهذا يجعل مساحة السطح عاملاً حاسماً.

صافي القياس والحوافز

عند تقدير حجم نظام الطاقة الشمسية في منزلك، لا تغفل سياسات القياس الصافي المحلية وحوافز الطاقة الشمسية. فهذه يمكن أن تقلل بشكل كبير من استثمارك المقدم وتؤثر على مقدار الطاقة الشمسية التي تحتاجها.

صافي القياس

يسمح لك ذلك بإرسال الطاقة الشمسية الزائدة إلى الشبكة مقابل الحصول على أرصدة في الفواتير. فكِّر في الأمر على أنه
"تخزين" الطاقة الشمسية في الشبكة أثناء النهار و"سحبها" في الليل.

إذا كانت منطقتك تقدم قياساً صافياً كاملاً بنسبة 1:1، فأنت تحتاج فقط إلى نظام يتناسب مع متوسط استخدامك السنوي. إذا تم تخفيض القياس الصافي، تصبح البطارية الشمسية أكثر أهمية. بدون القياس الصافي، قد يكون النظام الأكبر مع التخزين هو الخيار الأفضل.

حوافز وإعانات الطاقة الشمسية:

تقدم العديد من الحكومات والمناطق حوافز أو خصومات لتشجيع اعتماد الطاقة الشمسية. ويمكن أن تؤدي هذه الحوافز إلى تسريع عائد الاستثمار وخفض تكاليف التركيب.

على سبيل المثال، تقدم الولايات المتحدة الأمريكية ائتمانًا للطاقة النظيفة السكنية، مما يسمح لأصحاب المنازل خصم 30% من التكلفة من الأنظمة المؤهلة التي تم تركيبها في الفترة من 2022 إلى 2032.

في المملكة المتحدة, ضمان التصدير الذكي (SEG) يعوض البرنامج أصحاب المنازل عن الطاقة الشمسية الزائدة التي يتم تصديرها إلى الشبكة من خلال عداد ذكي، ويدفعون مقابل كل كيلوواط/ساعة.

كيفية تقدير الطاقة الشمسية التي تحتاجها

في الحالة المثالية، يمكنك حساب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها بقسمة استخدامك السنوي للكهرباء على إنتاجية الطاقة الشمسية في منطقتك، ثم قسمة هذا الرقم على ناتج اللوح الشمسي الواحد.

الحساب على أساس الاستخدام اليومي وساعات ضوء الشمس

الصيغة الأساسية: P = E / (t × η):

• P = طاقة النظام الشمسي المطلوبة (بالواط)
• E = متوسط الاستهلاك اليومي للكهرباء (بالكيلووات ساعة)
• t = متوسط ساعات ذروة أشعة الشمس في اليوم الواحد في منطقتك
• η = كفاءة النظام الشمسي، عادةً حوالي 0.8

على سبيل المثال، تستخدم الأسرة المعيشية النموذجية في كاليفورنيا حوالي 30 كيلوواط/ساعة في اليوم وتتلقى حوالي 5 ساعات من ضوء الشمس الفعال في اليوم.

باستخدام المعادلة: P= 30 ÷ (5×0.8) = 7.5 كيلوواط. لذا، ستكون هناك حاجة إلى نظام شمسي بقدرة 7.5 كيلوواط.

بافتراض أن كل لوح شمسي يساوي 400 واط، ستحتاج إلى ما يقرب من 18 إلى 20 لوحاً لتلبية احتياجاتك اليومية من الطاقة.

التقدير بناءً على حجم السقف

تعتمد مساحة تركيب النظام الشمسي على السعة الإجمالية للوحة الطاقة الكهربائية للوحة وكفاءة اللوحة وتخطيط التركيب.

باستخدام لوحة قياسية بقدرة 400 واط (كل منها حوالي 1.7 متر مربع)، إليك مساحة السقف التقديرية اللازمة لمختلف أحجام الأنظمة:

حجم النظام	عدد اللوحات	المساحة المطلوبة (م²)	المساحة المطلوبة (قدم مربع)
3 كيلوواط	8 لوحات	~13.6 m²	~حوالي 146 قدم مربع
5 كيلوواط	13 لوحة	~22.1 m²	~حوالي 238 قدم مربع
8 كيلو وات	20 لوحة	~34.0 m²	~حوالي 366 قدم مربع
10 كيلوواط	25 لوحة	~42.5 m²	~حوالي 457 قدم مربع
15 كيلو وات	38 لوحة	~64.6 m²	~حوالي 695 قدم مربع

قد تختلف المساحة الفعلية المطلوبة قليلاً حسب اتجاه السقف والتظليل وتخطيط اللوحة.

إذا كان سقف منزلك يحتوي على مساحة كافية، فقد يساعد استخدام ألواح ذات قدرة كهربائية أقل قليلاً في تقليل التكلفة الإجمالية للنظام.

ومع ذلك، إذا كانت مساحة السطح محدودة، فإننا نوصي باختيار الألواح عالية الكفاءة لزيادة الإنتاج إلى أقصى حد في مساحة صغيرة.

