太阳能板系统规模

太阳能系统容量计算的工作原理

太阳能系统的规模取决于您家庭的用电量，除以您的系统能够捕获和转换的日照量，并根据实际损耗进行调整。 输入您的月均用电量以及您所在地区的每日峰值日照时数，此计算器将估算抵消您用电量所需的系统规模（以千瓦计），以及大致需要多少块面板。

这是您在联系安装商之前就应该弄清楚的数字——大致了解自己需要多大的系统和多少块面板，就能让您对报价单进行核实，而不是不假思索地相信上面列出的任何数字。无论您是在规划新的安装、比较不同安装商的报价，还是只是好奇自己的用电量到底需要多大的系统，这都是自然而然的第一步。

“峰值日照时数”与白昼时数不同——它是您所在地区获得最大强度日照的等效小时数，因为太阳辐照度全天及全年都会变化。这因地区而异很大（阳光充足的沙漠气候比多云的北方气候获得的峰值日照时数要多得多），因此此计算器要求您输入自己的数值——请查看您的公用事业公司、太阳能安装商的报价，或美国能源部关于屋顶太阳能潜力的资源，以获取您具体所在地区的典型数值。

如果您还不知道自己的月用电量，电费计算器 可以帮助您算出，一旦您有了预期的系统规模，太阳能板节省计算器 可以在您获得报价后估算回本期。

需要考虑的关键因素

上面这四个可调输入项是对实际因素的简化，这些因素确实会改变您所需的系统规模——即使此计算器将每个因素都当作您提供的单一数字来处理，了解它们仍然值得：

• 面板功率。 现代住宅用面板通常在每块 350 瓦到 450 瓦之间——功率更高的面板意味着在同样系统规模下所需面板数更少，如果屋顶空间有限，这一点可能很重要。没有一个普遍”正确”的功率值可以输入；如果您已经拿到了报价，就用报价中的数字；如果还在比较，就用一个合理的中间估计值。
• 屋顶朝向和倾角。（在北半球）朝南且倾角接近您所在纬度的屋顶通常全年能捕获最多的日照；朝东或朝西的屋顶仍能工作，但发电量会略低。美国能源部指出，面板通常可以在偏离正南方向东西各 45° 的范围内安装，而不会大幅降低发电量——但如果屋顶在一天中的相当一部分时间处于阴影中，或朝向远超出这个范围，就需要更大的系统（或输入更高的峰值日照时数）才能达到同样的目标。
• 遮荫。 即使是附近树木或烟囱造成的部分遮荫，落在阵列的一部分上，也可能使系统的实际产出下降得比遮荫面积本身所暗示的更多，因为一块被遮荫的面板可能会拖累整条串联电路。此计算器无法得知您屋顶的具体遮荫情况——如果您知道自己的屋顶部分被遮荫，可以考虑输入比默认值更高的系统损耗百分比来加以补偿。
• 峰值日照时数的地区和季节差异。 亚利桑那州的房屋和华盛顿州的房屋，即使用电量相同，仅仅因为两地平均获得的峰值日照时数不同，所需的系统规模也会大相径庭。峰值日照时数也会随季节变化（夏季更高，冬季更低）——您输入的数值应代表您所在地区一个现实的年平均值，而不仅仅是一个晴朗的夏日。
• 净计量电价和您的抵消目标。 如果您的公用事业公司会将多余的太阳能发电量与您在其他时段从电网中使用的电量相抵（净计量电价），那么 100% 的抵消目标是一个不错的起点。如果您的公用事业公司不提供净计量电价，或提供的费率较低，那么与其把系统建得过大、让多余发电量的价值打折扣，不如按更低的抵消百分比来设计系统。
• 电池储能。 此计算器所设计的系统规模是为了抵消您的用电量，而不是为了在停电时保证供电。增加电池储能不会改变这里的计算，但如果备用电力对您很重要，这是一个值得在整体预算和与安装商的沟通中单独考虑的决定。

