Non hai dúbida: a enerxía fotovoltaica é o futuro. Cun sistema fotovoltaico, pode escapar dos efectos do aumento dos prezos da electricidade e contribuír á protección do clima. Se estás interesado neste tema, podes estarte preguntando: Que rendemento debería proporcionar o sistema no mellor dos casos? Como calculas isto? O rendemento fotovoltaico pódese determinar mediante unha fórmula sinxela.
Que cifras clave describen o rendemento dun sistema fotovoltaico?
De kWh a kW pico: para calcular a saída óptima de FV, primeiro debemos aclarar algúns termos:
kWh - quilovatio hora
A abreviatura kWh significa quilovatio hora e significa que se produce un quilovatio de enerxía nunha hora. Polo tanto, a unidade kWh utilízase como medida da cantidade de electricidade xerada ou da potencia producida polo sistema fotovoltaico. 1 kWh equivale a 1,000 veces un vatio-hora simple (Wh).
Para axudarche a visualizar isto, aquí tes tres exemplos da vida cotiá: Cun kWh de enerxía, podes xerar aproximadamente un quilovatio-hora de enerxía.
Realiza un ciclo de lavado de 60 graos
50 horas de traballo cun portátil
Afeitado eléctrico 2,800 veces.
kWp - kilovatio pico
O pico do kilovatio, tamén coñecido como potencia nominal, é unha unidade de medida importante na fotovoltaica. O kWp describe a potencia máxima de saída (kW) que pode proporcionar un sistema fotovoltaico. Este valor permite facer comparacións entre sistemas fotovoltaicos. Para proporcionar resultados precisos, os fabricantes deben asegurarse de que os sistemas fotovoltaicos sexan probados en condicións estandarizadas.
O rendemento dun sistema fotovoltaico depende de moitos factores, como o clima, a radiación solar e a localización. O termo kWp reflicte o rendemento en condicións ideais (de laboratorio). De feito, estes case nunca se realizan, polo que o rendemento dos sistemas fotovoltaicos sempre varía.
As condicións ideais tamén son coñecidas como Condicións de proba estándar (STC). Estas son condicións uniformes nas que se proba o rendemento dos módulos fotovoltaicos. Isto permítelle comparar módulos solares de diferentes fabricantes. As condicións do STC son:
1,000 vatios de radiación solar por metro cadrado
Calidade do aire (AM) de 1.5
Temperatura celular de 25 °C
Así é como se converte kWp en kWh:
1 kWp equivale a 1,000 kWh ao ano. O sistema fotovoltaico medio de 1 kWp en Alemaña xera 1,000 kWh ao ano. Cun sistema fotovoltaico de 7 kWp, pódense realizar 7,000 kWh.
Estes valores varían segundo a localización. Pódese esperar maiores rendementos no sur de Alemaña que no Extremo Norte, onde a radiación global é maior. A seguinte táboa mostra unha estimación aproximada.
| Estado Federal | Rendemento específico |
|---|---|
| Baden-Württemberg | 1,070 kWh/kWp |
| Baviera | 1,060 kWh/kWp |
| Berlín | 910 kWh/kWp |
| Brandenburg | 990 kWh/kWp |
| Bremen | 930 kWh/kWp |
| Hamburgo | 959 kWh/kWp |
| Hesse | 1,018 kWh/kWp |
| Mecklemburgo-Pomerania Occidental | 1,014 kWh/kWp |
| Baixa Saxonia | 985 kWh/kWp |
| Renania do Norte-Westfalia | 987 kWh/kWp |
| Renania-Palatinado | 1,037 kWh/kWp |
| Sarre | 1,063 kWh/kWp |
| Saxonia | 1,035 kWh/kWp |
| Sajonia-Anhalt | 1,004 kWh/kWp |
| Schleswig-Holstein | 1,002 kWh/kWp |
| Turingia | 1,021 kWh/kWp |
Que significa a potencia instantánea para un sistema fotovoltaico?
A potencia instantánea describe a potencia producida por un sistema fotovoltaico nun momento específico. Para determinar este valor son necesarios tres parámetros: a potencia nominal, o número de módulos fotovoltaicos e a intensidade de corrente da radiación solar.
Que significa a potencia específica dun sistema solar?
A potencia específica relaciona a cantidade de enerxía xerada por un sistema solar en quilovatios hora (kWh) coa potencia nominal do sistema (kWp). Normalmente considérase un período dun ano. Os diferentes tamaños do sistema permiten comparar o rendemento específico.
