Եկե՛ք պատասխանենք հարցին․․․
Ի՞նչ ենք հասկացվում, երբ ասում ենք, որ արևային կայանն ունի W կՎտ նոմինալ հզորություն։
Սա նշանակում է, որ վահանակների գումարային հզորությունը W է, այսինքն՝ եթե ընդունենք, որ կայանը կազմված է N քանակի վահանակներից w հզորությամբ, ապա կստացվի W=N∙w։ Սակայն ինչպե՞ս է որոշվում w հզորությամբ մեկ վահանակի հզորությունը, այսինքն՝ դրա տեխնիկական բնութագրում նշված հզորությունը։ Բոլոր վահանակների վրա նշվում է տեստավորման արդյունքում ստացված հզորությունը՝ ստանդարտ STC (standart test conditions) պայմաններում (ընկնող ճառագայթների 1000Վտ/մ² հզորության, 25°С պայմաններում), այսինքն՝
w=1(kW⁄m²)×s(m²)×η(%) (1) 
Որտեղ s –ը՝ վահանակի մակերեսն է, իսկ η –ն՝ դրա արդյունավետությունը։ Փաստորեն, տեստավորման արդյունքում, երբ վահանակի վրա ընկնում է 1000 վտ/մ² ինտենսիվությամբ ճառագայթներ, արձանագրվում է նրա վոլտ-ամպերային բնութագրիչները և ելքային հզորությունը։ Իմանալով վահանակի մակերեսը (այսինքն՝ դրա չափերը) հաշվարկվում է նաև արդյունավետությունը՝ η-ն (%)։ Շատ կարևոր է հասկանալ, որ
s(m²)×η(%)=w(kW)/1(kW/m²) (2)
Եթե ընդունենք, որ S=N·s՝ բոլոր վահանակների գումարային մակերեսն է, ապա N վահանակներից բաղկացած ամբողջ կայանի համար կստանանք․
S(m²)×η(%)=W(kW)/1 kW/m²) (3)
Այսինքն՝ կայանի մակերեսի արտադրողականության և թվային արժեքով դրա արդյունավետության արտադրյալը միշտ հավասար է տեղակայված հզորությանը կիլովատներով (բայց քառակուսի մետրով)Այժմ, եկեք հասկանանք, թե տարվա ընթացքում այս կայանի կողմից քանի կիլովատ-ժամ էներգիա կարտադրվի։ Կայանի օգտակար (այսինքն, «աշխատանքային») մակերեսը հավասար է՝ S=N*s։ S-ը այն մակերեսն է, որը մասնակցում է արևի էներգիան էլեկտրաէներգիայի փոխակերպմանը։ Արևային կայանի միջին տարեկան արողունակությունը կախված է այն տեղամասի ինսոլացիայից, որտեղ տեղադրվում են վահանակները, արևային վահանակների կողմնորոշումից և թեքման անկյունից։
Միջին տարեկան ինսոլացիան I (kWh/m²), դա էներգիայի քանակն է (օրինակ, կիլովատ ժամով՝ կՎտժ), որը ընկնում է տվյալ տեղանքում երկրի մակերևույթի մեկ քառակուսի մետրի վրա։ Այն սովորաբար որոշվում է տարիների մոնիթորինգի արդյունքում և ազատ կերպով հասանելի է տարբեր աղյուսակների միջոցով, օրինակ, ԱՄՆ-ի NASA տիեզերական գործակալության տվյալները։

E(kWh)=I(kWh/m² )×S(m²)×η(%) (4)

որտեղ I-ը կիլովատ ժամով արտահայտված ինսոլացիայի մեծությունն է մեկ քառակուսի մետրի վրա, S-ը՝ բոլոր վահանակների գումարային մակերեսն է քառակուսի մետրով։ Այստեղ տեղադրնելով (3) բանաձևը՝ կստանանք կայանի միջին տարեկան արտադրողականությունը․

E(kWh)=I(kWh/m² )×S×η=I(kWh/m² )×W(kW)/1(kW/m²) (5)

Այն թվային արժեքով կլինի՝

E(kWh)=[I]×[W] (6)