أمثلة بناءً على حجم المنزل

يعتمد تكوين نظام الطاقة الشمسية المنزلي بشكل أساسي على:

• حجم المنزل (يرتبط باستخدام الطاقة)
• عدد السكان وعادات استهلاك الطاقة
• الإشعاع الشمسي المحلي
• وجود نظام بطارية

فيما يلي مرجع عام لتكوينات الطاقة الشمسية استنادًا إلى المنازل النموذجية في الولايات المتحدة (بافتراض 4.5 ساعات من ضوء الشمس في اليوم وكفاءة نظام 80%):

نوع المنزل	حجم المنزل	المتوسط. الاستخدام اليومي للكهرباء	حجم النظام الموصى به	المساحة المقدرة للسقف (ألواح بقدرة 400 وات)
شقة (1 شخص)	<80 m²	~حوالي 8-10 كيلوواط/ساعة/اليوم	2-3 كيلوواط	~13-20 m²
منزل صغير (1-2 أشخاص)	80-120 m²	~حوالي 12-15 كيلوواط/ساعة/اليوم	4-5 كيلوواط	~20-25 m²
منزل متوسط (3-4 أشخاص)	120-180 m²	~حوالي 20-25 كيلوواط/ساعة/اليوم	6-8 كيلوواط	~30-40 m²
منزل كبير (5 أشخاص فأكثر)	180 m²	30-35 كيلوواط/ساعة/اليوم	8-12 كيلو واط	~40-60 m²

إذا كان منزلك يشتمل على محطات شحن السيارات الكهربائية (EV) أو الأجهزة عالية الطاقة (مثل مضخات حمام السباحة)، ففكر في زيادة سعة النظام بمقدار 20-40%.

الأسئلة الشائعةs

كم تبلغ تكلفة نظام الطاقة الشمسية بقدرة 6 كيلو وات؟

(1) النظام المربوط بالشبكة: بالنسبة لمعظم المنازل، يعتبر النظام الشمسي المربوط بالشبكة الخيار الأكثر اقتصاداً وشيوعاً.

اعتمادًا على مدى تعقيد التركيب والعلامات التجارية للمعدات، يبلغ سعر السوق الحالي حوالي $555-$667 لكل كيلوواط. وعادةً ما يكلف تركيب نظام مرتبط بالشبكة بقدرة 6 كيلوواط $330-$4000 دولار أمريكي، بما في ذلك الألواح الشمسية والعاكس وأقواس التركيب والعمالة الأساسية. قد تختلف الأسعار الدقيقة حسب المنطقة.

(2) نظام خارج الشبكة: تعد الأنظمة خارج الشبكة أكثر تكلفة لأنها تتطلب تخزين البطاريات لضمان توافر الطاقة في الليل وخلال الأيام الغائمة.

في جنوب إفريقيا، عادةً ما يتكلف نظام خارج الشبكة مناسب لمنزل مكون من غرفتي نوم أو ثلاث غرف نوم ما بين 350,000 إلى 400,000 راند جنوب إفريقي (حوالي 1 تيرا بايت و24,300 إلى 1 تيرا بايت و27,800 دولار أمريكي) وعادةً ما يتضمن ألواحاً شمسية وبطاريات ليثيوم ووحدة تحكم بالشحن وعاكس ومولد ديزل اختياري.

هل يمكنني استخدام 100% خارج الشبكة؟

نعم، من الممكن أن تكون خارج الشبكة تماماً باستخدام نظام الطاقة الشمسية. ومع ذلك، ما لم يكن لديك بنك بطاريات كبير لتكملة الألواح، فليس من العملي الاعتماد فقط على الطاقة الشمسية دون شبكة احتياطية.

تعمل البطاريات بمثابة خزان الطاقة الخاص بك، مما يضمن حصولك على ما يكفي من الكهرباء لتشغيل منزلك على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع - خاصةً خلال فترات انخفاض ضوء الشمس.

هل ستزيد الطاقة الشمسية من قيمة منزلي؟

في حين أنه من الصعب تحديد رقم دقيق بالدولار، يتفق معظم الخبراء على أن الألواح الشمسية تزيد من قيمة العقارات. وفقًا لأبحاث Zillow Research، بيعت المنازل الأمريكية المزودة بأنظمة الطاقة الشمسية بمتوسط 4.1% أكثر من المنازل المماثلة بدونها خلال العام الماضي.

وتعتمد درجة القيمة المضافة على الموقع وجودة النظام وحجم النظام، ولكن الطاقة الشمسية توفر بشكل عام عائد استثمار إيجابي على قيمة المنزل.

الخاتمة

لا يقتصر اختيار الطاقة الشمسية على التوفير في فواتير الكهرباء فحسب، بل يتعلق أيضاً بتبني أسلوب حياة أكثر خضرة واستدامة.

للعثور على الحل الأنسب للطاقة الشمسية، من الضروري فهم عاداتك في مجال الطاقة، وخصائص السقف، وظروف ضوء الشمس المحلية، والحوافز الحكومية المتاحة.

إذا لم تكن متأكدًا من أين تبدأ، فلا تتردد في اتصل بمستشارينا في مجال الطاقة الشمسية. نحن نقدم تقييمات مجانية للطاقة وتوصيات مخصصة للأنظمة. سواء كنت تفكر في نظام مرتبط بالشبكة أو خارج الشبكة، نحن هنا لمساعدتك في توفير الطاقة النظيفة لمستقبلك.