Скільки сонячних батарей потрібно для живлення школи? | Сонячна енергія для навчальних закладів

По мірі того, як світ зміщується до відновлюваних джерел енергії, школи все більше звертаються до сонячної енергії, щоб задовольнити свої енергетичні потреби. Сонячні панелі забезпечують стійке, екологічне рішення для зменшення витрат на електроенергію та зниження вуглецевих слідів. Однак визначення того, скільки сонячних батарей потрібно для живлення школи, є складним процесом, який залежить від ряду факторів, включаючи розмір школи, споживання енергії, географічне розташування та ефективність використаних сонячних батарей.

У цій статті ми розберемо ключові фактори, які слід враховувати при обчисленні кількості сонячних батарей, необхідних для живлення школи та того, як сонячна енергія може допомогти інституціям рухатися до стійкості.

Розуміння шкільного споживання енергії

Першим кроком у визначенні кількості необхідних сонячних батарей є розуміння, скільки енергії щорічно споживає школа. Зазвичай школи мають високу енергію через такі фактори, як:

Освітлення: Школи діють у денний час, але часто використовують штучне освітлення в аудиторіях, передпокої та тренажерних залах.

Системи HVAC: системи кондиціонування, опалення та вентиляції є важливими для забезпечення комфортного навчального середовища, особливо в регіонах з екстремальними погодними умовами.

Прилади та обладнання: комп’ютери, проектори, лабораторне обладнання та кухонна техніка сприяють використанню електроенергії.

Спеціальні засоби: більші кампуси можуть мати спортивні споруди, басейни та інші високоенергетичні простори, які потребують значної кількості електроенергії.

В середньому середня школа (приблизно 500 учнів) використовує близько 150 000 до 250 000 кВт · год електроенергії щорічно. Однак ця цифра може сильно відрізнятися залежно від конкретних потреб школи.

Ефективність сонячної панелі та потужність

Сонячні панелі перетворюють сонячне світло в електроенергію, але ефективність процесу перетворення може змінюватися залежно від типу використовуваної панелі, розташування встановлення та погодних умов.

Стандартний вихід сонячної панелі: типова сонячна панель може виробляти від 250 до 400 Вт живлення на панель, залежно від якості панелі та виробника. Для цього розрахунку ми припустимо середній вихід панелі 300 Вт.

Ефективність панелей: Сучасні сонячні батареї, як правило, мають оцінку ефективності від 15% до 22%. Це означає, що панель більш високої ефективності може перетворити більше сонячного світла в електроенергію на даній ділянці.

Оцінка кількості необхідних сонячних батарей

Щоб оцінити, скільки сонячних батарей потрібно для живлення школи, нам потрібно врахувати кілька факторів, таких як середнє споживання енергії школи та середньодобові години сонячного світла в цьому районі. Давайте пройдемо приклад розрахунку.

Крок 1: річне споживання енергії

Використовуючи середнє споживання енергії середньої школи (давайте використовувати 200 000 кВт · год/рік), щоденне споживання енергії школи буде:

Крок 2: щоденна енергія сонячної панелі

Кількість енергії, яку може виробляти сонячна панель на день, залежить від кількості пікових годин сонячних променів, які він отримує. У регіонах з хорошою експозицією сонця (наприклад, Південно -Західний США) школи можуть отримувати від 5 до 6 годин сонячного світла на день.

Припустимо, середній вихід панелі становить 300 Вт, а панель отримує 5 годин сонячного світла на день. Щоденний вихід енергії однієї панелі буде:

Вихід енергії на панель = 300 Вт × 5 годин = 1500 ватт-години = 1,5 кВт/год/добу

Крок 3: Кількість необхідних панелей

Тепер ми ділимо щоденне споживання енергії школи на щоденний енерговиробник однієї сонячної панелі:

Таким чином, школі з щорічним споживанням енергії 200 000 кВт / год знадобиться приблизно 365 сонячних батарей для задоволення своїх щоденних потреб в енергії, припускаючи 5 годин сонячного світла щодня та середнього виходу на панель 300 Вт.

