برای اینکه بدانید چند پنل خورشیدی لازم دارید، سه عدد کافی است: مصرف سالانهٔ برق، تولید سالانهٔ هر کیلووات پنل در شهر شما و توان هر پنل. مثلاً خانهای در کرمان با مصرف ماهانهٔ ۴۰۰ کیلوواتساعت، با پنل ۵۵۰ واتی ۵ پنل (۲٫۷۵ کیلووات) لازم دارد. در این مقاله فرمول، جدول آماده و خطاهای رایج این محاسبه را می‌بینید؛ همین محاسبه را برای مصرف و شهر خودتان در ماشینحساب ابعاد تجهیزات خورشیدی هم می‌توانید انجام دهید.
آموزش
محاسبه تعداد پنل خورشیدی: فرمول، جدول و مثال از روی قبض برق
فرمول محاسبه تعداد پنل خورشیدی
محاسبه سه مرحله دارد:
- مصرف سالانه = مصرف ماهانه × ۱۲. «مصرف کل» قبض را بر تعداد ماه‌های دوره تقسیم کنید تا مصرف ماهانه به دست آید. اگر مصرف تابستان و زمستان‌تان خیلی فرق دارد، میانگین چند قبض را بگیرید، نه فقط قبض تابستان.
- توان لازم پنل‌ها (کیلووات) = مصرف سالانه × سهم پوشش ÷ (تولید سالانهٔ هر کیلووات × ۰٫۹۹۳). سهم پوشش یعنی چند درصد مصرف را می‌خواهید با خورشید تأمین کنید؛ ضریب ۰٫۹۹۳ افت ۰٫۷ درصدی پنل در سال اول است.
- تعداد پنل = توان لازم ÷ توان هر پنل (به کیلووات)، به بالا گرد شده.
هر کیلووات پنل در شهر شما چقدر برق تولید میکند؟
مهم‌ترین عدد این فرمول تولید ویژه است: هر کیلووات پنل در یک سال چند کیلوواتساعت برق می‌دهد. این عدد به تابش و دمای منطقه بستگی دارد. اعداد زیر همان ضرایب ماشینحساب سود نیروگاه هستند، با افت گرما، غبار، کابل و اینورتر:
| منطقه | نمونهٔ استان‌ها | تولید سالانهٔ هر کیلووات | میانگین روزانه |
|---|---|---|---|
| پتانسیل بسیار بالا | یزد، کرمان، خراسان جنوبی، سمنان | ۱٬۸۴۹ کیلوواتساعت | ۵٫۳۶ |
| پتانسیل بالا | اصفهان، فارس، سیستان، خراسان رضوی، قم | ۱٬۷۴۹ کیلوواتساعت | ۵٫۰۷ |
| پتانسیل متوسط | تهران، مرکزی، آذربایجان، خوزستان، هرمزگان | ۱٬۶۰۱ کیلوواتساعت | ۴٫۶۴ |
| پتانسیل کمتر | گیلان، مازندران، گلستان، اردبیل | ۱٬۳۴۹ کیلوواتساعت | ۳٫۹۱ |
ستون آخر «ساعت تابش مفید» است: هر کیلووات پنل در یک روز آفتابی چند کیلوواتساعت برق می‌دهد. ضرب آن در ۳۴۵ روز (نه ۳۶۵، چون ابر و غبار و توقف تعمیرات از تقویم کم می‌شوند) تولید سالانه را می‌دهد. چرا استان‌های گرم جنوبی با تابش بیشتر پایینتر از کرمان و یزد نشسته‌اند؟ چون پنل در گرما راندمانش را از دست می‌دهد؛ توضیح کامل در پتانسیل خورشیدی کرمان.
مثال حل‌شده: خانهای با مصرف ۴۰۰ کیلوواتساعت در کرمان
- مصرف سالانه: ۴۰۰ × ۱۲ = ۴٬۸۰۰ کیلوواتساعت
- توان لازم: ۴٬۸۰۰ ÷ (۱٬۸۴۹ × ۰٫۹۹۳) = ۴٬۸۰۰ ÷ ۱٬۸۳۶ ≈ ۲٫۶۱ کیلووات
- تعداد پنل ۵۵۰ واتی: ۲٫۶۱ ÷ ۰٫۵۵ = ۴٫۷۵ ← ۵ پنل، یعنی ۲٫۷۵ کیلووات
این پنج پنل در سال اول حدود ۵٬۰۴۹ کیلوواتساعت تولید می‌کنند، یعنی میانگین ماهانهٔ ۴۲۱ کیلوواتساعت و حدود ۱۰۵ درصد مصرف. پوشش کمی بیشتر از صد درصد شد چون تعداد پنل به بالا گرد میشود. تابستان تولید بیشتر و زمستان کمتر است، پس «پوشش صد درصد» یعنی در جمع سال، نه در تک‌تک ماه‌ها.
