כיצד הטמפרטורה משפיעה על פנלים סולאריים?

תאים סולאריים פוטו-וולטאיים הם חומרים מוליכים למחצה המתוכננים להמיר אור שמש לחשמל. אתה יכול לחשוב על מוליך למחצה כעל מדף ריק מעל פח מלא בכדורים קופצניים - שם הכדורים הם כמו אלקטרונים במוליכים למחצה. הכדורים בפח שמתחת לא יכולים לנוע רחוק מאוד, ולכן החומר מתנהל בצורה גרועה. אבל אם כדור קופץ עד המדף, הוא יכול להתגלגל בקלות רבה, כך שהחומר הופך למוליך טוב. כאשר אור השמש נכנס למוליך למחצה, הוא יכול להרים כדור מהסל ולשים אותו על המדף. הייתם חושבים שככל שיותר אור שמש, יותר טוב - יותר כדורים מונחים על המדף, יותר זרם מהתא הסולארי. אבל יותר אור שמש יכול להיות גם טמפרטורות גבוהות יותר - וטמפרטורות גבוהות בדרך כלל מפחיתות את הכוח מתא סולרי.

כאשר אור השמש נכנס לתא סולרי, זה מוסיף אנרגיה לאלקטרונים, אך האלקטרונים האנרגטיים האלה לא עושים לאף אחד טוב בתא השמש - הם חייבים לצאת. אז תאים סולריים מתוכננים כך שהמדף יהיה בזווית. כדור על המדף מתגלגל במהירות למטה. אם אתה בונה צינור מהקצה התחתון של המדף שמתפתל לפח שמתחת, הכדורים יזרמו מטה מהתא הסולארי ובחזרה. זה פחות או יותר מה שקורה כאשר חוטי חשמל מחוברים לתא סולארי - אלקטרונים נאספים על ידי אור השמש ודוחפים אותם למעגל.

במונחים חשמליים הספק הוא מתח כפול זרם. זרם מתייחס למספר האלקטרונים שנדחקים אל מחוץ לתא השמש, ומתח מתייחס ל"דחיפה "שמקבל כל אלקטרון. כשחושבים לאחור לפח ולמדף, הזרם הוא מספר הכדורים שמונחים על המדף בכל שנייה והמתח הוא כמה המדף גבוה.

כשהשמש מתבהרת. זה נותן אנרגיה ליותר אלקטרונים - מרים יותר כדורים על המדף - אבל המדף לא עולה. כלומר, המתח החוצה מתא סולרי תלוי באופן בניית התא הסולרי, ואילו הזרם המרבי תלוי בכמות אור השמש שהוא סופג. המתח והזרם תלויים גם בכמה גורמים אחרים. אחת מהן היא טמפרטורה.

הטמפרטורה מודדת כמה דברים מסתובבים. במקרה של מוליך למחצה, הטמפרטורה מודדת כמה האלקטרונים מסתובבים וכמה המחזיקים לאותם אלקטרונים מסתובבים. שוב חושבים על המדף ופח הכדורים, כאשר מוליך למחצה חם יותר, זה כאילו הכדורים מתנודדים ומקפצים סביב בפח והמדף שלמעלה רוטט מעלה ומטה.

בתא סולארי חם הכדורים כבר מקפצים מעט, קל יותר לאור השמש להרים אותם ולהניח אותם על המדף. מכיוון שהמדף רוטט מעלה ומטה, קל יותר לכדורים לעלות למדף, אך מכיוון שהם לא גבוהים, הם לא מתגלגלים מהר כל כך. כלומר, כאשר תא סולארי מסיליקון מתחמם יותר, הוא מייצר יותר זרם אך פחות מתח. למרבה הצער, זה רק קצת יותר זרם והרבה פחות מתח, כך שהתוצאה היא שההספק יורד.

פאנלים סולאריים בנויים מחבורה שלמה של תאים סולאריים המחוברים יחד. יצרנים שונים בונים את הפאנלים שלהם בצורה שונה, כך שתוכלו למצוא פאנל סולארי אחד עם 38 תאים ואחר עם 480 תאים. גם עם הבדלים בייצור פאנלים סולאריים מסיליקון, החומר זהה פחות או יותר, כך שגם השפעות הטמפרטורה כמעט זהות. בדרך כלל תפוקת הסליקון של תאים סולריים יורדת בכ- 0.4 אחוזים בכל מעלות צלזיוס (1.8 מעלות פרנהייט).

הטמפרטורה מתייחסת לטמפרטורת החומר בפועל, ולא לטמפרטורת האוויר, כך שביום שמש זה לא כל כך יוצא דופן לפנל סולארי להגיע ל 45 מעלות צלזיוס. פירוש הדבר שפאנל המדורג ל -200 וואט ב -20 מעלות צלזיוס (68 מעלות צלזיוס) יכבה רק 180 וואט.