Фактори, що впливають на вимоги до сонячної панелі

Кількість панелей, необхідних для живлення, школа може коливатися через кілька ключових факторів:

Місце розташування та сонячне світло: школам у сонячних районах (наприклад, Арізона чи Каліфорнії) знадобиться менше панелей, ніж у регіонах з похмурою погодою (наприклад, Тихоокеанський північний захід). Місцеположення з високою річною сонячною випромінюванням генеруватимуть більше енергії на панель.

Простір на даху: доступний простір даху для встановлення сонячної панелі є критичним фактором. Більші школи або кампуси з достатнім простором на даху можуть вмістити більше панелей та генерувати більше потужності. Меншим школам, можливо, доведеться обмежити кількість панелей або встановити їх у декількох місцях.

Варіації енергетики: Споживання енергії школи може коливатися на основі сезону, спеціальних заходів або навіть кількості комп’ютерів, що використовуються під час занять. Важливо враховувати пікові періоди попиту на енергію при обчисленні вимог сонячної панелі.

Енергоефективність: Якщо школа реалізує енергоефективні практики (світлодіодне освітлення, енергоефективні системи ОВК тощо), це може зменшити загальне споживання енергії, тим самим знизивши кількість необхідних сонячних панелей.

Якість сонячної панелі: Ефективність сонячних батарей має прямий вплив на кількість необхідних панелей. Високоефективні панелі (які можуть перетворити більше сонячного світла в електроенергію) вироблятимуть більше енергії, зменшуючи загальну кількість необхідних панелей.

Зберігання акумуляторів: Школи, які прагнуть максимально збільшити свої сонячні інвестиції, можуть розглянути можливість додавання систем зберігання енергії (батареї) для зберігання зайвої енергії, що утворюється вдень для використання вночі. Незважаючи на те, що це збільшує передові витрати, це дозволяє отримати більшу енергію незалежності та зменшує залежність від мережі.

Додаткові переваги сонячної енергії для шкіл

Економія витрат: Сонячна енергія може значно зменшити рахунки за електроенергію, звільняючи кошти для інших навчальних ініціатив або поліпшення інфраструктури. Деякі школи також мають право на податкові стимули, знижки та гранти для компенсації витрат на встановлення.

Вплив на навколишнє середовище: школи, які переходять на сонячну енергію, зменшують свій вуглецевий слід, сприяючи більш чистому середовищу. Використовуючи відновлювану енергію, школи допомагають боротися з змінами клімату та сприяти стабільності для учнів.

Навчальна цінність: Сонячні енергетичні системи служать чудовими інструментами навчання для студентів. Вони можуть бути інтегровані в наукові навчальні програми, щоб навчити студентів відновлюваної енергії, стійкості та важливості зменшення залежності від викопних палив.

Енергетична незалежність: Сонячні панелі забезпечують школу з більшою енергетичною незалежністю, ізолюючи їх від зростання комунальних витрат та відключення електроенергії. У регіонах, схильних до перебоїв у потужності, сонячна енергія може забезпечити надійне джерело живлення резервного копіювання.

Висновок

Визначення того, скільки сонячних батарей потрібно школі для задоволення своїх енергетичних потреб, залежить від різних факторів, таких як місце розташування, споживання енергії та ефективність панелі. У нашому прикладі школа, що споживає 200 000 кВт / год, щорічно потребує близько 365 сонячних батарей. Однак ця кількість може сильно відрізнятися залежно від місцевих умов та конкретних потреб школи.

Інвестування в сонячну енергію не тільки зменшує енергетичні витрати школи, але й демонструє прихильність до сталого розвитку, допомагаючи зменшити вплив на навколишнє середовище та створити світліше майбутнє для учнів. З досягненням сонячних технологій, багато шкіл виявляють, що переваги переходу на сонячну енергію значно переважають початкові інвестиції, що робить його розумним вибором як для навколишнього середовища, так і для спільноти.