Factura:
Potencia específica: kWh (xeración anual)/kWp (potencia nominal)
Exemplo: 7000 kWh (xeración anual) / 7 kWp (potencia nominal)
Potencia específica = 1000 kWh / kWp
Cal é a potencia media de saída dun sistema fotovoltaico?
A potencia media dun sistema fotovoltaico para vivendas unifamiliares e plurifamiliares é de aproximadamente 5 a 10 kWp. Isto corresponde a 800 a 1,200 kWh por kW pico. A cantidade de enerxía solar xerada pola fotovoltaica depende dunha serie de factores, como a localización do sistema fotovoltaico e o rendemento e a orientación dos módulos fotovoltaicos.
Cálculo do rendemento fotovoltaico óptimo: así funciona
Para calcular o rendemento fotovoltaico óptimo, cómpre saber canta electricidade usa. Un fogar de catro persoas consome unha media duns 4,000 kWh ao ano. Cunha potencia fotovoltaica media de 1,000 kWh por kW, isto corresponde a unha potencia máxima de 4 a 5 kW de FV.
Dimensionamento do sistema fotovoltaico: un exemplo
No noso exemplo, asumimos un consumo anual de 4,000 kWh. Podes determinar esta media mirando a túa factura eléctrica dos últimos anos. A radiación solar media no lugar da casa é de 1,000 kWh por kWh.
Para que o sistema valga a pena desde o punto de vista económico, debes usar a maior cantidade de enerxía solar posible. Debido á reducida tarifa de alimentación, xa non paga a pena abastecer a rede pública.
Para un sistema fotovoltaico de 4 kWp, necesitas 12-13 módulos fotovoltaicos cunha potencia máxima de case 320 vatios. A factura desta:
4,000 kW / 320 Wp = 12.5 módulos solares = 13 módulos solares
O tamaño dun módulo solar é normalmente de 1.7 metros cadrados. Se son 13 módulos, a superficie do tellado é de 22.10 metros cadrados:
13 módulos solares * 1.7 metros cadrados = 22.1 metros cadrados
As vivendas unifamiliares adoitan ofrecer este tamaño de superficie libre.
Que factores inflúen no rendemento da xeración de enerxía fotovoltaica?
A eficiencia coa que un sistema solar proporciona enerxía depende de varios aspectos. Gustaríanos analizar estes factores a continuación.
Rendemento do módulo solar
O rendemento do módulo solar é un factor importante na cantidade de enerxía fotovoltaica xerada. Un módulo solar de 300 Wp tamén producirá 300 W de electricidade cando se expón a 1,000 W de luz solar. Este rendemento depende moito do tamaño do módulo solar e do tipo de célula solar. As células solares monocristalinas son as máis eficientes, seguidas das células solares policristalinas e, finalmente, as células solares de película fina.
Cantos picos de quilovatios por metro cadrado son posibles?
As células solares monocristalinas teñen unha eficiencia do 18% ao 26% e un módulo estándar ten unha potencia duns 350 Wp. Cun tamaño do módulo de 1700 mm x 1000 mm (é dicir, 1.7 metros cadrados), a potencia máxima por metro cadrado é duns 0.2 quilovatios.
Os tamaños dos módulos solares non están estandarizados. Non obstante, a maioría dos fabricantes usan 60 células estándar ou 120 medias células por módulo. Como resultado, a potencia máxima de kW por metro cadrado varía entre os tipos de módulo.
| Tipo de módulo | Lonxitude x Ancho | kWp por m² |
|---|---|---|
| Células 48 | 1350mm x 1000mm | 0.185 |
| Células 60 | 1650mm x 1000mm | 0.21 |
| Células 72 | 2000mm x 1000mm | 0.205 |
| 120 medias células | 1700mm x 1000mm | 0.208 |
Tempo e radiación global
A radiación global é maior no Sur que no Norte. Polo tanto, a localización do sistema fotovoltaico tamén xoga un papel importante á hora de planificar o tamaño do sistema. Se queres conseguir a mesma xeración de enerxía en Hamburgo que en Múnic, necesitas módulos fotovoltaicos máis ou máis potentes.
O tempo tamén afecta o rendemento do sistema. En principio, a fotovoltaica tamén pode funcionar á sombra. Porén, se xera menos electricidade nos días nubrados que nos días soleados. Pero teña coidado: se a temperatura é demasiado alta, o sistema tamén pode perder rendemento. Tan pronto como as células solares alcanzan temperaturas superiores a 25 °C por encima das condicións STC, o rendemento cae entre un 0.3 e un 0.4 % por grao.
