ผลกระทบของอุณหภูมิต่อการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์แปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้า ดังนั้นคุณคิดว่ายิ่งแสงแดดมากยิ่งดี นั่นไม่เป็นความจริงเสมอไป เพราะแสงแดดไม่เพียงประกอบด้วยแสงที่คุณเห็นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงรังสีอินฟราเรดที่มองไม่เห็นซึ่งนำพาความร้อนมาด้วย แผงโซลาร์ของคุณจะทำงานได้ดีหากได้รับแสงมาก แต่เมื่อร้อนขึ้น ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์จะลดลง

แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์เป็นส่วนประกอบของเซลล์แต่ละเซลล์ที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ แรงดันไฟฟ้าที่โซลาร์เซลล์ปล่อยออกมานั้นส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยการเลือกเซมิคอนดักเตอร์และรายละเอียดของชั้นเซมิคอนดักเตอร์ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน -- ตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุด -- ใช้พลังงานประมาณครึ่งโวลต์จากแต่ละเซลล์ กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นหน้าที่ของปริมาณแสงแดดที่ตกกระทบ ยิ่งแสงแดดส่องกระทบมากเท่าไหร่ กระแสไฟก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น จนถึงขีดจำกัดของเซลล์ พลังงานไฟฟ้าเป็นผลคูณของกระแสคูณกับแรงดันไฟฟ้า แผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กอาจมี 36 เซลล์ต่อสายเข้าด้วยกันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าทั้งหมดประมาณ 18 โวลต์ที่กระแส 2 แอมป์ แผงโซลาร์เซลล์นั้นจะได้รับการจัดอันดับ 18 โวลต์ x 2 แอมป์ = 36 วัตต์ของกำลังไฟสูงสุด หากส่องสว่างเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง มันจะสร้างพลังงาน 36 วัตต์ต่อชั่วโมง

ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ทดสอบผลิตภัณฑ์ของตนในสภาวะมาตรฐาน 25 องศาเซลเซียส (77 องศาฟาเรนไฮต์) ด้วยค่าความเป็นฉนวน 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตร ค่า Insolation คือการวัดปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่กระทบแต่ละตารางเมตรในแนวตั้งฉากกับทิศทางของแสงอาทิตย์ ไข้แดดอาจสูงกว่า 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตรในช่วงเที่ยงของวันที่อากาศแจ่มใส และนั่นจะทำให้แผงโซลาร์เซลล์ของคุณผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีพลังงานมากขึ้น น่าเสียดายที่มันเป็นเรื่องที่แตกต่างกับอุณหภูมิ เนื่องจากอุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์สูงกว่า 25 องศาเซลเซียส กระแสไฟจะสูงขึ้นเล็กน้อย แต่แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็ว ผลกระทบสุทธิคือกำลังส่งออกลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนทั่วไปมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิประมาณ -0.4 ถึง -0.5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายความว่าสำหรับทุกองศาเซลเซียสที่สูงกว่า 25 พลังงานที่ส่งออกจากอาร์เรย์จะลดลงตามเปอร์เซ็นต์นั้น ที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส (113 องศาฟาเรนไฮต์) แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 40 วัตต์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ -0.4 จะผลิตไฟฟ้าได้น้อยกว่า 37 วัตต์

ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ของคุณคิดไว้ที่ 25 องศาเซลเซียส และจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โชคดีที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีกครั้งเมื่ออุณหภูมิลดลง หากคุณอยู่ในเขตอบอุ่น การแสดงที่คุณสูญเสียไปในฤดูร้อนจะกลับมาในวันที่อากาศปลอดโปร่งและเย็นในฤดูหนาว หากนั่นยังไม่เพียงพอสำหรับคุณ คุณยังสามารถสร้างแผงโซลาร์เซลล์เพื่อใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์ความเย็นตามธรรมชาติของลม ซึ่งก็คือการส่งกระแสน้ำเพื่อระบายความร้อนออกจากแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ สำหรับระบบที่ติดตั้งบนหลังคา สามารถทำได้ง่ายๆ เพียงทำให้แน่ใจว่าคุณเว้นช่องว่างไว้ 6 นิ้วระหว่างแผงและหลังคาของคุณ คุณสามารถใช้วิธีการทำความเย็นที่กระฉับกระเฉงมากขึ้นโดยใช้การทำความเย็นแบบระเหย โดยใช้การระเหยของน้ำเพื่อทำให้แผงของคุณเย็นลงในลักษณะเดียวกับที่เหงื่อจะทำให้ผิวของคุณเย็นลงในวันที่อากาศร้อน

ทางเลือกแทนแผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนแบบเดิมมาในรูปแบบของแผงฟิล์มบาง พวกมันทำด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกัน และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของพวกมันนั้นมีค่าเพียงครึ่งหนึ่งของซิลิกอนเท่านั้น แผงฟิล์มบางไม่ได้เริ่มต้นด้วยประสิทธิภาพสูงเท่ากับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิกอน แต่ความไวที่ต่ำกว่าต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับสถานที่ร้อนจัด แผงฟิล์มบางใช้ในลักษณะเดียวกับแผ่นผลึก แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าสองสามเปอร์เซ็นต์ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิอยู่ระหว่าง -0.2 ถึง -0.3 เปอร์เซ็นต์ มีวัสดุที่เป็นผลึกอื่น ๆ ที่เริ่มต้นด้วยประสิทธิภาพสูงกว่าซิลิกอนและมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวก นั่นหมายความว่ามันจะดีขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พวกเขายังมีราคาแพงมากซึ่งจำกัดการใช้งานเฉพาะบางแอปพลิเคชัน แต่​ใน​ที่​สุด พวก​เขา​สามารถ​ไป​บ้าน​ที่​อยู่​อาศัย