Влияние температуры на производство энергии солнечными панелями

Фотоэлектрические солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество, поэтому можно подумать, что чем больше солнечного света, тем лучше. Это не всегда так, потому что солнечный свет состоит не только из света, который вы видите, но и из невидимого инфракрасного излучения, которое переносит тепло. Ваша солнечная панель будет работать отлично, если на нее будет попадать много света, но по мере того, как она становится сильнее, ее производительность ухудшается.

Фотоэлектрические солнечные панели представляют собой сборки отдельных ячеек из полупроводникового материала. Напряжение, выделяемое солнечным элементом, в основном определяется выбором полупроводника и деталями полупроводниковых слоев. Кремниевые солнечные элементы - наиболее распространенный выбор - вырабатывают около половины вольта от каждого элемента. Ток, генерируемый солнечным элементом, зависит от количества падающего на него солнечного света. Чем больше солнечного света попадает на него, тем больший ток он будет генерировать вплоть до границ клетки. Электрическая мощность - это произведение силы тока на напряжение. Небольшая солнечная панель может иметь 36 ячеек, соединенных вместе, чтобы производить около 18 вольт при токе 2 ампера. Эта солнечная панель будет рассчитана на 18 вольт x 2 ампера = 36 ватт пиковой мощности. Если он освещен в течение часа, он будет генерировать 36 ватт-часов энергии.

Производители солнечных панелей тестируют свою продукцию в стандартных условиях: 25 градусов по Цельсию (77 градусов по Фаренгейту) с инсоляцией 1000 Вт на квадратный метр. Инсоляция - это мера того, сколько солнечной энергии попадает на каждый квадратный метр перпендикулярно направлению солнечного света. Инсоляция может быть выше 1000 Вт на квадратный метр около полудня в очень ясные дни, и это заставит вашу солнечную панель генерировать больше тока, а значит, больше энергии. К сожалению, с температурой дело обстоит иначе. Когда температура солнечных элементов поднимается выше 25 градусов по Цельсию, ток возрастает очень незначительно, но напряжение падает быстрее. Чистый эффект - уменьшение выходной мощности с повышением температуры. Типичные кремниевые солнечные панели имеют температурный коэффициент от -0,4 до -0,5 процента. Это означает, что на каждый градус Цельсия выше 25 выходная мощность массива упадет на этот процент. При 45 градусах Цельсия (113 градусов по Фаренгейту) 40-ваттная солнечная панель с температурным коэффициентом -0,4 будет производить менее 37 Вт.

Производительность вашей солнечной панели составляет 25 градусов по Цельсию, и она уменьшается с повышением температуры. К счастью, она снова увеличивается с понижением температуры. Если вы находитесь в регионе с умеренным климатом, производительность, которую вы теряете в летнюю жару, вернется в прохладные ясные зимние дни. Если этого недостаточно для вас, вы также можете построить свою солнечную батарею, чтобы воспользоваться естественным охлаждающим эффектом ветра, направляя токи для отвода тепла от ваших солнечных панелей. Для систем, устанавливаемых на крышу, это может быть так же просто, как оставить 6 дюймов зазора между панелями и крышей. Вы можете применить более активный подход к охлаждению, используя испарительное охлаждение - используя испарение воды для охлаждения ваших панелей так же, как пот охлаждает вашу кожу в жаркий день.

Альтернативой традиционным кремниевым солнечным панелям являются тонкопленочные панели. Они сделаны из разных полупроводниковых материалов, а их температурный коэффициент составляет лишь половину от кремния. Тонкопленочные панели не обладают такой высокой эффективностью, как фотоэлектрические элементы из кристаллического кремния, но их более низкая чувствительность к более высоким температурам делает их привлекательным вариантом для очень жарких мест. Тонкопленочные панели используются точно так же, как и их кристаллические аналоги, но они обычно на пару процентов менее эффективны. Их температурный коэффициент колеблется от -0,2 до -0,3 процента. Существуют и другие кристаллические материалы, которые имеют более высокий КПД, чем кремний, а также имеют положительный температурный коэффициент. Это означает, что они поправляются по мере повышения температуры. Кроме того, они очень дороги, что ограничивает их использование некоторыми специализированными приложениями. В конце концов, однако, они смогли добраться до жилых домов.