En tempo moi quente, os módulos solares poden alcanzar temperaturas de ata 65 °C. Isto corresponde a unha perda de rendemento do 10.5% ao 14%. En Alemaña, a xeración de enerxía fotovoltaica é máis alta de maio a xullo. Agosto é moitas veces demasiado quente.
A seguinte táboa dá unha indicación aproximada da radiación global e da potencia asociada dependendo das condicións meteorolóxicas:
| Tempo | Radiación global | poder |
|---|---|---|
| Soleado | 1000 W / m² | 1000 Watts |
| Parcialmente nuboso | 400 W / m² | 400 Watts |
| Moi nubrado | 150 W / m² | 150 Watts |
| Chuvioso | 50 W / m² | 50 Watts |
Orientación do módulo solar
A orientación do módulo solar tamén ten un impacto significativo no rendemento. En Alemaña, os mellores rendementos obtéñense cando os módulos están orientados directamente ao sur. Porén, un sesgo cara ao sueste/oeste tamén produce moi bos rendementos. Debido á orientación completamente leste-oeste, o rendemento é lixeiramente inferior. Ambos lados do tellado pódense cubrir con módulos fotovoltaicos.
Se utilizas a maior parte da túa enerxía solar pola mañá e pola noite (precisamente cando o sol brilla en ambas as superficies), unha orientación leste-oeste é vantaxosa. Isto significa que pode aumentar o seu propio consumo e ter que consumir menos electricidade.
Pendente do tellado
En Alemaña, un ángulo de inclinación de entre 30 e 45 graos é ideal para tellados orientados ao sur. No caso dunha orientación leste-oeste, os módulos deberían ter un ángulo de inclinación máis plano porque o sol tamén é máis baixo.
Sombras
Debe evitarse a toda costa o sombreamento permanente ou parcial dos módulos fotovoltaicos individuais. Isto leva a unha redución significativa na xeración de enerxía fotovoltaica. Ao planificar o seu sistema, teña en conta a posible sombra dos edificios veciños, árbores ou a autosombra das fiestras de tigre e chemineas. Se non se pode evitar a sombra, un optimizador fotovoltaico pode axudar.
Lembra tamén que o sol non só se move ao longo do día, senón ao longo do ano. É moito máis baixo no inverno que no verán. Isto significa que a proxección de sombras tamén é significativamente máis longa.
Por outra banda, os módulos solares modernos fan fronte ás sombras temporais grazas aos díodos de derivación. Estes simplemente desvían a enerxía da parte sombreada da célula solar, reducindo así a perda de enerxía.
Produción anual de enerxía fotovoltaica
A capacidade fotovoltaica media en Alemaña é de 1,000 kWh por kWp instalado ao ano. Un sistema de 6 kWp xera polo tanto 6,000 kWh de enerxía solar ao ano. O sur de Alemaña xera máis de 1,000 kWh. No norte, a saída do sistema solar é menor.
Na nosa táboa podes ver a produción media anual en diferentes cidades.
| cidade | Rendemento en kWh por kWp |
|---|---|
| Freiburg | 1.048 |
| Múnic | 1.041 |
| Augsburg | 1.029 |
| Stuttgart | 1.025 |
| Würzburg | 1.001 |
| Frankfurt | 980 |
| Nuremberg | 975 |
| Mainz | 973 |
| Erfurt | 970 |
| Leipzig | 955 |
| Aachen | 946 |
| Rostock | 945 |
| Düsseldorf | 907 |
| Hannover | 901 |
| Quilla | 895 |
| Bielefeld | 880 |
| Aeroporto de Bremen | 879 |
Saída fotovoltaica durante todo o ano
A saída fotovoltaica ao longo do ano depende da radiación global. En Alemaña, a maior irradiación e, polo tanto, a maior produción fotovoltaica posible atópase de abril a agosto. Aínda se poden conseguir bos rendementos en marzo e setembro. Non obstante, a xeración de enerxía é significativamente menor no inverno.
Na seguinte táboa podes ver a produción fotovoltaica media mensual en Alemaña.
| cidade | Rendemento en kWh por kWp |
|---|---|
| Freiburg | 1.048 |
| Múnic | 1.041 |
| Augsburg | 1.029 |
| Stuttgart | 1.025 |
| Würzburg | 1.001 |
| Frankfurt | 980 |
| Nuremberg | 975 |
| Mainz | 973 |
| Erfurt | 970 |
| Leipzig | 955 |
| Aachen | 946 |
| Rostock | 945 |
| Düsseldorf | 907 |
| Hannover | 901 |
| Quilla | 895 |
| Bielefeld | 880 |
| Aeroporto de Bremen | 879 |
FAQ
Canta enerxía fotovoltaica se xera por metro cadrado?
