Efectele temperaturii asupra producției de energie a panourilor solare

Panourile solare fotovoltaice transformă lumina soarelui în electricitate, deci ați crede că, cu cât este mai multă lumină solară, cu atât mai bine. Acest lucru nu este întotdeauna adevărat, deoarece lumina soarelui constă nu numai din lumina pe care o vedeți, ci și din radiații infraroșii invizibile, care transportă căldura. Panoul dvs. solar va funcționa excelent dacă primește multă lumină, dar pe măsură ce se încălzește, performanța sa se degradează.

Panourile solare fotovoltaice sunt ansambluri de celule individuale realizate din material semiconductor. Tensiunea pe care o stabilește o celulă solară este determinată în principal de alegerea semiconductorului și de detaliile straturilor de semiconductori. Celulele solare din siliciu - cea mai comună alegere - scot aproximativ o jumătate de volt de la fiecare celulă. Curentul generat de o celulă solară este o funcție a cantității de lumină solară care o lovește. Cu cât lumina soarelui îl lovește, cu atât va genera mai mult curent, până la limitele celulei. Puterea electrică este produsul curentului de tensiune. Un mic panou solar ar putea avea 36 de celule conectate împreună pentru a produce aproximativ 18 volți în total la un curent de 2 amperi. Panoul solar ar fi evaluat pentru 18 volți x 2 amperi = 36 wați de putere maximă. Dacă este iluminat timp de o oră, atunci va genera 36 de wați-oră de energie.

Producătorii de panouri solare își testează produsele în condiții standard de 25 grade Celsius (77 grade Fahrenheit) cu o insolație de 1.000 de wați pe metru pătrat. Izolația este o măsură a cantității de energie solară care lovește fiecare metru pătrat perpendicular pe direcția luminii solare. Insolația poate fi mai mare de 1.000 de wați pe metru pătrat în jurul prânzului în zilele foarte senine, ceea ce va face ca panoul solar să genereze mai mult curent, ceea ce înseamnă mai multă energie. Din păcate, este o poveste diferită cu temperatura. Pe măsură ce temperaturile celulelor solare cresc peste 25 de grade Celsius, curentul crește foarte ușor, dar tensiunea scade mai rapid. Efectul net este o scădere a puterii de ieșire odată cu creșterea temperaturii. Panourile solare tipice din siliciu au un coeficient de temperatură de aproximativ -0,4 până la -0,5%. Aceasta înseamnă că pentru fiecare grad Celsius peste 25, puterea de ieșire din matrice ar scădea cu acel procent. La 45 de grade Celsius (113 grade Fahrenheit), un panou solar de 40 de wați cu un coeficient de temperatură de -0,4 ar produce mai puțin de 37 de wați.

Performanța panoului solar este cotată la 25 de grade Celsius și scade odată cu creșterea temperaturii. Din fericire, crește din nou pe măsură ce temperatura scade. Dacă vă aflați într-o regiune temperată, performanța pe care o pierdeți în căldura verii va fi returnată în zilele reci și senine de iarnă. Dacă nu este suficientă consolare pentru dvs., puteți, de asemenea, să vă construiți panoul solar pentru a profita de efectele naturale de răcire ale curenților de canalizare a vântului pentru a transporta căldura de pe panourile solare. Pentru sistemele montate pe acoperiș, acest lucru poate fi la fel de simplu ca să vă asigurați că lăsați 6 inci spațiu între panouri și acoperiș. Puteți adopta o abordare mai activă a răcirii utilizând răcirea prin evaporare - folosind evaporarea apei pentru a vă răci panourile în același mod în care sudoarea vă răcorește pielea într-o zi fierbinte.

O alternativă la panourile solare tradiționale din siliciu vine sub forma unor panouri cu film subțire. Sunt fabricate din diferite materiale semiconductoare, iar coeficientul lor de temperatură este de aproximativ jumătate din siliciu. Panourile cu film subțire nu încep cu o eficiență la fel de mare ca fotovoltaica din siliciu cristalin, dar sensibilitatea lor mai mică la temperaturi mai ridicate le face o opțiune atractivă pentru locații foarte fierbinți. Panourile de film subțire sunt utilizate exact la fel ca omologii lor cristalini, dar sunt de obicei cu câteva procente mai puțin eficiente. Coeficientul lor de temperatură variază de la aproximativ -0,2 la -0,3 la sută. Există alte materiale cristaline care încep cu o eficiență mai mare decât siliciu și au, de asemenea, un coeficient de temperatură pozitiv. Asta înseamnă că se îmbunătățesc pe măsură ce temperatura crește. De asemenea, sunt foarte scumpe, ceea ce limitează utilizarea lor la unele aplicații specializate. În cele din urmă, totuși, ar putea să se îndrepte spre casele rezidențiale.