Wolt, Wat, Dżul, Amper, Amperogodzina i Kilowatogodzina - definicje i znaczenie

Energia elektryczna to jedno z tych dóbr, bez których współczesny człowiek nie wyobraża sobie życia. Oświetlenie, telewizor, laptop, kuchenka indukcyjna, pralka, lodówka, klimatyzacja, pompa ciepła – wszystkie te urządzenia potrzebują prądu do prawidłowego funkcjonowania. Ten można pobierać z konwencjonalnej sieci dystrybucyjnej lub z własnej mikroinstalacji fotowoltaicznej. Szczególnie w tym drugim przypadku warto zadać sobie pytanie czym są jednostki używane w instrukcjach obsługi. W tym artykule postaramy się rozjaśnić różnice między Woltem i Watem, a także zagłębić w inne ważne kwestie dotyczące firmowej instalacji PV.

Wolt – co to takiego?

Każdy słyszał o Wolcie na lekcjach fizyki. Ilu jednak z nas potrafi bezbłędnie określić czym ta jednostka faktycznie jest? Odchodząc nieco od kwestii definicyjnych i zawiłości literatury przedmiotu, warto zdać sobie sprawę, że Wolt to po prostu określenie różnicy potencjałów pomiędzy jednostkami w przewodzie elektrycznym, gdzie wytwarza się energia. Wolt bardzo często wyrażany jest jako bezpośredni stosunek mocy wyrażanej w Watach do natężenia podawanego w Amperach. Swoją nazwę wziął od włoskiego fizyka i badacza zjawisk elektrycznych Alessandra Volta.

Wat – przyczyna rewolucji przemysłowej

Rewolucja przemysłowa to termin określający długofalowy proces zmian technologicznych, gospodarczych, społecznych i kulturalnych zapoczątkowany w XVIII wieku. W jej wyniku utworzono parowóz, parostatek, omnibus czy maszyny przędzalnicze. Do tego wszystkiego pewnie by nigdy nie doszło, gdyby nie pewien wynalazek opracowany przez Jamesa Watta. To właśnie szkocki inżynier wprowadził kilka kluczowych zmian do konstrukcji maszyny parowej. Jego imieniem nazwano jednostkę układu SI - Wat, który powszechnie uznawany jest za jednostkę mocy. Stanowi iloczyn napięcia i prądu. Zasadniczym celem i dążeniem współczesnej gospodarki jest takie zaprogramowanie urządzeń, aby były zdolne do efektywnej pracy nawet przy mniejszym poborze energii elektrycznej. W fotowoltaice pojęcie Watu odnoszone jest przede wszystkim do określenia mocy jednego modułu (dla urządzeń monokrystalicznych wynosi on zazwyczaj 330-530 W).

Dżul – wiedza przydatka nie tylko dla uczestnika „Milionerów”

W jednym z odcinków popularnego programu telewizyjnego pod nazwą „Milionerzy” uczestniczka usłyszała pytanie o treści: Dżul to niuton razy:

  • Niuton,
  • Metr,

Stawką była pokaźna suma pieniędzy. Błędna odpowiedź kosztowała szansę na zdobycie fortuny. Od tamtego czasu Pani Danuta niewątpliwie pamięta, czym tak naprawdę jest dżul. Ta wiedza może zresztą przydać się także w innych okolicznościach, jak chociażby przy projektowaniu instalacji fotowoltaicznej. Popularna definicja dżula mówi, że jest to praca wykonana przez siłę o wartości 1 N przy przesunięciu punktu przyłożenia siły o 1 m w kierunku równoległym do kierunku działania siły. Co to dokładnie oznacza? Proszę wyobrazić sobie, że jeden dżul to w przybliżeniu ilość energii potrzebna do podniesienia jabłka na wysokość jednego metra.

Dżul ma zasadnicze znaczenie dla fotowoltaiki. Proszę wyobrazić sobie, że każdego dnia Słońce produkuje olbrzymie ilości promieniowania. Do Ziemi dociera tylko jej część, która w skali całego roku kalendarzowego wynosi ponad 3.766 000 eksadżuli! Eksadżul to trylion dżuli, a więc dużo. Dość powiedzieć, że wszyscy mieszkańcy naszej planety zużywają rocznie około 500 eksadżuli na cele energetyczne. Energia więc jest, trzeba ją tylko odpowiednio zagospodarować. Najlepszym do tego urządzeniem jest właśnie firmowa instalacja fotowoltaiczna.

Amper – kluczowy parametr przy doborze modułów i falowników

Właściwy dobór komponentów to podstawa sprawnie działającej instalacji fotowoltaicznej. Porównanie amperażu urządzeń może ustrzec nas przed wieloma problemami, w tym wyłączaniem się falownika. W tym kontekście warto przypomnieć sobie, czym jest amper. Za pomocą tej jednostki mierzymy natężenie prądu elektrycznego. Inaczej mówiąc jeden amper określa, że w przeciągu jednej sekundy przepływa jeden kulomb ładunku. A amperach mierzymy kluczowe parametry dla instalacji: prąd zwarciowy, natężenie przy mocy maksymalnej czy maksymalny prąd bezpiecznika.

Amperogodzina i kilowatogodzina

Kolejne dwie ważne definicje dla każdego użytkownika instalacji fotowoltaicznej to amperogodzina i kilowatogodzina. Pierwsza jednostka określa ilość energii elektrycznej równej przepływowi prądu o wartości jednego Ampera w czasie jednej godziny. Jest między innymi miarą pojemności akumulatorów elektrycznych, zatem wraz z nadejściem dotacji na magazyny energii, stanie się jednym z najczęściej używanych słów w branży PV.

Jeśli chcemy zbadać ilość energii wytworzonej przez daną instalację, musimy uczynić to przy wykorzystaniu kilowatogodzin. To jednostka powiązana z dżulami, która określa ilości energii, jaka zostanie zużyta przez godzinę przez urządzenie o mocy jednego kilowata. Pomaga ona także przy projektowaniu nowego zestawu. Mając informację o zużyciu prądu w gospodarstwie domowych czy przedsiębiorstwie, łatwo dobrać moc instalacji. Przykładowo dla zużycia na poziomie 8000 kWh właściwa wielkość mikroinstalacji PV wynosi około 9,9 kWp.

Na co jeszcze zwrócić uwagę?

Znajomość podstawowych pojęć z zakresu fizyki ułatwia odpowiednie zaprojektowanie instalacji fotowoltaicznej. Różnice między Amperami a Dżulami są zasadnicze i krótka lektura słowniczka podstawowych pojęć może uchronić przed wieloma kłopotliwymi sytuacjami. Warto jednak pamiętać, że nie każdy jest specjalistą od wszystkiego. Jeśli dobór komponentów przerasta nasze możliwości warto wynająć specjalistę do przeprowadzenia profesjonalnego audytu energetycznego. To na ich barkach i odpowiedzialności spoczywa obliczenie mocy przyłączeniowej, dobranie ilości modułów fotowoltaicznych, zaprojektowanie stabilnej konstrukcji. Fachowcy wiedzą jak to zrobić, a dodatkowo każda instalacja powyżej 6,5 kWp wymaga uzgodnienia z rzeczoznawcą przeciwpożarowym. To całkowicie zabezpiecza naszą firmową instalację na wiele lat.