Фотоелектричні сонячні панелі перетворюють сонячне світло в електрику, тому ви думаєте, що чим більше сонячного світла, тим краще. Це не завжди так, адже сонячне світло складається не тільки з того світла, яке ви бачите, але і з невидимого інфрачервоного випромінювання, яке несе тепло. Ваша сонячна панель буде чудово працювати, якщо вона буде отримувати багато світла, але в міру нагрівання її продуктивність погіршується.
Енергія від фотоелектрики
Фотоелектричні сонячні панелі - це збірки окремих елементів, виготовлених з напівпровідникового матеріалу. Напруга, яку видає сонячний елемент, в основному визначається вибором напівпровідника та деталями напівпровідникових шарів. Кремнієві сонячні елементи - найпоширеніший вибір - видають приблизно половину вольта від кожної клітини. Струм, генерований сонячною батареєю, є функцією кількості сонячного світла, яке потрапляє на неї. Чим більше сонячного світла потрапляє на нього, тим більше струму воно буде генерувати, аж до меж клітини. Електрична потужність є добутком струму, помноженого на напругу. Невелика сонячна панель могла б мати 36 елементів, з'єднаних між собою, щоб виробляти близько 18 вольт при струмі 2 ампера. Цю сонячну панель можна було б оцінити на 18 вольт х 2 ампер = 36 Вт пікової потужності. Якщо він світиться протягом години, то він буде генерувати 36 ват-годин енергії.
Падіння напруги
Виробники сонячних батарей випробовують свою продукцію в стандартних умовах 25 градусів Цельсія (77 градусів за Фаренгейтом) з інсоляцією 1000 Вт на квадратний метр. Інсоляція - це міра того, скільки сонячної енергії потрапляє на кожен квадратний метр перпендикулярно напрямку сонячного світла. Інсоляція може бути вище 1000 Вт на квадратний метр близько обіду в дуже ясні дні, і це змусить вашу сонячну панель генерувати більше струму, а це означає більше енергії. На жаль, це інша історія з температурою. Оскільки температури сонячних елементів піднімаються вище 25 градусів Цельсія, струм зростає дуже незначно, але напруга зменшується швидше. Чистий ефект - це зменшення вихідної потужності зі збільшенням температури. Типові кремнієві сонячні панелі мають температурний коефіцієнт приблизно від -0,4 до -0,5%. Це означає, що для кожного градуса Цельсія вище 25 вихідна потужність масиву впаде на цей відсоток. При 45 градусах Цельсія (113 градусів за Фаренгейтом) сонячна панель потужністю 40 Вт з температурним коефіцієнтом -0,4 вироблятиме менше 37 Вт.
Зміщення температури
Продуктивність сонячної батареї вказана на рівні 25 градусів Цельсія, і вона знижується із підвищенням температури. На щастя, він знову збільшується, коли температура падає. Якщо ви перебуваєте в помірному регіоні, ефективність, яку ви втратите в літню спеку, повернеться в прохолодні чисті зимові дні. Якщо цього вам недостатньо для втіхи, ви також можете побудувати свою сонячну батарею, щоб скористатися природними ефектами охолодження вітряних струмів, щоб відводити тепло від сонячних панелей. Для систем на даху це може бути настільки просто, як переконатися, що ви залишаєте 6 дюймів простору між панелями та дахом. Ви можете взяти більш активний підхід до охолодження, використовуючи випарне охолодження - використовуючи випаровування води, щоб охолодити панелі так само, як піт охолоджує шкіру в спекотний день.
Інші сонячні матеріали
Альтернативою традиційним кремнієвим сонячним панелям є тонкоплівкові панелі. Вони виготовляються з різних напівпровідникових матеріалів, і їх температурний коефіцієнт становить лише приблизно половину коефіцієнта кремнію. Тонкоплівкові панелі починаються не з такою високою ефективністю, як кристалічні кремнієві фотоелектрики, але їх нижча чутливість до більш високих температур робить їх привабливим варіантом для дуже жарких місць. Тонкоплівкові панелі використовуються точно так само, як і їхні кристалічні аналоги, але вони, як правило, на пару відсотків менш ефективні. Їх температурний коефіцієнт коливається приблизно від -0,2 до -0,3%. Є й інші кристалічні матеріали, які починаються з вищою ефективністю, ніж кремній, а також мають позитивний температурний коефіцієнт. Це означає, що вони покращуються із збільшенням температури. Вони також дуже дорогі, що обмежує їх використання деякими спеціалізованими програмами. Зрештою, вони могли пробратися до житлових будинків.