Aurinkosähköpaneelit muuttavat auringonvalon sähköksi, joten luulisi, että mitä enemmän auringonvaloa, sitä parempi. Se ei ole aina totta, koska auringonvalo koostuu paitsi näkemästäsi valosta myös näkymättömästä infrapunasäteilystä, joka kuljettaa lämpöä. Aurinkopaneelisi toimii hyvin, jos se saa paljon valoa, mutta kuumentuessaan sen suorituskyky heikkenee.
Energia aurinkosähköstä
Aurinkosähköiset aurinkopaneelit ovat yksittäisten kennojen kokoonpanoja, jotka on valmistettu puolijohdemateriaalista. Aurinkokennon käyttämä jännite määräytyy enimmäkseen puolijohteen valinnan ja puolijohdekerrosten yksityiskohtien perusteella. Piin aurinkokennot - yleisin valinta - laskivat noin puolijännitteen jokaisesta kennosta. Aurinkokennon tuottama virta riippuu siihen osuvan auringonvalon määrästä. Mitä enemmän auringonvaloa osuu siihen, sitä enemmän virtaa se tuottaa solun rajoihin saakka. Sähköteho on virran ja jännitteen tulo. Pienessä aurinkopaneelissa voi olla 36 kennoa, jotka on kytketty yhteen tuottamaan noin 18 volttia 2 ampeerin virralla. Tuo aurinkopaneeli olisi mitoitettu 18 voltille x 2 ampeerille = 36 wattia huipputehosta. Jos sitä valaistaan tunnin ajan, se tuottaa 36 wattituntia energiaa.
Jännitteen putoaminen
Aurinkopaneelien valmistajat testaavat tuotteitaan standardiolosuhteissa, jotka ovat 25 celsiusastetta (77 astetta Fahrenheit-astetta), eristeen ollessa 1000 wattia neliömetriltä. Insolaatio on mitta, kuinka paljon aurinkovoimaa lyö kutakin neliömetriä kohtisuorassa auringonvalon suuntaan. Insolaatio voi olla yli 1000 wattia neliömetriä kohti keskipäivää hyvin kirkkaina päivinä, ja se saa aurinkopaneelisi tuottamaan enemmän virtaa, mikä tarkoittaa enemmän virtaa. Valitettavasti lämpötilasta on erilainen tarina. Kun aurinkokennojen lämpötilat nousevat yli 25 celsiusasteen, virta nousee hyvin vähän, mutta jännite laskee nopeammin. Nettovaikutus on lähtötehon lasku lämpötilan noustessa. Tyypillisten pii-aurinkopaneelien lämpötilakerroin on noin -0,4 - -0,5 prosenttia. Tämä tarkoittaa, että jokaista yli 25 celsiusastetta kohti matriisin teho laskisi tällä prosentilla. 45 asteessa (113 astetta Fahrenheit) 40 watin aurinkopaneeli, jonka lämpötilakerroin on -0,4, tuottaisi alle 37 wattia.
Lämpötilan kompensointi
Aurinkopaneelisi suorituskyky on noteerattu 25 celsiusasteelle, ja se laskee lämpötilan noustessa. Onneksi se nousee jälleen lämpötilan laskiessa. Jos olet lauhkealla alueella, kesälämmössä menetetty suorituskyky palautetaan viileillä, kirkkailla talvipäivillä. Jos se ei riitä sinulle, voit myös rakentaa aurinkokennosi hyödyntämään tuulen luonnollisia jäähdytysvaikutuksia - kanavoivat virrat kuljettamaan lämpöä pois aurinkopaneeleistasi. Katolle asennettuihin järjestelmiin tämä voi olla niin yksinkertaista kuin varmistaa, että jätät 6 tuuman tilaa paneeliesi ja katosi väliin. Voit käyttää aktiivisempaa lähestymistapaa jäähdytykseen käyttämällä haihdutusjäähdytystä - käyttämällä vesihaihdutusta paneeliesi jäähdyttämiseen samalla tavalla kuin hiki jäähdyttää ihoa kuumana päivänä.
Muut aurinkomateriaalit
Vaihtoehto perinteisille pii-aurinkopaneeleille on ohutkalvopaneeleja. Ne on valmistettu erilaisista puolijohdemateriaaleista, ja niiden lämpötilakerroin on vain noin puolet piistä. Ohutkalvopaneelit eivät ala yhtä korkealla hyötysuhteella kuin kiteinen pii-aurinkosähkö, mutta niiden alempi herkkyys korkeammille lämpötiloille tekee niistä houkuttelevan vaihtoehdon erittäin kuumille paikoille. Ohuita kalvopaneeleja käytetään täsmälleen samalla tavalla kuin niiden kiteisiä vastineita, mutta ne ovat tyypillisesti pari prosenttia vähemmän tehokkaita. Niiden lämpötilakerroin vaihtelee välillä -0,2 - -0,3 prosenttia. On muitakin kiteisiä materiaaleja, joiden tehokkuus alkaa korkeammalla kuin pii ja joilla on myös positiivinen lämpötilakerroin. Tämä tarkoittaa, että ne paranevat lämpötilan noustessa. Ne ovat myös erittäin kalliita, mikä rajoittaa niiden käytön joihinkin erikoistuneisiin sovelluksiin. Lopulta he voisivat kuitenkin päästä tiensä koteihin.