Сколько солнечной энергии можно произвести на 1 акре

Итак, вы хотите немного отключиться от сети, сэкономить на затратах на электроэнергию и работать над более экологичным будущим? Слава вам. С каждым годом становится все больше домовладельцев, которые делают выбор в пользу экологичности. Солнечная энергия является одним из самых популярных возобновляемых источников энергии, которые можно получить; более 2 миллионов домохозяйств в США установили солнечные системы.

Однако, прежде чем вы начнете эту новую зеленую главу, важно знать, что вам нужно и сколько энергии вы можете ожидать взамен от вашего одного акра земли.

В среднем на одном акре земли в день можно произвести 2227,5 кВтч солнечной энергии. В среднем дома в США потребляют 30 кВтч электроэнергии.

Содержание показать оглавление

Насколько велик акр?

Акр — это единица площади, которая используется специально для измерения участка земли. С точки зрения размера акра, один акр составляет 0,0016 квадратных миль или 43 560 квадратных футов. Если вы предпочитаете метрическую систему, один акр равен 4046,86 квадратных метров.

Возможно, как и для меня, квадратные мили для вас так же загадочны, как и один акр. Давайте посмотрим на некоторые визуальные сравнения того, насколько велик один акр:

• Футбольное поле 1,32 акра.
• Бейсбольное поле 4,5 акра.
• На одном акре можно разместить около 16 теннисных кортов.

Что нужно для использования солнечной энергии?

Дело не только в том, сколько панелей можно разместить на одном акре земли. Некоторое место также должно быть отведено аксессуарам и частям, которые преобразуют солнечную энергию в полезную энергию. В дополнение к этому вам нужно место для перемещения между панелями, чтобы установить их и выполнить техническое обслуживание.

Солнечные панели

Существуют три разных типа солнечных панелей, каждый из которых отличается стоимостью и эффективностью.

1. Монокристаллические панели окрашены в синий/черный цвет, более эффективны (15-20%) и наиболее дороги.
2. Поликристаллические панели более доступны по цене, менее эффективны (13-16%) и имеют светло-синий цвет.
3. Однако тонкопленочные панели часто имеют еще более низкую эффективность (7–18%), чем кристаллические аналоги, и быстрее разлагаются. Но они дешевле, гибкие и очень портативные (легкие).

Инверторы и батареи

Инверторы преобразуют постоянный ток, получаемый от солнечных батарей, в переменный ток (обычно используется в большинстве бытовых приборов).

Во время этого преобразования часть энергии теряется, в результате чего количество полезной солнечной энергии становится меньше, чем количество общей энергии, полученной от солнца. Это интерпретируется как эффективность солнечной панели и выражается в процентах.

Существует два типа инверторов, а именно струнные инверторы и микроинверторы. Струнные инверторы соединяют все ваши панели с домом как единое целое, что может быть сложно, если одна панель неисправна и влияет на общую мощность солнечной энергии.Микроинверторы не имеют этой проблемы, так как они подключаются к каждой панели отдельно, максимизируя выходную мощность.

Вам также понадобятся солнечные батареи для хранения этой энергии, пока вы ее не используете.

Стеллажи

Системы стеллажей закрепляют солнечные панели на месте, и, поскольку вы планируете устанавливать панели на земле (а не на крыше), лучшим вариантом будет установка солнечных панелей на земле.

Этот алюминиевый стеллаж крепится к земле с помощью бетонных опор. В некоторых установлены системы слежения, которые следуют за солнцем, чтобы получать как можно больше солнечного света в течение дня, повышая эффективность.

Если у вас есть системы слежения, им, вероятно, потребуется больше места, чтобы гарантировать отсутствие столкновений при движении.

Вам нужно разрешение?

Если бы вы установили солнечные панели на крыше своего дома, то вам определенно потребовалось бы разрешение на строительство. Однако, если вы в основном отключаетесь от сети, добавляя солнечные батареи на акр земли, маловероятно, что вам потребуется разрешение.

