Сколько солнечных панелей требуется для питания школы? | Солнечная энергия для образовательных учреждений

Поскольку мир переходит к возобновляемым источникам энергии, школы все чаще обращаются к солнечной энергии, чтобы удовлетворить их потребности в энергетике. Солнечные панели обеспечивают устойчивое, экологичное решение для снижения затрат на электроэнергию и снижение углеродных следов. Тем не менее, определение того, сколько солнечных панелей требуется для питания школы, является сложным процессом, который зависит от ряда факторов, включая размер школы, потребление энергии, географическое местоположение и эффективность используемых солнечных панелей.

В этой статье мы разбим ключевые факторы, которые следует учитывать при расчете количества солнечных батарей, необходимых для питания школы, и того, как солнечная энергия может помочь учреждениям двигаться к устойчивости.

Понимание потребления энергии школы

Первым шагом в определении количества требуемых солнечных батарей является понимание того, сколько энергии потребляет школа ежегодно. Школы обычно имеют высокое использование энергии из -за таких факторов, как:

Освещение: школы работают в дневное время, но часто используют искусственное освещение в классах, коридорах и спортивных залах.

Системы HVAC: системы кондиционирования воздуха, отопления и вентиляции имеют важное значение для обеспечения удобной учебной среды, особенно в регионах с экстремальными погодными условиями.

Устройства и оборудование: компьютеры, проекторы, лабораторное оборудование и кухонные приборы способствуют использованию электроэнергии.

Специальные средства: в больших кампусах могут быть спортивные сооружения, бассейны и другие высокоэнергетические пространства, которые требуют значительного количества электроэнергии.

В среднем в школе среднего размера (с приблизительно 500 учениками) используется от 150 000 до 250 000 кВтч электроэнергии в год. Однако эта цифра может сильно различаться в зависимости от конкретных потребностей школы.

Эффективность солнечной панели и выходной мощности

Солнечные панели превращают солнечный свет в электричество, но эффективность процесса преобразования может варьироваться в зависимости от типа используемой панели, расположения установки и погодных условий.

Стандартный вывод солнечной панели: Типичная солнечная батарея может производить от 250 до 400 Вт мощности на панель, в зависимости от качества панели и производителя. Ради этого расчета мы возьмем на себя среднюю мощность панели 300 Вт.

Эффективность панелей: современные солнечные панели обычно имеют рейтинг эффективности от 15% до 22%. Это означает, что панель с более высокой эффективностью может преобразовать больше солнечного света в электричество по данной области.

Оценка количества необходимых солнечных панелей

Чтобы оценить, сколько солнечных батарей необходимо для питания школы, нам необходимо рассмотреть несколько факторов, таких как среднее потребление энергии в школе и среднесуточные часы солнечного света в этом районе. Давайте пройдемся по примеру расчета.

Шаг 1: Годовое потребление энергии

Используя среднее потребление энергии средней школы (давайте использовать 200 000 кВтч/год), ежедневное потребление энергии в школе будет:

Шаг 2: Солнечная батарея ежедневная выпуск энергии

Количество энергии, которую солнечная панель может производить в день, зависит от количества пиковых солнечных часов, которые она получает. В регионах с хорошим воздействием солнца (например, на юго -западе США) школы могут получать от 5 до 6 часов солнечного света в день.

Давайте предположим, что средняя выходная выход панели составляет 300 Вт, а панель получает 5 часов солнечного света в день. Ежедневный выход энергии одной панели будет:

Выход энергии на панель = 300 Вт. × 5 часов = 1500 ватт-часов = 1,5 кВтч/день

Шаг 3: Количество необходимых панелей

Теперь мы разделяем ежедневное потребление энергии в школе на ежедневную энергию одной солнечной панели:

Таким образом, школе с годовым энергопотреблением в 200 000 кВтч потребуется приблизительно 365 солнечных батарей, чтобы удовлетворить его ежедневные потребности в энергии, при условии, что 5 часов солнечного света каждый день и средний выпуск панели в 300 Вт.

Факторы, которые влияют на требования солнечной панели

Количество панелей, необходимых для питания школы, может колебаться из -за нескольких ключевых факторов:

Расположение и часы солнечного света: школам в солнечных районах (например, Аризона или Калифорния) потребуется меньше панелей, чем в регионах с облачной погодой (например, на северо -западе Тихого океана). Места с высоким годовым солнечным излучением будут генерировать больше энергии на панель.

Пространство на крыше: доступное пространство на крыше для установки солнечной панели является критическим фактором. Большие школы или кампусы с достаточным пространством на крыше могут вместить больше панелей и генерировать больше энергии. Небольшие школы, возможно, придется ограничить количество панелей или установить их в нескольких местах.

Изменения использования энергии: потребление энергии в школе может колебаться в зависимости от сезона, специальных мероприятий или даже количества компьютеров, используемых во время занятий. При расчете требований солнечной панели важно учитывать пиковые периоды спроса на энергию.

Экономическая эффективность: если школа реализует энергоэффективные практики (светодиодное освещение, энергоэффективные системы HVAC и т. Д.), Она может снизить общее потребление энергии, тем самым снижая количество необходимых солнечных панелей.

Качество солнечной панели: эффективность солнечных панелей оказывает прямое влияние на количество необходимых панелей. Высокоэффективные панели (которые могут преобразовать больше солнечного света в электричество) будут генерировать больше энергии, уменьшая общее количество требуемых панелей.

Хранение батареи: школы, желающие максимизировать свои солнечные инвестиции, могут рассмотреть возможность добавления систем хранения энергии (батареи) для хранения избыточной энергии, генерируемой в течение дня для использования ночью. Хотя это увеличивает первоначальную стоимость, это обеспечивает большую энергетическую независимость и снижает зависимость от сетки.

Дополнительные преимущества солнечной энергии для школ

Экономия стоимости: солнечная энергия может значительно сократить счета за электроэнергию, освобождая средства для других образовательных инициатив или улучшения инфраструктуры. Некоторые школы также имеют право на налоговые льготы, скидки и гранты для компенсации затрат на установку.

Воздействие на окружающую среду: школы, которые переходят на солнечную энергию, уменьшают свой углеродный след, способствуя более чистой среде. Используя возобновляемую энергию, школы помогают бороться с изменением климата и способствуют устойчивости учащихся.

Образовательная ценность: Солнечные энергетические системы служат отличными инструментами обучения для студентов. Они могут быть интегрированы в научные программы, чтобы научить студентов возобновляемым источникам энергии, устойчивости и важности снижения зависимости от ископаемого топлива.

Энергетическая независимость: солнечные батареи предоставляют школам большую энергетическую независимость, изолируя их от роста затрат на коммунальные услуги и перебои в электроснабжении. В регионах, подверженных нарушениям мощности, солнечная энергия может обеспечить надежный источник питания резервного копирования.

Заключение

Определение того, сколько солнечных батарей необходимо для школы для удовлетворения своих энергетических требований, зависит от различных факторов, таких как местоположение, энергопотребление и эффективность панелей. В нашем примере, школа, потребляющая 200 000 кВтч в год, потребует около 365 солнечных батарей. Тем не менее, это число может сильно различаться в зависимости от местных условий и конкретных потребностей школы.

Инвестирование в солнечную энергию не только снижает затраты на энергию в школе, но и демонстрирует приверженность устойчивости, помогая снизить воздействие на окружающую среду и создать более яркое будущее для учащихся. Благодаря достижениям в области солнечных технологий, многие школы обнаруживают, что преимущества перехода на солнечную энергию намного перевешивают первоначальные инвестиции, что делает их разумным выбором как для окружающей среды, так и для сообщества.