A capacidade fotovoltaica media por metro cadrado é algo inferior a 0.2 kWp. Pódense producir 200 watts ao ano. En principio, pódense xerar entre 300 e 350 watts de enerxía fotovoltaica por 1.5 metros cadrados. Dependendo da localización e do tipo de PV, este valor pode variar.
Cal é a saída fotovoltaica por módulo?
Os módulos modernos teñen unha potencia fotovoltaica de entre 300 e 500 Wp por módulo. Os sistemas fotovoltaicos para vivendas unifamiliares e multifamiliares normalmente usan módulos fotovoltaicos cunha potencia de 300 Wp. Estes módulos son menos caros que os módulos de alto rendemento de 400 Wp ou superior.
Canta electricidade xera a FV ao día?
De media, a fotovoltaica xera 2.7 kWh por kWp por día. este é o valor total anual, xa que a cantidade real de electricidade xerada pola fotovoltaica ao día depende da estación e da climatoloxía. Polo tanto, o valor anual é máis significativo.
Canta electricidade xera a FV no inverno?
A xeración FV inverno ten unha media de 350 a 400 kWh por kWp instalado. Neste exemplo, o inverno defínese como o período de outubro a marzo. Estes son os meses coa xeración fotovoltaica máis baixa de Alemaña.
Cal é a produción de enerxía fotovoltaica nos días nubrados?
Nos días nubrados, a potencia dun sistema fotovoltaico diminúe a entre 100 e 300 watts por metro cadrado. Dependendo do grosor da capa de nubes, a saída tamén se reduce porque só a luz difusa chega aos módulos solares. O rendemento fotovoltaico en condicións nubradas tamén depende do tipo de células e módulos solares. Algúns modelos teñen un rendemento especialmente bo con pouca luz.
Cal é a potencia máxima dun sistema fotovoltaico do sector privado?
A potencia máxima recomendada para o sector fotovoltaico privado é de 10 kWp. Para sistemas superiores a 10 kWp, o rexistro na axencia tributaria faise un pouco máis complicado. Dende o punto de vista legal, non existe unha produción máxima oficial para o sector privado FV.
Cal é a saída fotovoltaica por metro cadrado nun tellado plano?
A potencia fotovoltaica por metro cadrado en tellados planos tamén é de 0.2 kWp. Isto débese a que os módulos solares dos tellados planos están aliñados óptimamente co sol debido á súa altura. Isto significa que non hai perda de rendemento debido aos ángulos de inclinación máis baixos.
Canta enerxía xera un sistema fotovoltaico de 20 metros cadrados?
Un sistema fotovoltaico de 20 metros cadrados pode acadar unha potencia de aproximadamente 4 kWp. Isto aplícase a sistemas con saídas de módulo no rango de 300 Wp. Os sistemas fotovoltaicos con módulos de alto rendemento no rango de 400 a 500 Wp poden acadar unha potencia de 5 a 6 kWp en 20 metros cadrados.
Cal é a potencia de saída dun sistema fotovoltaico de 30 metros cadrados?
Un sistema fotovoltaico de 30 metros cadrados pode acadar unha potencia de aproximadamente 6 kWp. Asumindo unha potencia media de 0.2 kWp por metro cadrado, un sistema fotovoltaico de 6 kWp é suficiente para unha vivenda unifamiliar.
Cal é a potencia de saída dun sistema fotovoltaico de 100 metros cadrados?
En base a unha potencia fotovoltaica media de 0.2 kWp por metro cadrado, un sistema fotovoltaico de 100 metros cadrados produciría 20 kWp de potencia.
Cal é a saída fotovoltaica dunha vivenda unifamiliar?
A potencia fotovoltaica dunha vivenda unifamiliar é normalmente entre 5 e 10 kWp. Cantos metros cadrados necesitas? Para sistemas de pico de 5-10 kW
As vivendas unifamiliares requiren de 25 a 50 metros cadrados de cuberta.
Conclusión
Para calcular o rendemento do seu sistema fotovoltaico, debe coñecer o seu consumo persoal de electricidade. Isto significa que o seu propio sistema fotovoltaico pode dimensionarse perfectamente para satisfacer o seu propio consumo. A produción de enerxía fotovoltaica mídese en kWp (quilovatios pico). A produción anual de electricidade mídese en kWh (quilovatios hora). Un quilovatio de potencia fotovoltaica pico xera case 1,000 quilovatios-hora de electricidade ao ano.
