Panel słoneczny nie przestanie działać, gdy zrobi się zimno. W rzeczywistości ekstremalne ciepło stanowi większe zagrożenie dla funkcjonowania panelu słonecznego niż ekstremalne zimno. Wraz ze wzrostem temperatury panele słoneczne wytwarzają mniej energii przy określonej ilości energii słonecznej. I odwrotnie, gdy robi się zimniej, panele słoneczne będą wytwarzać więcej energii.
Wewnątrz panelu słonecznego
Ogniwa słoneczne wytwarzają elektryczność, gdy elektrony w atomach komórki są wzbudzane energią słoneczną. Najbardziej zewnętrzne elektrony w atomach istnieją na poziomie energetycznym zwanym pasmem walencyjnym. Kiedy dostaną wystarczającą ilość energii ze światła słonecznego, elektrony przeskakują do poziomu energetycznego zwanego pasmem przewodnictwa. Kiedy ogniwo jest ogrzewane, różnica między pasmem walencyjnym a pasmem przewodnictwa maleje. Dlatego, chociaż elektrony mogą być łatwiej uwolnione w wysokiej temperaturze, nie przenoszą one tak dużo energii, gdy są uwalniane.
Napięcie, prąd i moc
Napięcie to różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami. Prąd jest miarą przepływu energii elektrycznej przez jednostkę powierzchni. Moc jest iloczynem napięcia i prądu. Gdy ogniwo stygnie, napięcie wzrasta, a prąd maleje. Każdy elektron przenosi więcej energii, ale przepływa mniej elektronów. Wzrost napięcia jest większy niż spadek prądu. W związku z tym wzrasta moc wyjściowa. Gdy ogniwo się nagrzewa, napięcie spada, ale prąd wzrasta. Ponownie, zmiana napięcia jest większa niż zmiana prądu. Stąd moc maleje.
Zmiana wydajności wraz z temperaturą
Wydajność panelu słonecznego jest procentową miarą mocy wyjściowej panelu w stosunku do dostępnej całkowitej energii słonecznej. Na przykład 15-procentowy panel wytwarzałby 150 watów z dostępnego 1000 watów energii słonecznej docierającej do jego powierzchni. Wydajność panelu spada o około 0,05 procent na każdy wzrost temperatury o jeden stopień Celsjusza. Odwrotnie, wydajność panelu wzrasta o 0,05 procent na każdy spadek temperatury o jeden stopień Celsjusza.
Czynniki wpływające na temperaturę ogniw
To, że na zewnątrz jest zimno, nie oznacza, że sam panel jest zimny. Ogniwa słoneczne uwalniają część energii w postaci ciepła. W zależności od sposobu montażu panelu i warunków otoczenia, ciepło to może wpływać na temperaturę roboczą panelu. Na przykład panel dachowy nie będzie tak dobrze wentylował ciepła jak panel wolnostojący. Zwiększy to ciepło panelu, a tym samym zmniejszy wydajność. Z drugiej strony wiatr pomaga odprowadzać ciepło z komórek. Dlatego chłodny, wietrzny dzień jest idealny do wytwarzania energii słonecznej. Zwiększy to moc wyjściową panelu i rozproszy jego własne ciepło.