Kuidas arvutada päikesepaneelide prognoositavat tootlust?

Päikesepaneelide paigaldamisel ei pääse ümber ega üle terminitest nagu „päikesepaneelide tootlus“ või „ prognoositav tootlus“ . Kui palju energiat toodab päikesepaneel ja millest tootlus sõltub – nendele küsimustele üritamegi allpool vastused leida.

Kui palju toodab päikesepaneel energiat?

Kui räägime päikeseenergia tootmisest, siis räägime üksnes energiast, mida saame päikesevalguse muundamisel elektrienergiaks. Vahet tuleb teha mõistetel ja mõõtühikutest nende mõõtmisel.

Päikesepaneeli võimsus on tema nominaalne võimsus, mis on mõõdetud standartsete, rahvusvahelise standardiga määratud mõõtmistingimuste juures. Päiksepaneelide võimsust väljendatakse reeglina vattides, mille mõõtühikuks on W. Oluline on siin mõõtetingimused. Päikesepaneeli võimsusväljastus sõltub väga paljudest parameetritest, mida siinkohal pole selle lühikese artikli mahuga võimalik käsitleda. Kuid olulisemad on valguse spekter, tema intensiivsus ja paneeli temperatuur. Need on mõnikord ka põhjuseks, miks päikesejaama omanikud aeg-ajalt pärivad miks küll paneelidest ei tule lubatud võimsust, kui ometi päike kesksuvel kõrgel taevas sirab. Lihtsalt enamasti ei vasta need tingimused standardijärgsetele mõõtetingimustele.

Toodetud energia on tehtud töö ja aja korrutis ehk siis meie näitel paneelide antav võimsus korrutatuna ajaga. Mõõdetakse energiat kas vatt-tundides W/h või siis kilovatt-tundides kWh.

Peamised tegurid, mis mõjutavad päikesepaneeli tootlust

Energiakogus, mida üks päikesepaneel toodab, sõltub järgmistest erinevatest teguritest:

– päikesevalguse hulk,
– päikesepaneeli pindala,
– päikesepaneeli võimsus,
– päikesepaneeli tootmiseks kasutatav materjal
– päikesepaneeli töötamise ajaline kestvus.

Päikesevalguse hulk

Siin on kõik väga lihtne, mida rohkem valgust, seda rohkem toodab ka paneel elektrit.

Päikesepaneeli suurus

Päikesepaneeli pindala on esimene ja kõige ilmsem tegur, mis mõjutab toodetud energia kogust. Üldine loogika ütleb, et mida suurem on päikesepaneel, seda rohkem päikesevalgust suudab see neelata ja seega seda suurem on ka toodetud energia hulk.

Kui vaadata päikesepaneeli lähemalt, siis on näha, et see koosneb mitmest väikesest elemendist (cell), mis on omavahel ühendatud juhtmetega. Need väikesed elemendid toimivad eraldi paneelidena, milles toimub elektrienergia muundamine.

Kaablid seevastu toimivad selle elektri edastamiseks ühenduskarbi.

Seega, mida rohkem on päikesepaneelides elemente, seda rohkem energiat nad toodavad.

Seega võib öelda, et mida suurem on päikesepaneel, seda suurem on muundatud päikeseenergia kogus, kui muud tegurid jäävad samaks.

Päikesepaneeli võimsus ja materjal

Teine oluline tegur, mis mõjutab päikesepaneeli toodetud energia hulka, on päikesepaneeli tootmisel kasutatud materjali. Erinevad ettevõtted valmistavad päikesepaneele erinevatest materjalidest ja nende materjalide tõhusus on erinev.

Nende materjalide erinev tõhususe tase tähendab, et mõned päikesepaneelid võivad toota rohkem energiat kui teised, kuigi nende pindala on sama suur ja päikesevalgus hulk on sama suur.

Päikesepaneele on erinevatest materjalitüüpidest, kuid kaks kõige levinumat on monokristalsed- ja polükristalsed ränipaneelid.

Monokristallilised päikesepaneelid, millede tootmiskulud ja müügihind on kallim, on väga tõhusad.

Polükristalsed päikesepaneelid on küll palju odavamad, kuigi need ei ole nii tõhusad ja tekitavad ka rohkem jäätmeid.

Mida suurem on päikesepaneeli võimsus, seda suurem on toodetav energia hulk.

Kuidas me mõõdame päikesepaneeli tõhusust?

Tänapäeval on saada väga erinevate mõõtmetega ja võimsustega päikesepaneele. Kuidas siis sellel erinevate toodete hulgas orienteeruda? Kuidas võrrelda omavahel nii erinevaid tooteid? Abi võiks olla paneelide kasutegurist ehk efektiivsusest. Lihtsustatult võib öelda, et efektiivsus on paneeli tõhususe mõõdik mis saadakse paneeli võimsuse jagamisel paneeli pindalaga ja väljendatakse protsentides. See näitab protsentides kui suure osa paneelile langevast valgusest on paneel võimeline muundama elektriks.

Mitte kogu neeldunud päikesevalgus ei muutu päikeseenergiaks. Isegi kui ostate parimad päikesepaneelid, sõltub see ikkagi teie piirkonna päikesekvaliteedist ja kiirgusest.

