Un pannello solare non smetterà di funzionare quando fa freddo. In effetti, il caldo estremo rappresenta più una minaccia per il funzionamento di un pannello solare rispetto al freddo estremo. All'aumentare della temperatura, i pannelli solari producono meno energia per una data quantità di energia solare. Al contrario, quando fa più freddo, i pannelli solari produrranno più energia.
All'interno del pannello solare
Le celle solari creano elettricità quando gli elettroni negli atomi della cella sono eccitati dall'energia della luce solare. Gli elettroni più esterni negli atomi esistono a un livello energetico chiamato banda di valenza. Quando ottengono abbastanza energia dalla luce solare, gli elettroni saltano a un livello di energia chiamato banda di conduzione. Quando una cella viene riscaldata, la differenza tra la banda di valenza e la banda di conduzione diminuisce. Pertanto, mentre gli elettroni possono essere liberati più facilmente a temperature elevate, non trasportano tanta energia quando vengono rilasciati.
Tensione, corrente e potenza
La tensione è la differenza di potenziale elettrico tra due punti. La corrente è la misura del flusso di elettricità attraverso un'area unitaria. La potenza è il prodotto di tensione e corrente. Quando una cella si raffredda, la tensione aumenta mentre la corrente diminuisce. Ogni elettrone trasporta più energia, ma ne fluiscono meno. L'aumento della tensione è maggiore della diminuzione della corrente. Quindi, la potenza aumenta. Quando la cella si surriscalda, la tensione diminuisce ma la corrente aumenta. Anche in questo caso, la variazione di tensione è maggiore della variazione di corrente. Quindi, la potenza diminuisce.
Cambiamento di efficienza con la temperatura
L'efficienza di un pannello solare è la misura percentuale della potenza di uscita del pannello rispetto all'energia solare totale disponibile. Ad esempio, un pannello del 15% produrrebbe 150 watt dai 1.000 watt di energia solare disponibili che raggiungono la sua superficie. L'efficienza di un pannello diminuisce di circa lo 0,05% per ogni grado Celsius di aumento della temperatura. Al contrario, l'efficienza di un pannello aumenta dello 0,05% per ogni grado Celsius di diminuzione della temperatura.
Fattori che influenzano la temperatura della cella
Solo perché fuori fa freddo non significa che il pannello stesso sia freddo. Le celle solari rilasciano energia sotto forma di calore. A seconda del modo in cui è montato il pannello e delle condizioni dell'aria circostante, questo calore potrebbe influenzare la temperatura di esercizio del pannello. Ad esempio, un pannello montato sul tetto non ventila il calore come uno indipendente. Ciò aumenterà il calore del pannello e quindi diminuirà l'efficienza. Il vento, invece, aiuta a portare via il calore dalle cellule. Pertanto, una giornata fredda e ventosa è l'ideale per generare elettricità solare. Ciò aumenterà la potenza del pannello e dissiperà il calore del pannello.