Содержание
Фотоэлектрические солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество, поэтому вы можете 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 также из невидимого инфракрасного излучения, которое переносит тепло. Ваша солнечная панель будет работать отлично, если она будет получать много света, но когда она нагревается, ее производительность ухудшается.
Энергия от фотовольтаики
Фотоэлектрические солнечные панели представляют собой сборки отдельных элементов, изготовленные из полупроводникового материала. Напряжение, которое излучает солнечный элемент, в основном определяется выбором полупроводника и деталями полупроводниковых слоев. Кремниевые солнечные элементы - наиболее распространенный выбор - выводят около половины вольт от каждой ячейки. Ток, генерируемый солнечным элементом, является функцией количества солнечного света, который поражает его. Чем больше солнечного света попадает на него, тем больше он будет генерировать, вплоть до пределов ячейки. Электрическая мощность - это произведение тока на напряжение. Небольшая солнечная панель может иметь 36 элементов, соединенных вместе, для генерации около 18 Вольт при токе 2 А. Эта солнечная панель будет рассчитана на 18 вольт x 2 ампер = 36 Вт пиковой мощности. Если он будет освещен в течение часа, он будет генерировать 36 ватт-часов энергии.
Падение напряжения
Производители солнечных панелей тестируют свои продукты при стандартных условиях 25 градусов Цельсия (77 градусов по Фаренгейту) с инсоляцией 1000 Вт на квадратный метр. Инсоляция является мерой того, сколько солнечной энергии поражает 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, что означает больше энергии. К сожалению, это другая история с температурой. Когда температура солнечных элементов поднимается выше 25 градусов по Цельсию, ток увеличивается очень незначительно, но напряжение уменьшается быстрее. Чистым эффектом является уменьшение выходной мощности с ростом температуры. Типичные кремниевые солнечные панели имеют температурный коэффициент от -0,4 до -0,5%. Это означает, что для каждого градуса Цельсия выше 25 выходная мощность массива будет снижаться на этот процент. При температуре 45 градусов по Цельсию (113 градусов по Фаренгейту) солнечная панель мощностью 40 Вт с температурным коэффициентом -0,4 будет производить менее 37 Вт.
Температура смещения
Ваша производительность солнечной панели указана для 25 градусов Цельсия, и она уменьшается с повышением температуры. К счастью, он снова увеличивается, когда температура падает. Если вы находитесь в умеренном регионе, производительность, которую вы теряете в летнюю жару, будет возвращена в прохладные, ясные зимние дни. Если это не достаточно утешительно для вас, вы также можете построить свою солнечную батарею, чтобы воспользоваться преимуществами естественного охлаждающего воздействия ветровых потоков, отводящих тепло от солнечных батарей. Для систем, монтируемых на крыше, это может быть так же просто, как и убедиться, что вы оставляете пространство в 6 дюймов между панелями и крышей. Вы можете использовать более активный подход к охлаждению, используя испарительное охлаждение - испарение воды для охлаждения ваших панелей таким же образом, как пот охлаждает вашу кожу в жаркий день.
Другие солнечные материалы
Альтернатива традиционным кремниевым солнечным батареям представлена в виде тонкопленочных панелей. Они сделаны из различных полупроводниковых материалов, и их температурный коэффициент составляет лишь половину от кремниевого. Тонкопленочные панели не имеют такой высокой эффективности, как фотоэлектрические системы на основе 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 их кристаллические аналоги, но обычно они на пару процентов менее эффективны. Их температурный коэффициент колеблется от -0,2 до -0,3%. Существуют другие кристаллические материалы, которые имеют более высокую эффективность, чем кремний, а также имеют положительный температурный коэффициент. Это означает, что они становятся лучше с повышением температуры. Они также очень дороги, что ограничивает их использование некоторыми специализированными приложениями. В конце концов, однако, они могли бы добраться до жилых домов.