جدول تعداد پنل خورشیدی برای مصرف‌های رایج
تعداد پنل ۵۵۰ واتی (AE Solar Aurora) برای پوشش صد درصد مصرف، در چهار منطقه:
| مصرف ماهانه | پتانسیل بسیار بالا (کرمان، یزد) | پتانسیل بالا (اصفهان، شیراز) | پتانسیل متوسط (تهران، تبریز) | پتانسیل کمتر (رشت، ساری) |
|---|---|---|---|---|
| ۱۵۰ کیلوواتساعت | ۲ پنل | ۲ پنل | ۳ پنل | ۳ پنل |
| ۲۵۰ کیلوواتساعت | ۳ پنل | ۴ پنل | ۴ پنل | ۵ پنل |
| ۴۰۰ کیلوواتساعت | ۵ پنل | ۶ پنل | ۶ پنل | ۷ پنل |
| ۶۰۰ کیلوواتساعت | ۸ پنل | ۸ پنل | ۹ پنل | ۱۰ پنل |
| ۱٬۰۰۰ کیلوواتساعت | ۱۲ پنل | ۱۳ پنل | ۱۴ پنل | ۱۷ پنل |
| ۲٬۰۰۰ کیلوواتساعت | ۲۴ پنل | ۲۶ پنل | ۲۸ پنل | ۳۴ پنل |
| ۵٬۰۰۰ کیلوواتساعت | ۶۰ پنل | ۶۴ پنل | ۷۲ پنل | ۸۵ پنل |
همین مصرف ۴۰۰ کیلووات‌ساعتی در رشت ۷ پنل می‌خواهد و در کرمان ۵ پنل؛ اختلاف فقط از تابش است. مصرف ۵٬۰۰۰ کیلووات‌ساعتی در ماه هم اندازهٔ یک کارگاه یا واحد صنعتی کوچک است و حدود ۳۳ کیلووات پنل در کرمان لازم دارد.
پنل پرتوان‌تر یعنی پنل کمتر، نه کیلووات کمتر
توان کل لازم به مصرف و شهر بستگی دارد، نه به مدل پنل. پنل پرتوان‌تر فقط همان توان را در تعداد کمتری جا می‌دهد. برای همان خانهٔ ۴۰۰ کیلووات‌ساعتی در کرمان:
- با پنل ۵۵۰ واتی: ۵ پنل، ۲٫۷۵ کیلووات، حدود ۱۳ مترمربع سطح خود پنل‌ها
- با پنل ۷۳۰ واتی (AE Solar Meteor): ۴ پنل، ۲٫۹۲ کیلووات، حدود ۱۲ مترمربع
پنل ۷۳۰ واتی بزرگ‌تر و سنگین‌تر است (حدود ۳٫۱ مترمربع و ۳۷ کیلوگرم) و برای سقف‌های کوچک و نصب دستی همیشه راحت‌تر نیست. مقایسهٔ دو سری را در بررسی پنل‌های AE Solar ببینید.
وقتی سطح محدود است: محاسبه از روی مساحت
اگر سقف یا زمین محدود است، مسئله برعکس میشود: «در این سطح چند پنل جا میشود؟» قاعدهٔ سرانگشتی:
- روی سقف: حدود ۶ مترمربع سطح بدون سایه برای هر کیلووات
- روی زمین: حدود ۱۵ مترمربع برای هر کیلووات، چون ردیف‌ها باید با فاصله نصب شوند تا روی هم سایه نیندازند و راه دسترسی و حاشیه هم لازم است
پس ۱۰۰ مترمربع سقف بدون سایه حدود ۱۶٫۵ کیلووات (۳۰ پنل ۵۵۰ واتی) جا می‌دهد و یک هکتار زمین حدود ۶۶۶ کیلووات (حدود ۹۱۳ پنل ۷۳۰ واتی). در این حالت تعداد پنل به پایین گرد میشود، چون پنل نباید از سطح بیرون بزند. فاصلهٔ ردیف‌ها چطور حساب میشود؟ در زاویه نصب پنل خورشیدی.
