Ένα ηλιακό πάνελ δεν θα σταματήσει να λειτουργεί όταν κρυώσει. Στην πραγματικότητα, η ακραία θερμότητα αποτελεί περισσότερο απειλή για τη λειτουργία ενός ηλιακού πλαισίου παρά το υπερβολικό κρύο. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα ηλιακά πάνελ παράγουν λιγότερη ισχύ για μια δεδομένη ποσότητα ηλιακής ενέργειας. Αντίθετα, καθώς γίνεται πιο κρύο, τα ηλιακά πάνελ θα παράγουν περισσότερη ισχύ.
Μέσα στο ηλιακό πάνελ
Τα ηλιακά κύτταρα δημιουργούν ηλεκτρισμό όταν τα ηλεκτρόνια στα άτομα του κυττάρου διεγείρονται από ενέργεια στο φως του ήλιου. Τα εξώτατα ηλεκτρόνια στα άτομα υπάρχουν σε επίπεδο ενέργειας που ονομάζεται ζώνη σθένους. Όταν παίρνουν αρκετή ενέργεια από το φως του ήλιου, τα ηλεκτρόνια πηδούν σε επίπεδο ενέργειας που ονομάζεται ζώνη αγωγιμότητας. Όταν ένα κελί θερμαίνεται, η διαφορά μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας μειώνεται. Επομένως, ενώ τα ηλεκτρόνια μπορούν να απελευθερωθούν ευκολότερα σε θερμή θερμοκρασία, δεν μεταφέρουν τόση ενέργεια όταν απελευθερώνονται.
Τάση, ρεύμα και ισχύς
Η τάση είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων. Το ρεύμα είναι το μέτρο της ροής ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μιας μονάδας. Η ισχύς είναι το προϊόν της τάσης και του ρεύματος. Όταν ένα κελί κρυώσει, η τάση αυξάνεται ενώ το ρεύμα μειώνεται. Κάθε ηλεκτρόνιο μεταφέρει περισσότερη ενέργεια, αλλά λιγότερη ροή ηλεκτρονίων. Η αύξηση της τάσης είναι μεγαλύτερη από τη μείωση του ρεύματος. Ως εκ τούτου, η παραγωγή ισχύος αυξάνεται. Όταν το κελί ζεσταίνεται, η τάση μειώνεται αλλά το ρεύμα αυξάνεται. Και πάλι, η αλλαγή τάσης είναι μεγαλύτερη από την αλλαγή ρεύματος. Ως εκ τούτου, η ισχύς μειώνεται.
Αλλαγή απόδοσης με θερμοκρασία
Η αποδοτικότητα ενός ηλιακού πλαισίου είναι το ποσοστό μέτρησης της ισχύος εξόδου του πίνακα σε σχέση με τη διαθέσιμη συνολική ηλιακή ενέργεια. Για παράδειγμα, ένα πάνελ 15 τοις εκατό θα παράγει 150 watt από ένα διαθέσιμο 1.000 watt ηλιακής ενέργειας που φτάνει στην επιφάνειά του. Η απόδοση ενός πίνακα μειώνεται κατά περίπου 0,05 τοις εκατό για κάθε ένα βαθμό αύξησης της θερμοκρασίας Κελσίου. Αντίθετα, η απόδοση ενός πίνακα αυξάνεται κατά 0,05 τοις εκατό για κάθε μείωση βαθμού Κελσίου στη θερμοκρασία.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη θερμοκρασία των κυττάρων
Ακριβώς επειδή είναι κρύο έξω δεν σημαίνει ότι το ίδιο το πάνελ είναι κρύο. Τα ηλιακά κύτταρα απελευθερώνουν κάποια ενέργεια ως θερμότητα. Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο τοποθετείται το πλαίσιο και τις συνθήκες του περιβάλλοντος αέρα, αυτή η θερμότητα μπορεί να επηρεάσει τη θερμοκρασία λειτουργίας του πίνακα. Για παράδειγμα, ένα πάνελ οροφής δεν θα αερίζει τη θερμότητα, καθώς και ένα ανεξάρτητο. Αυτό θα αυξήσει τη θερμότητα του πλαισίου και επομένως θα μειώσει την απόδοση. Ο άνεμος, από την άλλη πλευρά, βοηθά στη μεταφορά θερμότητας μακριά από τα κελιά. Επομένως, μια κρύα, θυελλώδης μέρα είναι ιδανική για την παραγωγή ηλιακού ηλεκτρισμού. Αυτό θα αυξήσει την ισχύ ισχύος του πίνακα και θα διαλύσει τη θερμότητα του πίνακα.