Ինչպես տեսնում ենք, կայանի միջին տարեկան արտադրողականությունը որոշվում է տեղակայած հզորությամբ և տվյալ տեղանքոի ինսոլացիայով։
Իհարկե, արդդրողականությամբ ավելի բարձր վահանակները կզբաղեցնեն ավելի փոքր մակերես, սակայն, եթե ենթադրենք, որ կայանի հզորությունն արդեն հայտնի է, ապա դա կնշանակի, որ բոլոր վահանակների գումարային մակերեսի և դրանց արդյունավետության արտադրյալը հայտնի է։ Հենց այդ մեծությունից էլ կախված է համակարգի արտադրողականությունը։ Կարելի է ընտրել արտադրողականությամբ ավելի բարձր վահանակներ, որոնք զբաղեցնում են ավելի քիչ տարածք կամ ավելի քիչ արտադրողականությամբ վահանակներ (ավելի էժան), եթե զբաղեցնող տարածքի սահմանափակումներ չկան։ Դրանից արդյունքը չի փոխվի:

Այսպիսով, 1 կՎտ հզորությամբ արևային կայանն ունի միջին տարեկան էներգիայի արտադրողականություն հավասար համապատասխան վայրում ինսոլացիայի թվային արժեքին (կՎտժ-ով՝ մեկ քառակուսի մետրի վրա)՝ արտահայտված կիլովատ-ժամով (կՎտժ):

Հեղինակ՝ Վ. Շարաֆյան

 

Let’s answer on the question!
What do you mean by saying that the solar station has a nominal power of “W” kilowatt?
This means that the total power of the panels is exactly “W”, i.e. let’s say, if the station consists of N panels of power w, then W = N × w. But how is determined the power of the single panel “w”, i.e. power specified in its technical characteristics? The power indicated on the panel’s datasheet is obtained from the testing at the standard test conditions ( STC, when the power of incident radiation is 1000 W/m², temperature 25°C, AM 1.5).

Here “s” is the panel’s area in sq.m. and “η” – its efficiency %. In fact, as a result of the testing, when the panel receives radiation at an intensity of 1000 W/m², its IV performance and power output are registered, and knowing the area of it’s surface (i.e. its dimensions) is calculated it’s efficiency η (%). It is very important to understand, that:

If we assume that S = N × s – is the total area of all panels, then for the whole station consisting of N panels we have:

I.e. useful station area multiplied on its efficiency on the numerical value is always equal to the installed capacity in kilowatts (but the dimension of the sq.m.)
But now let’s think about what annual energy output in kilowatt-hours will has this station. Useful (i.e. “working”) area of the station is S = N·× s – this is the area which is involved in the conversion of solar energy into electrical energy.
The average annual capacity of a solar station depends on the insolation of the area where the panels are installed, the orientation of the solar panels and the tilt angle of panels. The average annual insolation I (kWh / m²) is the amount of energy (for example, in kilowatt-hours kWh) that falls per square meter of the earth’s surface in a given location. It is usually defined as a result of long-term monitoring and in free access they perform various tabular data, for example, the data of the US space agency NASA.

Where “I” is the value of the insolation in kilowatt-hours per square meter, “S” is the total area of all Panels in square meters.

Substituting this two expression, we get the following formula for the average annual energy yield of the station:

i.e. in numerical value:

As you can see, the average annual output (yield) of the station is completely determined by the installed capacity and insolation in a given location, and by numerical value it is equal to their mathematically production.
Of course, higher productive panels will have less surface area, but when we assume that capacity of the station is already known, in fact it means that we know the production of total area of all panels on their efficiency. And you can choose more productive panels that will occupy less space or less productive (cheaper) panels if there are no restrictions for the occupied space, but the result will not change from that.
Thus, 1kW solar station has an average annual output of energy in kilowatt-hours (kWh) equal to the numerical value of insolation (in kWh/ per square meter) in a given location.
For example, if in given location insolation is equal to 1700 kWh/m², then the station with a capacity of 1 kW will have an average annual output of about 1700 kWh.

V.Sharafyan