Есть некоторые правила, изложенные в Национальном электрическом кодексе, которые регулируют установку и использование солнечной энергии. Обычно профессионалы, устанавливающие солнечные панели, должны следовать этим строительным нормам.

Средний размер солнечной панели

В среднем домашние солнечные панели имеют длину 65 дюймов и ширину 40 дюймов (2600 квадратных дюймов = 18,06 квадратных футов). Поскольку в одном акре 43 560 квадратных футов, это соответствует примерно 2400 солнечным панелям.

Однако, оставляя место для всех аксессуаров и места для перемещения, вы ищете максимум 1500-1800 панелей.

Энергия, вырабатываемая на 1 акре

Бытовые солнечные панели имеют около 60 солнечных элементов на панель по сравнению с коммерческими солнечными панелями, которые имеют около 72 солнечных элементов на панель. Количество ячеек коррелирует с размером солнечной панели (коммерческие панели больше).

В общем, очень сложно предсказать точное количество энергии, вырабатываемой солнечной панелью, из-за всех факторов, которые могут повлиять на количество энергии, вырабатываемой каждой панелью:

• Материал (эффективность)
• Расположение панелей
• Угол панелей
• Географическое положение
• Время года

Панели продаются с мощностью x ватт. Это полезная мощность и обычно означает в час. Таким образом, вы можете получить, например, панель на 120 Вт или панель на 275 Вт. Но средний диапазон мощности для бытовых солнечных панелей составляет 200-400 Вт (за каждый час на панель попадают прямые солнечные лучи).

Среднее количество часов солнечного света (прямой солнечный свет, который могут использовать солнечные батареи) составляет около 4-5 часов в день.

Имея эту информацию и количество панелей, которые могут поместиться на одном акре, мы можем предположить, сколько полезной солнечной энергии может быть произведено на одном акре земли.

Возьмем средние значения:

• 1650 панелей
• 300 Вт
• 4,5 часа прямого солнечного света

Если одна панель производит 300 Вт прямого солнечного света в час, то за один день она может производить 1350 Вт·ч. Если у вас есть 1650 панелей, ваше ежедневное производство составит 2 227 500 Втч. Это 2227,5 кВтч за один день.

Может ли эта энергия управлять домом?

В среднем количество энергии, используемой в день стандартным американским домохозяйством, составляет 30 кВтч. Теперь, как мы подсчитали выше, один акр будет производить колоссальные 2227,5 кВтч в день.

Я думаю, можно с уверенностью сказать, что вырабатываемой энергии в хороший день и с учетом различных факторов будет достаточно для комфортной работы стандартного американского дома. На самом деле, вам действительно нужно всего 1,4-3% этого акра для питания дома.

Опять же, очень сложно каждый раз получать последовательное среднее значение, поскольку существует множество факторов, которые также непоследовательны.

Потребление энергии может зависеть от сезона, что может привести к более частому использованию большего количества приборов, таких как обогреватели.Это также может зависеть от количества людей в домашнем хозяйстве и от того, какой материал использовался для строительства дома; некоторые материалы лучше утепляют дома, чем другие.

Сколько это будет стоить?

Установка такого типа системы обойдется вам в копеечку, но в долгосрочной перспективе она может того стоить.

Первоначально установка наземной солнечной системы может стоить вам от 400 000 до 500 000 долларов. Но меньшее количество панелей снизит цену.

Поскольку количество энергии, вырабатываемой на одном акре земли, заполненной солнечными панелями, намного превышает количество используемой энергии, вы можете снизить затраты на установку, уменьшив количество панелей, не препятствуя вашей мечте о доме, полностью работающем на солнечной энергии.

Стоимость обслуживания может отличаться от дома к дому. Это зависит от типа вашей солнечной панели и рельефа вашего участка земли. В среднем вам, возможно, придется потратить до 1200 долларов на техническое обслуживание и ремонт солнечных панелей и до 150 долларов на чистку и ежегодные проверки.