如何解读结果

千瓦数值和面板数量只是初步估算，不是订购单——这个数字和实际安装的系统之间还会有一些变化：

• 安装商会按实际硬件取整。 一个计算出的 7.5 千瓦系统使用 400 瓦面板需要 18.75 块面板——没有安装商会出售四分之三块面板，因此实际报价会取整为整数（此处为 19 块，与本计算器一致），或者调整面板数量与功率的组合以适配您的具体屋顶。
• 直流与交流的规模标示。 太阳能系统通常以其直流（面板本身）容量来描述，这也是此计算器所估算的值——逆变器实际输送到您家中的交流输出，通常会因逆变器损耗而略低（这已包含在上面的”系统损耗”输入项中）。如果安装商报价单上的交流数值与此计算器的千瓦数值看起来略有不同，不必惊讶；如果不清楚，可以询问对方报的是哪种数值。
• 将面板数量与您的实际屋顶进行核对。 此计算器只是从用电角度估算您需要多少块面板——它并不知道这些面板能否在物理上装进您的屋顶。使用太阳能屋顶面积计算器来检查您屋顶的可用空间是否能容纳此计算器建议的面板数量。

常见错误

• 将峰值日照时数与白昼时数混淆。 某地夏季白昼可能长达 14 小时，但平均峰值日照时数却可能只有 5-6 小时，因为峰值日照时数衡量的是阳光的强度，而不仅仅是太阳在天上的时间长短。在此处使用白昼时数会导致最终计算出的系统规模明显偏小。
• 完全忽略系统损耗。 将系统损耗设为 0% 相当于假设一个没有布线电阻、逆变器损耗或灰尘影响的完美高效系统——这对任何真实安装来说都不现实，并会导致实际需要用来达成抵消目标的系统规模被低估。
• 只按当前用电量来确定规模。 如果您计划添加电动汽车、热泵，或预期用电量会因其他原因增长，仅严格按照当前月用电量来确定系统规模，意味着您以后很可能需要进行第二次、成本更高的系统扩容，而不是现在就把这种增长考虑进去。
• 假设 100% 抵消永远是正确目标。 如果净计量电价能很好地补偿多余发电量，100% 抵消是合理的；如果没有优厚的净计量电价，一个按您全年最低用电量设计的更小系统，可能是更经济划算的选择——参见上面”需要考虑的关键因素”部分。

计算公式

$$\vE{\text{每日用电量}} = \frac{\vA{\text{月用电量}}}{30}$$ $$\vF{\text{所需每日发电量}} = \vE{\text{每日用电量}} \times (\vB{\text{抵消目标}} \div 100)$$ $$\vG{\text{系统规模（千瓦）}} = \frac{\vF{\text{所需每日发电量}}}{\vC{\text{峰值日照时数}} \times (1 - \vD{\text{系统损耗}} \div 100)}$$ $$\text{所需面板数} = \frac{\vG{\text{系统规模（瓦）}}}{\text{面板功率}}$$

向上取整。

系统损耗包括逆变器效率损失、布线、灰尘和其他会使系统产出低于理论最大值的实际因素——通常估计在 15-25% 的范围内，可在上方进行调整。

举例说明

每月 900 千瓦时用电量，每日 5 小时峰值日照，100% 抵消目标，20% 系统损耗，以及 400 瓦面板：

1. 每日用电量：$\vA{900} \div 30 = \vE{30} \text{ kWh}$。
2. 所需每日发电量：$\vE{30} \times 100\% = \vF{30} \text{ kWh}$。
3. 系统规模：$\vF{30} \div \vC{5} \div 0.8 = \vG{7.5} \text{ kW}$。
4. 所需面板数：$\vG{7,500}\text{瓦} \div 400\text{瓦} = 18.75$ → 19 块面板（向上取整）。
5. 预计年发电量：约 10,950 千瓦时。

值得了解

仅靠太阳能板并不能在停电时为您的房屋供电。 并网太阳能系统(本计算器估算的类型)依法必须具备”防孤岛”保护功能——当电网停电时，即使阳光充足、面板本可以发电，逆变器也会自动关闭。这不是缺陷，而是安全要求：如果没有这项保护，您的系统可能会向电力公司正在抢修以恢复供电的”已断电”线路反向输电，使抢修人员处于严重危险之中。如果您希望在停电期间仍有电可用，就需要在太阳能系统之外配备储能电池(或单独的备用发电机)——本计算器估算的系统容量本身并不包含或保证这一能力。