Panele słoneczne składają się z wielu pojedynczych ogniw słonecznych. Właściwości tych komórek określają całkowitą maksymalną moc całego panelu. Moc elektryczna wytwarzana przez panele słoneczne jest mierzona w watach. Każdy panel słoneczny ma podaną wartość mocy wyjściowej w watach w oparciu o jego moc wyjściową w określonych warunkach nasłonecznienia.
Moc znamionowa i sprawność panelu
Energia słoneczna dostępna dla systemów paneli słonecznych zależy od wielu czynników. Szerokość geograficzna, pogoda i kąt padania promieni słonecznych wpływają na ilość energii słonecznej dostępnej w danej lokalizacji. Jednak w celu porównania paneli słonecznych producenci zakładają średnią dostępną energię słoneczną wynoszącą 1000 watów na metr kwadratowy. Procent tej energii, który jest zamieniany na energię elektryczną, to sprawność panelu. Na przykład panel o powierzchni 1 metra kwadratowego może mieć znamionową moc wyjściową 150 watów. Zakładając 1000 dostępnych watów, panel ten przekształca 15 procent tej energii słonecznej w energię elektryczną. Dlatego ten panel ma wydajność 15 procent. Przeciętny krzemowy panel słoneczny wytwarza energię z wydajnością około 15 do 18 procent, w zależności od rodzaju kryształu krzemu.
Charakterystyka ogniw słonecznych
Moc wyjściowa panelu słonecznego zależy od napięcia i prądu generowanego przez poszczególne ogniwa. Napięcie to różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami i jest mierzona w woltach. Prąd jest pomiarem przepływu ładunku elektrycznego przez dany obszar i jest mierzony w amperach. Typowe krzemowe ogniwo słoneczne generuje od 0,5 do 0,6 woltów. Prąd wyjściowy zmienia się w zależności od wielkości ogniwa. Ogólnie rzecz biorąc, typowe dostępne na rynku ogniwo krzemowe wytwarza prąd między 28 a 35 miliamperów na centymetr kwadratowy. Po połączeniu ogniw można zwiększyć prąd i napięcie. Moc jest iloczynem napięcia i prądu. Dlatego większe moduły będą miały większą moc wyjściową.
Połączenia komórkowe
Komórki mogą być połączone szeregowo lub równolegle. Połączenia szeregowe składają się z ogniw połączonych od końca do końca. Gdy ogniwa są połączone szeregowo, ich napięcia dodają się, ale ich prądy nie; prąd połączenia szeregowego jest taki sam jak prąd jednej komórki. Na przykład dwa ogniwa, które wytwarzają 0,6 wolta połączone szeregowo, wyprodukują 1,2 wolta. Jednak prąd nie wzrośnie. Połączenia równoległe składają się z ogniw połączonych obok siebie. Gdy ogniwa są połączone równolegle, ich prądy się sumują, ale ich napięcia nie. Możesz łączyć te dwa typy połączeń, aby uzyskać prawie dowolną kombinację napięcia i prądu, co skutkuje szeroką gamą znamionowych mocy wyjściowych.
Cieniowanie i moc wyjściowa
Jeśli panele słoneczne są bezpośrednio zacienione lub otrzymują zmniejszoną ilość światła słonecznego, ich prąd maleje. Dlatego będą wytwarzać mniejszą ilość energii. Jeśli zacienione ogniwo jest połączone szeregowo z innymi ogniwami, całkowity prąd połączenia szeregowego jest ograniczony do prądu zacienionego ogniwa. W skrajnych przypadkach ta nierównowaga mocy może uszkodzić panel słoneczny. Z tego powodu panele są zwykle wyposażone w elementy zwane diodami obejściowymi, które przekierowują przepływ prądu wokół zacienionych lub uszkodzonych komórek.