چرا عدد نهایی گاهی چند پنل بیشتر است؟
پنل‌ها به‌صورت رشته‌های هم‌اندازه به اینورتر وصل می‌شوند. برای ۲۰ کیلووات پنل، ۲۰٬۰۰۰ ÷ ۵۵۰ = ۳۶٫۴، یعنی ۳۷ پنل؛ ولی ۳۷ عدد اول است و به رشته‌های مساوی تقسیم نمی‌شود. چیدمان درست ۳ رشتهٔ ۱۳تایی = ۳۹ پنل است. حداقل و حداکثر طول هر رشته را ولتاژ ورودی اینورتر تعیین میکند؛ این بخش را در رشتهبندی پنل خورشیدی توضیح داده‌ایم.
خطاهای رایج در محاسبهٔ پنل
- ضرب توان در ساعت روشنایی روز: پنل ۵۵۰ واتی دوازده ساعت ۵۵۰ وات نمی‌دهد. تولید واقعی‌اش در کرمان بهطور میانگین حدود ۲٫۸ کیلوواتساعت در روز است، یعنی حدود ۸۴ کیلوواتساعت در ماه.
- حساب‌کردن با قبض تابستان: قبض تابستان معمولاً به‌خاطر سرمایش بالاتر از میانگین است و سامانه را بزرگ‌تر از نیاز درمی‌آورد.
- نادیده‌گرفتن سایه: سایهٔ دودکش، منبع آب یا ساختمان همسایه حتی روی یک پنل، تولید کل رشته را پایین می‌آورد. فقط سطح بدون سایه را حساب کنید.
- بزرگ‌تر از مصرف ساختن بدون قرارداد فروش: برق مازاد فقط وقتی درآمد است که قرارداد فروش داشته باشید؛ مسیرهای فروش را در مجوز و قرارداد ساتبا ببینید.
بعد از تعداد پنل: اینورتر، باتری و هزینه
تعداد پنل شروع کار است. توان پنل‌ها اندازهٔ اینورتر را تعیین میکند، و اگر برق پشتیبان در قطعی می‌خواهید، ظرفیت باتری هم باید جداگانه حساب شود. هزینهٔ تقریبی هم از توان پنل‌ها درمی‌آید: برای همان ۲٫۷۵ کیلووات روی سقف، حدود ۲۵۶ تا ۲۸۱ میلیون تومان کلید در دست و بدون باتری، با قیمت مهر ۱۴۰۵. برای سود و بازگشت سرمایه ماشینحساب نیروگاه خورشیدی را ببینید.
ماشینحساب ابعاد تجهیزات همهٔ این مراحل را با هم انجام می‌دهد و فهرست تجهیزات را از پنل‌های موجود در انبار پیشنهاد میکند.
پرسش‌های پرتکرار
برای یک خانه چند پنل خورشیدی لازم است؟
بستگی به مصرف و شهر دارد. خانهای با مصرف ماهانهٔ ۴۰۰ کیلوواتساعت در کرمان و یزد ۵ پنل ۵۵۰ واتی، در تهران ۶ پنل و در شمال کشور ۷ پنل لازم دارد تا کل مصرف سالانهاش را بپوشاند.
یک پنل ۵۵۰ وات در روز چقدر برق تولید میکند؟
در کرمان و یزد بهطور میانگین حدود ۲٫۸ کیلوواتساعت در روز و حدود ۱٬۰۱۰ کیلوواتساعت در سال. در تابستان بیشتر و در زمستان کمتر است و در شهرهای کمتابشتر عدد پایینتر میآید.
فرمول محاسبه تعداد پنل خورشیدی چیست؟
تعداد پنل = (مصرف ماهانه × ۱۲) ÷ (تولید سالانهٔ هر کیلووات در منطقه × ۰٫۹۹۳) ÷ توان هر پنل به کیلووات، به بالا گرد شده. تولید سالانهٔ هر کیلووات در کرمان حدود ۱٬۸۴۹ و در تهران حدود ۱٬۶۰۱ کیلوواتساعت است.
در ۱۰۰ متر سقف چند پنل خورشیدی جا میشود؟
با حدود ۶ مترمربع برای هر کیلووات، ۱۰۰ مترمربع سقف بدون سایه حدود ۱۶٫۵ کیلووات، یعنی ۳۰ پنل ۵۵۰ واتی، جا می‌دهد. روی زمین به‌خاطر فاصلهٔ ردیف‌ها همین سطح فقط حدود ۶٫۶ کیلووات جا می‌دهد.
آیا نرمافزار یا اکسل محاسبه پنل خورشیدی لازم است؟
برای برآورد اولیه نه. ماشینحساب ابعاد تجهیزات نماد نیرو آنلاین و رایگان است و از روی قبض، سطح یا توان، تعداد پنل، اینورتر، رشتهبندی و باتری را حساب میکند. برای طراحی اجرایی نیروگاههای بزرگ، شبیهسازی دقیق با نرمافزارهایی مثل PVsyst انجام میشود.