Päikesepaneelide tõhususe arvutamine

Efektiivsus (%) = [võimsus (vatti):pindala] :(1000) * 100 %

Kus;
-võimsus on paneelil märgitud võimsus (vattides) ja,
– pindala tähistab paneeli pindala.

Näiteks kui võimsus on 415 vatti ja paneeli pindala on 1,959 ruutmeetrit, siis on tõhusus järgmine:

Efektiivsus = (415:1,959) : 1000 * 100% = 21,18%.

Traditsiooniliselt oli päikesepaneelide kasutegur pikka aega 6% ja 10% vahel.

Tänu päikesepaneelide tehnoloogia arengule on päikesepaneele täiustatud. Nüüd võib nende tõhusus olla isegi 30% või rohkem. Kuid sellised päikesepaneelid on väga kallid ja leiavad kasutust erilahendustes või kosmoses. Tavapärane kasutegur on 20-23% juures.

Kuidas arvutada kWh

Päikesepaneeli kWh arvutamiseks on vaja teada, mitu tundi saate otsest päikesevalgust ja korrutama selle paneeli võimsusega.

Näiteks kui päikesepaneeli võimsus on 250 vatti ja see saab otsest päikesevalgust 6 tundi, siis võtate 6 tundi * 250 vatti = 1500 vatt-tundi. Selle ümberarvestamisel saame 1,5 kWh päevas või umbes 45 kWh kuus.

Mitu kWh võivad päikesepaneelid toota?

Veel üks oluline küsimus, mida paljud inimesed küsivad on „ Kui palju kWh minu päikesepaneelid mulle toodavad?“. Nagu eespool öeldud, sõltub päikesepaneelide poolt toodetavate kWh hulk mitmest tegurist.

Esimene neist on tundide arv, mille jooksul päikesepaneelid saavad otsest päikesevalgust, millise ilmakaare ja kaldega nad on ja ka milline on paneelide võimsus.

Näiteks kui teil on kolm päikesepaneeli, millest igaühe võimsus on 250 vatti ja igaüks neist saab 5 tundi otsest päikesevalgust, on kWh kogusumma järgmine:

250 vatti * 5 tundi otsest päikesevalgust * 3 (päikesepaneelide arv) = 3750 vatti tunnis, mis on võrdne 3,75 kWh-ga.

Selline arvutus on väga ebatäpne ja ei ole alati kasutatav, kasvõi juba seepärast et tekib küsimus kuidas määrata päikesevalgusega tundide hulka. Ühe lahendusena võib soovitada lihtsat kalkulaatorit internetist. Aadressil https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/ määrake oma asukoht kaardil, sisestage päikesepaneelide koguvõimsus, nende asimuut ja kalle, ning süsteem arvutabki teile nendel tingimustel toodetava ligikaudse elektrikoguse kuude lõikes.

Kui palju päikesepaneele ma oma päikesepargi jaoks vajan?

Päikesepaneelide arv, mida vajate oma majapidamise energiavajaduste rahuldamiseks, sõltub erinevatest teguritest.

Esiteks peate teadma, kui palju energiat te päevas või kuus kasutate. See põhineb teie majapidamises või ettevõttes kasutatavatel seadmetel.

Iga seade vajab erineva arvu tunde. Seetõttu peate nende kõigi energiavajadused kokku liitma, et määrata kindlaks, kui palju energiat te vajate.

Lihtsaim viis on uurida oma elektritarbimise andmeid Elektrilevi iseteeninduse portaalis.

Samuti võivad mõnes piirkonnas tegutsevad majapidamised vajada rohkem päikesepaneele kui teistes piirkondades, kuna päikesejaamade toodang on Eesti eri piirkondades erinev.

Erinevus võib tekkida isegi siis, kui majapidamised/ettevõtted vajavad sama palju energiat.

Päikesepaneelide koguvõimsus W võiks olla vähemalt sama kui aastane tarbitav võimsus kWh. Näiteks , kui teie aastane tarbimine on 9000 kWh, siis on vajaminev päikesepaneelide koguvõimsus võiks siis alata u. 9 kW. Mõnikord seab paigalduseks kasutatav maatükk või katuseala omad piirid. Sellisel juhul tuleks kasutada ära kogu olemasolev pind. Olgugi, et sellisel juhul ei ole lootust katta päikesepaneelide elektritoodanguga aastane tarbimine, on siiski sellest suur abi elektriarvete vähendamisel.

Kui palju energiat toodab päikesepaneel kõike ülalpool mainitud arvesse võttes?

Nagu ülalpool väljatoodud teguritest selgub, siis on keeruline öelda täpselt, kui palju päikesepaneelid täpselt toodavad. Kuigi me oleme andnud valemi selle arvutamiseks, mõjutavad päikesepaneeli tootlikkust mitmed tegurid.

Eesti PäikeseVäe müügiinsenerid toovad soovi korral kliendile alati oma pakkumistes välja päikesepaneelide eeldatava tootlikkuse, mis üldjuhul on olnud üsnagi täpne, sest tugineme oma arvutustes analoogsetele valminud päikeseelektrijaamadele.